Проектирование и с расчетом бгс в производстве аммофоса
Download 0.52 Mb.
|
Курсовая работа Ишматовой Азизы 2 по предмету 3 2
- Bu sahifa navigatsiya:
- Аммонизация и гранулирование ДАФ и NPK удобрений.
- Сушка ДАФ и NPK удобрений.
|
Габариты аппарата БГС:
D*L = 3,5х16;производительность, т/ч = 16,5;влажность пульпы на выходе, % = 15-20;влажность гранул на выход, % = 1,0-1,5;температура сушильного агента, °С: на входе в БГС = 500-600; на выходе из БГС = 105-110;кратность ретура = 0,5-1;удельная производительность по продукту, кг/м3*ч = 108. Аммонизация и гранулирование ДАФ и NPK удобрений. Такие удобрения получают с использованием на второй ступени аммонизатора-гранулятора (АГ) вместо аппарата БГС при получении аммофоса. Этот аппарат совмещает функции нейтрализации пульпы и гранулирования продукта. АГ нашел широкое распространение в технологических схемах. Процесс гранулирования в АГ основан на использовании пульпы в качестве связующего. При этом в результате кристаллизации солей на поверхности гранул ретура происходит увеличение их размера и окатывание. Аппарат АГ отличается высокой производительностью, до 50 т/ч.Совмещение стадий аммонизации и гранулирования в одном аппарате позволяет ввести в удобрения значительное количество азота, использовать теплоту нейтраллизации для гранулирования и сушки продукта, а также уменьшить производственную площадь и число единиц оборудования. Аппараты АГ могут быть эффективно использованы только при применении неконцентрированной фосф.кислоты. В противном случает резко возрастает ретурность процесса. Сушка ДАФ и NPK удобрений. Из АГ гранулы удобрения с влажностью 1,7-2,5% поступают на высушивание до влажности не более 1,5%. Для сушки таких удобрений обычно применяется сушильный барабан СБ, иначе барабанная сушилка. СБ представляет собой цилиндр (длина 35м, Д = 4,5м). Установленный под углом 2-4 ° и вращающийся со скоростью 3-5 об/мин. Внутри барабана имеется насадка, с помощью которой, высушиваемый материал перемещается по пространству сушилки. Это способствует равномерному обтеканию высушиваемого материала теплоносителем и интенсифицирует процесс сушки. Теплоноситель движется прямотоком по отношению к материалу. Основное количество тепла от теплоносителя к поверхности материала передается конвекцией. Некоторое количество тепла передается за счет теплопроводности от нагретых внутренних устройств аппарата к материалу. Часть внутренней поверхности барабана оснащена приемной насадкой 11 и на остальной длине барабана — подъемно-лопастной насадкой 8. Грануляторы-сушилки оборудованы подъемными лопатками сложной конструкции с углом наклона к радиусу обечайки, равным нулю. Аппараты БГС оснащены лопатками Г-образной формы с углом наклона к радиусу обечайки 12 °C, а также коробчатым обратным шнеком 10 открытого или закрытого исполнения, который транспортирует внутренний ретур от конуса 7 в зону распыла пульпы. В торцах вращающихся барабанов установлена загрузочная камера с форсунками 12 и патрубками для ввода теплоносителя, а также выгрузочная камера 6 со штуцерами для отвода отработанного сушильного агента и готового продукта. Привод барабана осуществляется от электродвигателя 4 через редуктор 3, зубчатую шестерню 2 и зубчатый венец 9, укрепленный на барабане с помощью башмаков. Принцип работы грануляторов-сушилок заключается в следующем. При вращении барабана подъемно-лопастная насадка 8 создает поток материала, ссыпающегося с лопаток. На этот поток материала пневматической форсункой 12 распыливается пульпа гранулируемого вещества, которая, наслаиваясь на частицы, увеличивает их размер. Влажные агломераты окатываются по внутренним элементам барабана, приобретая сферическую форму, и сохнут в потоке теплоносителя. В аппарате мелкая фракция после классификации возвращается в зону распыла пульпы в виде внешнего ретура. В аппаратах БГС в зоне выгрузки установлен классификатор, выполненный в виде конуса 7. Крупная фракция скапливается у узкого основания конуса и выгружается из аппарата. Мелкая фракция, скопившаяся у большого основания конуса, обратным шнеком в виде внутреннего ретура возвращается в зону распыла пульпы. Сюда же может подаваться в виде внешнего ретура пыль из циклонов и материал после дробилок. На эффективность работы аппаратов БГС существенное влияние оказывают плотность и равномерность ссыпающегося слоя материала в зоне распыла пульпы, параметры работы распы - ливающих форсунок, скорость теплоносителя и другие параметры. Для интенсификации процессов гранулирования (https://msd.com.ua/tovary-i-uslugi/tarelchatyj-granulyator/) и сушки удобрений в аппаратах БГС в последнее время предложен ряд технических решений, сущность которых заключается в интенсификации тепломассообменных процессов, происходящих в БГС. Расчетная часть Расчет производительности БГС Расчет аппарат БГС Техническая характеристика аппарата БГС: Технологический показатель Характер работы периодический Производительность по готовому продукту δпр =540 т/ч; Температура теплоносителя на входе в аппарат t1= 400 °С, Температура теплоносителя на выходе из аппарата t2 =95 °С; Влажность пульпы, подаваемой в аппарат W1 = 30 %; Влажность готового продукта W2 = 1 %; Средняя скорость теплоносителя в аппарате υт = 2,3 м/с; Скорость витания частиц пульпы υв = 0,23 м/с; Критическая влажность гранулированного материала Wкр = 5 %; Температура продукта на выходе из аппарата tп =90 °С; Температура мокрого термометра tт = 85 °С; Порозность ссыпающегося материала в аппарате m = 0,7; Скорость падения частиц с лопатки υл = 7,00 м/с, Средний диаметр частиц готового продукта δ =1,8∙10-3 м; Средний диаметр частиц ретура δрет = 0,7∙10-3 м; Теплопроводность газа λт = 35∙10-3 Вт/(м∙К); Кинематическая вязкость газа υ = 25∙10-6 м2 /с. Тип редуктора ЦГМ-900-4/9, i = 70 Тип электродвигателя АКЗ-12-39-6;n =1500 об/мин Потребляемая мощность 13 кВт Общий вес 23650 кг Пример: Техническая характеристика аппарата БГС
Материальный баланс процесса сушки 1 Количество испаренной влаги где,G – производительность БГС, 180,56 кг/с WH – начальная влажность пульпы, 30 WK – конечная влажность пульпы, 1 2 Количество исходного влажного материала Тепловой баланс Давление насыщенного водяного пара при 18℃ составляет ρ=2,0644 кПа Влагосодержание воздуха, поступающего в калорифер: Энтальпия наружного воздуха: Энтальпия нагретого воздуха на входе в сушилку (после калорифера): Удельный расход теплоты на нагрев высушиваемого материала: Потери теплоты сушилкой в окружающую среду, отнесенные к 1 кг массы испаряемой влаги, согласно ОСТ 26-01-450-78 принимают в пределах 85-170 кДж/кг. Принимаем gпот=165 кДж/кг Изменение потенциала воздуха относительно испарившейся влаги : Энтальпия пара при конечной температуре воздуха, выходящего из сушки: Энтальпия влажного воздуха на выходе из сушилки: Конечное влагосодержание воздуха на входе из сушилки: Расход воздуха: Расход теплоты в калорифере: Расход греющего пара на подогрев воздуха в калорифере: где, 2171 – теплота парообразованая при ρ = 0,3 Мпа Требуемый рабочий объем барабана: где 8,5-напряжение рабочего объема барабана по испарившей влаги Отношение длины барабана к его диаметру должна быть равна L/D=3,5/7,принимаем L/D = 7,Тогда: Диаметр барабана: Длина барабана: Принимаем по ОСТ 26-01-437-78 сушильный барабан диаметром D=4,5 м, и длиной L=35м. Уточняем объем выбранного барабана: Объемный расход влажного сушильного агента на выходе из барабана: Скорость воздуха в свободном сечении барабана: Расчет количества установленного оборудования Фактическая скорость вращения барабана в минуту: где,D – диаметр барабана,м Для гранулирования сложных удобрений,nфдолжна быть -03.5% Теоретическое время пребывания материала в БГС где,m – коэффициент, зависящий от отношения жидких и твердых веществ в БГС и гранулометрического состава продукта; k – коэффициент, зависящий от устройства барабана; L – длина барабана, м; D–диаметр барабана, м; n – фактическая скорость вращения барабана за минуту, об/мин; a – наклон барабана по отношению к горизонту. Производительность барабана (по пульпе) где,V – рабочий объем барабана,м3 ρ – плотность пульпы,кг/м3; К – коэффициент полезного действия Τm – теоретическое время пребывания материала в БГС. Количество барабанов Расчет производительности при получении аммофоса Материальный баланс сатуратора для нейтрализации кислоты в производстве аммофоса (на 1000 кг фосфорной кислоты). Состав экстракционной фосфорной кислоты: 32% P2O5, 3,3% SO3, 1,3% MgO, 0,1% CaO, 0,65% Al2O3, 0,65% Fe2O3, 1.5% F. Состав жидкого аммиака: 99,9% NH3, 0,1% H2O. В процессе насыщения кислоты аммиаком испаряется 78 кг воды на 1000 кг кислоты. Содержание аммиака в нейтрализованной пульпе составляет 27% от общего количества P2O5. Приход В приходные статьи баланса включается фосфорная кислота и аммиак. В 1000 кг фосфорной кислоты (32% P2O5) содержится, кг: H3PO4 O2 Количество расходуемого аммиака равно 27% от общего количества P2O5 т.е: кг Расход В результате обработки фосфорной кислоты аммиаком образуется пульпа и испаряется некоторое количество воды. Состав образующейся массы определяется взаимодействием кислоты с содержащимися в ней примесями и аммиаком. В основу расчета количеств получаемых солей * берем следующие стехиометрические соотношения: +H3PO4+2H2O = MgHPO4. 3H2O; +H3PO4+H2O = CaHPO4, 2H2OO3+2H3PO4 = 2AlPO4+3H2O; Fe2O3+2H3PO4 = 2FePO4+3H2O NH3+H2SiF6 = (NH4)2SiF6; 2NH3+H2SO4 = (NH4)2 SO43+H3PO4 = NH4H2PO4; NH3+H3PO4 = (NH4)2HPO4 При нейтрализации раствора фосфорной кислоты аммиаком в отделении сатурации получаются следующие соли, кг: димагнийфосфат в том числе кристаллизационной воды - в том числе P2O5 [40,174,18,142 - молекулярные массы MgO, MgHPO4. 3H2O, H2O и P2O5] дикальцийфосфат в том числе кристаллизационной воды - в том числе P2O5 [56 и 172 - молекулярные массыCaO и CaHPO4. 2H2O]; фосфат алюминия в том числе P2O5 [102 и 122 - молекулярные массы Al2O3 и AlPO4]; фосфат железа в том числе P2O5 [160 и 207 - молекулярные массы Fe2O3 и FePO4]; кремнефторид аммония в том числе NH3 [178, 17 и 19 - молекулярные массы (NH4)2SiF6, NH3 и атомная масса фтора]; сульфат аммония в том числе NH3 [132 и 80 - молекулярные массы (NH4)2SO4 и SO3].Количество P2O5, связанной по первым четырем стехиометрическим соотношениям: ,1+1,25+9,05+5,75=39 кг Остальное количество P2O5 связывается с аммиаком, образуя фосфаты аммония. Количества P2O5, нейтрализуемое аммиаком: кг Содержание аммиака в нейтрализованной пульпе составляет 27% от общего количества P2O5. Израсходовано аммиака на образование кремнефторида и сульфата аммония: ,5+14,02=18,5 кг Следовательно на образование фосфатов аммония пошло аммиака: кг Количество аммиака, необходимое для связывания всей оставшейся P2O5 (281 кг) в моноаммонийфосфат: кг Но при этом остается избыточного аммиака 67,9-67,3=0,6 кг, который идет на образование диаммонийфосфата; его количество: Это количество требует моноаммонийфосфата где 115 и 132 -молекулярные массы NH4H2PO4 и (NH4)2HPO4 Так как из 281 кг P2O5 могло образоваться моноаммонийфосфата то после образования диаммонийфосфата останется моноаммонийфосфата: ,3-2,02=453 кг Выход сухих солей (с учетом кристаллизационной воды) составляет: ,5+3+15,55+16,8+23,4+54,4+453+2,33=625 кг в том числе воды кристаллизационной: 17,5+0,65=18,2 кг Выход сухих солей без кристаллизационной воды: -18,2=606,8 кг Приводим состав сухих солей с учетом кристаллизационной воды: кг % MgHPO4. 3H2O 56,5 9 CaHPO4. 2H2O 3 0,48 15,55 2,48 16,8 2,68 (NH4)2SiF6 23,4 3,74 (NH4)2SO4 54,4 8,7 (NH4)2HPO4 2,33 3,73H2PO4 453 72,4 Всего 625 100% В систему поступает материалов (фосфорной кислоты, аммиака и воды с ним): +86,4+0,09=1086,5 кг В процессе сатурации из системы испаряется 78 кг воды на 1000 кг кислоты. Количество пульпы после испарения воды равно: ,5-78=1008,5 кг В конечной пульпе содержится свободной воды:1008,5-625=383,5 кг Всего воды в пульпе: 383,5+18,2=401,7 кг Процентное содержание общей влаги в пульпе: % Составляем материальный баланс сатурации в производстве аммофоса (на 1000 кг фосфорной кислоты): Приход кг % 32 %-ная по P2O5 экстракционная кислота в пересчете на моногидрат Вода с фосфорной кислотой 558 51,3 Аммиак 86,4 7,9 Вода с аммиаком 0,09 0,1 Всего 1086,5 100% Расход кг % Солевая масса пульпы 625 57,5 в том числе MgHPO4. 3H2O 56,5. 2H2O 315,55 16,8 (NH4)2SiF6 23,4 (NH4)2SO4 54,4 (NH4)2HPO4 2,33 NH4H2PO4 453 Вода в пульпе (свободная) 383,5 35,3 Водяной пар 78 7,2 Всего 1086,5 100% Техника Безопасности В производстве аммофоса, в процессе пуска, эксплуатации, при производстве ремонтных работ в результате неисправности оборудования или неправильных действий обслуживающего персонала могут иметь место следующие опасности: · химические ожоги серной, фосфорной кислотами; · термические ожоги паром или от горячих участков оборудования, трубопроводов; · опасность отравления газообразным аммиаком, природным газом; · механические травмы из-за наличия большого количества движущихся механизмов: o ленточных конвейеров, элеваторов, дробилок, грохотов, вращающихся барабанов (БГС); · поражение электрическим током; · запыленность воздуха рабочих помещений. Однако при выполнении правил безопасного ведения технологического процесса гарантируется безопасность труда, непременным условием чего является: · соблюдение норм технологического режима; · соблюдение правил эксплуатации и ремонта оборудования, аппаратуры, коммуникаций; · соблюдение правил промышленной санитарии; · соблюдение графиков текущих, планово-предупредительных и капитальных ремонтов. Токсические свойства сырья, промежуточных, сопутствующих и готовых продуктов: Фосфорная кислота - экстракционная фосфорная кислота - сиропообразная жидкость, удельный вес - 1,36 г/см2. Класс опасности - 3. Агрессивна. На коже оказывает обжигающее действие. Опасен ожог глаз. ПДК - 1 мг/м3. Средства защиты - суконный костюм, очки, перчатки, спецобувь, противогаз Серная кислота - тяжелая маслянистая жидкость, от прозрачного до темно-коричневого цвета, в зависимости от содержания примесей. Класс опасности - 2. Токсична. Пожаровзрывобезопасна, при попадании на кожу вызывает сильные, долго не заживающие ожоги. Пары серной кислоты раздражают и обжигают слизистую верхних дыхательных путей и поражают легкие. Особенно опасно попадание кислоты в глаза. ПДК в воздухе рабочей зоны, производственных помещений - 1 мг/м3. Средства защиты - суконный костюм, очки, перчатки, спецобувь,противогаз. Аммиак - бесцветный газ с острым запахом, хорошо растворим в воде, токсичное вещество. Класс опасности - 4. Смесь аммиака с воздухом взрывоопасна при содержании в ней от 15 до 28 объемных долей аммиака. Жидкий аммиак относится к трудногорючим веществам. Порог восприятия обонянием - 35 мг/м3 . Опасность для жизни 350 - 700 мг/м3 Жидкий аммиак или струя газа попадая на кожу человека, вызывают сильные ожоги (концентрация аммиака 280 мг/м3). Газообразный аммиак вызывает острое раздражение слизистых оболочек, слезотечение, удушье. Предельно допустимая концентрация NH3 в воздухе рабочей зоны - 20 мг/м3. . Средства защиты - суконный костюм, очки, перчатки, спецобувь, противогаз марки КД, М. Масло индустриальное. Класс опасности - 4. Масло представляет собой очищенное дистиллятное и остаточное масло с предельно допустимой концентрацией паров углеводов в воздухе рабочей зоны 300 мг/м3. Масло представляет собой горючий продукт с температурой вспышки не ниже 1400 °С. При загорании масел применяются все средства пожаротушения, кроме воды. Природный газ - (90 % метан) Класс опасности - 4. Пожаровзрывоопасен, не токсичен. При пониженном содержании кислорода может вызывать удушье. Температура самовоспламенения -537 °С. Предельно допустимая концентрация в воздухе рабочей зоны - 300 мг/м3 в пересчете на «С». Газообразные соединения фтора. Класс опасности -2. Токсическое действие фтористых газов заключается в раздражении слизистых оболочек глаз и верхних дыхательных путей, а при высоких концентрациях и длительном воздействии может привести к удушью. Предельно допустимая концентрация HF (в пересчете на F) в воздухе производственных помещений - 0,5 мг/м3. ЗАКЛЮЧЕНИЕ В данной индивидуальной работе изложены основы производственного процесса по производству аммофоса.
Схемы, основанные на нейтрализации неупаренной (20— 30 % Р2О5) экстракционной фосфорной кислоты с последующим обезвоживанием суспензии в сушилках (распылительных, барабанных или с кипящим слоем). Схемы, основанные на нейтрализации неупаренной (20— 30 % Р2О5) фосфорной кислоты с последующей упаркой аммофосной суспензии, гранулированием и сушкой продукта в барабанных грануляторах-сушилках (БГС). Схемы, основанные на нейтрализации концентрированной (48—54 % Р2О5) упаренной экстракционной фосфорной кислоты. В этом случае нейтрализацию ведут в две ступени при атмосферном давлении — сначала в реакторах, затем в барабанных аммонизаторах-грануляторах (АГ) — или в одну ступень при повышенном давлении с последующей сушкой суспензии при распылении в башнях или в аппаратах БГС. По заданию индивидуальной работы, необходимо было составить блок схемы производства аммофоса и обосновать ее, что и было сделано. Так же был рассчитан материальный баланс, динамика трудозатрат и уравень технологического процесса. В работе было определено, что наше производство носит ограниченный вариант развития с убывающим типом отдачи, это значит, что уменьшаются затраты живого труда за счет роста затрат прошлого труда, и живой труд уменьшается в большей степени, чем возрастает прошлый труд. Затем было определено, что так как, уровень технологий превышает производительность живого труда, то целесообразно рационалистическое развитие (ограниченное). И наконец, в заключении данной работы, отмечено, наиболее рационально, с экономической точки зрения, было бы разместить данное предприятие по производству аммофоса в г. Гомеле. Это обосновывается тем, что данный областной центр лежит на пересечении важных транспортных магистралей и недалеко от энергетических ресурсов. Использованная литература Куxapь В.П. и др. Новый регулятор роста растении – ИВИН. // Физиологически активные вещества, -Киев: Наукова думка, - 1996. -Вып. 18. -С 3-14. Кулаева О.Н., Цитокинины, их структура и функция. -М.: Наука, 1993. -C.59-66 Кадыров Ч.Ш. Целенаправленный синтез растительных регуляторов, гербицидов и фунгицидов. // Регуляторы роста растении и гербициды. -Ташкент: Фан, 1978. -C.5-30. Акбарова М. и др. Химия и пестицидная активность некоторых замещенных бензимидазолии-2-онов. // Ферганский политехнический институт, -Фергана: 1999. - 31 с Nurmanov S.E. Synthesis of vinyl phenyl ether and its use for ammetric titra-tion of silver (I). // Russian journal of applied chemistry. - 2002. - Т-75. №3.- Р. 480-482. Sirlibaev Т. Synthesis of alkylpyridine through acetylene and methylethylketone condensation with ammonium // Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedenii khimiya i khimicheskaya tekhnologiya. 1991. T-34. №11. Р.102-104 Тухтаев С. Физико-химические основы получения комплексных удобрений, содержащих микроэлементы, физиологически активные вещества и дефолиантов: Автореф. дис. ... докт. хим. наук. -Ташкент, 1983. -46 с. Трунин А.С, Петрова Д.Г. Визуально-политермический метод. -Куйбышев: Куйбышевский политехнический институт, 1977. -94 с.-Рук. Деп. В ВИНИТИ 6 февраля, 1998. №584-78. Parmanov A.B., Nurmonov S.E., Abdugafurov I.A., Ziyadullaev O.E., Mirkhamitova D.X. Synthesis of vinyl ester of lactic acid // Евразийский союз ученых. Россия. № 7 (64) / 2019 P. 51-56. Ельцов А.В., Кузнецов B.C., Колесова М.Б. //Журн. орг. химии. -2005. - T.I.-№6. -С. 1117. Руководство по анализу и производстве фocфopa, фосфорной кислоты и удобрений /Под ред. И.Б.Мойжеса. –Л. Химия, 2003,-216 с 12.Источник: https://www.systopt.com.ua/ru/article-amofos-shho-ce-take-i-yak-jogo-vykorystovuvaty 13.Любое использование материалов допускается только при наличии гиперссылки на © https://www.systopt.com.ua 14.Абидов И., Хошимов Ф., Охундадаев А.. Технология азотно-фосфорных удобрений содержащих физиологически активных веществ. Монография, Наманган. НамИТИ 2019. Download 0.52 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: 
|