Sanoat texnologiya
Download 1.2 Mb. Pdf ko'rish
|
ammoniy nitrat ishlab chiqarishda akkustik granulyator qurilmasini takomillashtirish q37500 kgs.
- Bu sahifa navigatsiya:
- Texnologik bug‘ kondensata 2.1.5.--rasm. AS-72M
- 2.2.MODDIY BALANS
- BOSHLANGICH MA’LUMOTLAR
- КИРИМ КГ ЧИКИМ КГ
- ЖАМИ
- 2.3. ISSIKLIK BALANSI: ISSIKLIK KIRIM BANDLARI.
- ISSIKLIK CHIKIM BANDI
2 TEXNOLOGIK QISM
Nitrat kislotasini ammiak gazi bilan neytrallash natijasida ammoniy nitrat, ya’ni ammiakli selitra hosil qilinadi: NNz
(g) + NNOz
(s) =NN
4 Oz (k) + 144,9 kj Bu geterogen sistema ekzotermik jarayon bо‘lib, katta tezlik bilan boradi va kо‘p miqdordagi issiqlik ajralib chiqadi. Sanoatda bu issiqlikdan reaksiya natijasida hosil qilingan eritmaning konsentratsiyasini oshirishda unumli foydalaniladi. 47-60% li nitrat kislotasini ammiak gazi bilan neytrallash natijasida ammoniy nitrat eritmasi hosil bо‘ladi. Bu eritmani bug‘latishda neytrallanish issiqligidan foydalaniladi. Bunda ajralib chiqadigan issiqlik miqdori nitrat kislotasining konsentratsiyasiga tо‘g‘ri proporsional ravishda bog‘liq bо‘ladi. Olinadigan eritmadagi ammoniy nitrat miqdori reaksiya uchun olingan nitrat kislotasi konsentratsiyasiga proporsional о‘zgaradi hamda neytrallanish issiqligidan foydalanilganda uning eritmadagi miqdori oshib boradi (2.1.1 - rasm).
16
10O 105 110 kJ 1 mol NN 4 NOz ga
2.1.1rasm. Nitrat kislotasini gaz xolidagi ammiak bilan neytrallash issiqligi — (atmosfera bosimi va 18°S da)
NN0 3,
%
2.1.2-rasm. Eritmadagi NN 4 NOz miqdorining reaksiya uchun olingan NN0 3 -
0 S)
1 — reaksiya issiqligidan foydalanilganda (issiqlik yо‘qotilishii 3% atrofida); 2 — issiqlikdan foydalanilmagan xolda. Reaksiya muxitidan issiqlikni chiqarib turish faqatgina undan unumli foydalanishgina emas, balki reaksiyadan unumli foydalanish uchun ham zarurdir. Chunki, issiqlik oshib borgan sayin nitrat kislotasi va ammoniy nitratning parchalanish jarayonlari sodir bо‘lib, azotning yо‘qotilishiga sabab bо‘ladi. Bu esa issiqlikdan neytrallash jarayonida foydalanishni murakkablashtiradi. Natijada yangi texnologik sharoit va jixozlarni yaratish majburiyatini tug‘diradi. Ilk bora ma’lum bо‘lgan usullarda reaksiya issiqligidan foydalanilmas va ammoniy nitrat eritmasi suvli sovutgich orqali о‘tib, neytrallash jixozi (reaktor) va ammiak yutgich (absorber) oralig‘ida aylanar edi. Keyinchalik bu usul о‘rnini boshqasi egalladi, ya’ni eritma neytrallash jixozidan vakuum-bug‘latgichga beriladigan bо‘ldi. Bu usulda neytrallash 180-200°S xarorat va 0,35-0,6 MPa bosimda olib boriladi. Bug‘latish esa atmosfera bosimida yoki undan pastroq bosimda о‘tkaziladi. Bunda hosil bо‘lgan bо‘g‘
17 bug‘latiladigan ammoniy nitrat eritmasining konsentratsiyasini 75-80% dan 95-99% gacha vakuum-jixozida bug‘latish uchun ishlatiladi. Bu usullarning barchasi eritmani reaksiya muxitida qaynab ketishdan saqlaydi. Bizda qо‘llaniladigan usullarda reaksiya issiqligidan foydalanishda neytrallash jixozining о‘zi ishlatiladi. Bunda neytrallanish bilan bir paytda eritma qaynaydi va bо‘g‘lanadi. Bunday jixozni neytrallanish issiqligidan foydalanuvchi (NIF) deb ataladi . Ilgarilari sanoatda 47-57% li nitrat kislotasi ishlab chiqarilar edi. NIF da neytrallash natijasida 62-83% NN 4 NOz eritmasi olinar va undan 98,7% li ammoniy nitrat suyuqlanmasini hosil qilish uchun uch bosqichli vakuum-bо‘g‘latgichdan foydalanilgan. Bu jarayonda NIF da hosil bо‘lgan bug‘ va qо‘shimcha bug‘dan samarali foydalanilgan. Suyuqlanmani donadorlash jarayoni esa diametri 12-16 m va balandligi 30-35 m bо‘lgan kislotabardosh g‘isht bilan qoplangan, sovuq xavoning qarama-qarshi oqimidan foydalanuvchi temir-betonli minorada amalga oshiriladi. Ishlab chiqarish quvvati sutkasiga 450-600 tonna ammiakli selitra bо‘lgan, eskirgan bunday qurilmalar xozirda ham ayrim korxonalarda ishlatilmoqda. XX asrning oltmishinchi yillaridan boshlab 58-60% li nitrat kislotasi ishlab chiqarish yо‘lga qо‘yilgan. Sо‘tkasiga 1360-1575 tonna mahsulot ishlab chiqariladigan ammiakli selitra (AS) qurilmalari ishlab kelmokda. Bunday qurilmalar AS-67, AS—72 va AS-72M (takomillashgan) yuqori texnik darajada ishlangan, avtomatlashgan, samarali usul va sharoitlar barpo qilingan bо‘lib, yuqori sifatli mahsulot ishlab chiqarish imkonini beradi. Ular jixozlarining joylashishi, tuzilishi, texnologik tartibi bilan о‘zaro farqlanadi. AS-67 qurilmasida sulfat qо‘shimcha (eritmaga sulfat kislota) qо‘shish, AS-72 da — sulfat-fosfat qо‘shimcha qо‘shish va AS-72M da esa magnezial (magniy nitrat) qо‘shish bilan amalga oshiriladi. Texnologiyada asosiy jixoz NIF xisoblanadi (2.1.3.-rasm). NIF -72 OZX18N11 va 12XN10T markali zanglamaydigan pо‘latdan tayyorlangan bо‘lib, ikkita silindrik qismdan: ostki reaktor sismi (f= 1,6 m) va ustki seperatsiya qismi (F= 3,8 m) dan iborat. Umumiy balandligi 10 m ni tashkil etadi.
18
2.1.3.- rasm. NIF jixozi: (N-10 m): 1-pastki neytrallagich qobig‘i (f-1,6 m); 2-reaksiya stakani (F=1.2 m); (N=4.3 m); 3-titanli ammiak purkagich; 4-nitrat kislota purkagich; 5-girdoblagich; 6-reaktor kobigi; 7-qalpokli tarelka; 8-tо‘rli tomchi tutgich.
Reaktor qismida qobiq 1 ning ichida reaksiya stakani 2 (F=1,2 m, N = 4,3 m) bо‘lib, ostida teshiklari bо‘ladi. Reaktor ostiga titan purkagich 3 va 4 orqali ammiak va nitrat kislotasi purkaladi. Purkagich teshigida ammiak oqimining tezligi 30-50 m/sek bо‘ladi (3 mm diametli 6650 ta teshik bor). Nitrat kislotasining oqim tezligi esa 2-3 m/sek ga yetadi (purkagichda 1,5 mm diametrli 2160 ta teshik bor). Hosil bо‘lgan NN 4 NOz eritmasidagi ma’lum miqdor suv reaksiya issiqligi ta’sirida bug‘lanadi. Natijada kо‘taruvchi kuch hosil bо‘ladi va bug‘-suyuq, emulsiya girdoblagich 5 orqali reaksiya stakani yuqorisiga sochiladi. Buning natijasida bug‘- suyuq aralashma о‘zaro ajraladi. Ajralgan suyuqlik jixoz qobig‘i va reaksiya stakani orasidagi tirqish orqali reaktor tubiga tushadi. Stakanga uning ostki teshigidan kiradi (tirqishda ham bug‘lanish davom etadi). Reaksiya muxitida reagentlar juda qisqa muddat (0,5-1 sek) bо‘lishi sababli nitrat kislotasi va ammoniy nitratning parchalanishi hamda ularning erkin azot xolatida yо‘qolishi juda oz bо‘ladi. Jixozning yuqori qismida separator 6 bо‘lib, tomchili bug‘ 0,6 m/sek tezlikda kо‘tarilib, tо‘rtta barbotaj qalpoqli tarelkali 7 da yuviladi. pastidagi 2 ta tarelkada nitrat kislotasi bilan kislotaligi oshirilgan 20-25 % li hosil bо‘lgan NN 4 NOz eritmasi yordamida bug‘ ammiakdan yuviladi. Yuqoridagi ikkita tarelkada esa tomchili bug‘ kondensati yordamida hosil bо‘lgan NNOz bug‘i va NN 4 NOz eritmasi tomchilaridan
19 yuviladi. Tomchilardan tamomila xoli bо‘lishni qaytargich 8 da amalga oshiriladi. Yuvindilar NIF ga qaytariladi.
2.1.4-rasm. Kombinatsiyalangan bug‘latgich jixozi N-16m (08X22N6T): 1-qobiq.-quvurli qism; 2-konsentratsiyalash qismi (F-2,8m, N-6m); 3-teshikli tarelkalar; 4- issiqlik kiritish quvurlari (F-28m, N-6,4m); 5-tozalash qismi; (F-3,81); 6-turli tomchi qaytargich; 7-teshikli tarelkalar. NIF da olingan ammoniy nitratning konsentrlangan (-90%) eritmasini kombinatsiyalangan bug‘latgich jixozida bug‘latib bu tuzning suyuqlanmasi olinadi (5-rasm). Bu jixoz 08X22N6T markali pо‘latdan tayyorlangan bо‘lib, uning umumiy balandligi 16 m tashkil etadi va asosiy qobiq-quvurli (F= 2,8 m, N = 6,4m) qismi NN 4 NOz eritmasini bug‘latishga xizmat qiladi. Eritma unga quvurlarning ichki devoridan oqib tushadi. Issiqlik manbai sifatida foydalaniladigan 1,3-1,5 MPa bosimli bug‘ni quvurlararo bо‘shliqqa beriladi va issiq (180°S) xavo quvurlar ichida tomayotgan eritmaga qarshi yuboriladi. Xavo esa jixozning konsentratsiyalovchi qismi 2 (F=2,8 m, N-6 m) ostidan kiradi va unda joylashgan 5 ta teshikli (elakli) tarelkalar 3 dan о‘tib boradi. Konsentrlash qismining yuqorisidagi uchta tarelkalarida issiqlik beruvchi ilonizi quvurlar bо‘ladi. Bu jarayonni amalga oshirishda xavoning namligi 20 g/kg dan oshmasligi lozim. Konsentrlash qismidan xarorati 175-185°S bо‘lgan 99,7% li NN 4 Oz suyuqlanmasi oqib tushadi.
20 Jixozning yuqori tozalovchi qismi 5 da (F=3,8m) ikkita teshikli (elakli) tarelka 7 lar bо‘lib, yuqorisidagi tarelka kondensat bilan, ostki tarelka esa ammoniy nitrat eritmasi bilan yuvilib turadi. Ular kirayotgan NN 4 NOz eritmasini qisman bug‘latish va bug‘-xavo aralashmasini yuvishga xizmat qiladi. Ammiakli selitra ishlab chiqaradigan qurilma AS-72M ning texnologik sxemasi 2.1.5.- rasmda kо‘rsatilgan.
2.1.5.--rasm. AS-72M qurilmasinnnng texnologik sxemasi (F-11X8m; N-63,5m) 1-ammiak gazini isitgich; 2-nitrat kislotasini isitgich; 3-NIF jixozlari; 4,5 - qо‘shimcha neytrallagichlar; 6-kombinatsiyalangan bug‘latish jixozi; 7-bug‘-xavo aralashmani yuvgich; 8,18-skrubberlar; 9-gidrotutqich-neytrallagich; 10-suyuqlanma filtri; 11-suyuqlanma baki; 12- botirma nasos; 13-markazdan qochma nasos; 14- ammoniy nitrat eritmasi uchun bak; 15-yuqoridagi bak. 16-akustik granulyator. 17- donalashtiruvchi minora. 19.22 ventilyatorlar. 20-lentali transporter. 21-donalarni qaynovli qatlamli sovitgich . 23.24-xavo isitgich, 25-xavo puflagich.
21
Gaz xolatidagi ammiak isitgich 1 dan о‘tib, 120-160°S gacha qiziydi. Nitrat kislota (58-60% lir esa isitgich 2 dan о‘tib, xarorati 80-90°S gacha kо‘tariladi. Ular ikkita parallel ishlaydigan NIF jixoziga tushadi. Azotni bug‘-tomchi bilan (NN 3 ,
4 NOz, N0
2 xolida) yо‘qotilishini kamaytirish uchun nitrat kislota meyoridan ortiqroq bо‘ladi. Chunki ammoniy nitrat eritmasi yuzasida NNOz bug‘ bosimi ammiaknikiga nisbatan kamroq bо‘ladi. Jixozdan chiqayotgan NNO 3
170°S, NN 4 NOz miqdori esa 89-92% bо‘ladi. Bu eritma asosiy 4 va nazoratchi 5 neytrallagichlarda ammiak bilan neytrallanadi. Bularga 30-40% li Mg(NO 3 ) 2 eritmasi beriladi. Konsentratsiyasi 0,1-0,5 g/l ammiakli NN 4 NO 3 eritmasi kombinatsiyalangan bug‘latgich jixozi 6 ga tushadi. Undan suyuqlanma gidrotо‘sqich — neytrallagich 9 va filtr 10 orqali yig‘uvchi bak 11 ga tushadi. Bakdan nasos 12 yordamida bak 15 ga yuboriladi. Bu bak esa donadorlovchi minora 17 ustida joylashgan bо‘ladi. Yuqoridagi bak 15 dan suyuqlanma uchta vibroakustik (tebranma akulstik) donadorlagich 16 orqali minoraga sochiladi (bundan tashqari yana uchta donadorlagich zaxirada — navbatda turadi). Donadorlovchi minora 17 kesimi tо‘g‘ri burchakli 11x8 m, kalinligi 2 mm li 08X17T markadagi pо‘latdan yasalgan va uning balandligi 63,5 m ga teng. Minoraning tashqi tomoni uglerodli pо‘lat bog‘lamlar bilan maxkamlangan. Hosil qilingan suyuqlanma tebranma akustik donadorlagich (6.7- rasm) da plastika 3 ga о‘rnatilgan soplodan tushadi va plastinkadan ostki teshikli tebratgichdan kelayotgan akustik tebranishni singdirib sochiladi. Selitra suyuqlanmasi 0,2% namlikda 167°S atrofidagi xaroratda kristallana boshlaydi, 140°S xaroratda esa tо‘la qotadi. Minora ostidan berilayotgan xavo miqdori yoz oylarida 500 ming m z /soat, qish faslida esa 300-400 ming m z /soat bо‘ladi. Minoraning ostki konussimon qismidan donador mahsulot lentali transportyor 20 ga tushadi. Undan uch seksiyali sovutgich 21 ga tushadi va xavo yordamida «qaynovchi qatlam» da sovutiladi.
22
2.1.6-rasm. Akustik donadorlagich: 1-korpusi; 2-soplo; 3- plastinka; 4-turli filtr; 5-teshikli tebranuvchi taglik. Sovutgichdan о‘tgan mahsulotning xarorati yoz faslida 40-50°S, qish faslida esa 20-30°S bо‘ladi. Donadorlash va sovutish jarayonlarida selitraning namligi yana 0,1- 0,15% ga kamayadi. Tayyor mahsulotda 99,8% NN 4 NO
bо‘ladi. Agar atmosfera xavosining namligi 60% dan yuqori bо‘lsa, uni isitgichlar 23 orqali yuboriladi. Mahsulot polietilen yoki 3-4 qavatli qog‘oz qoplarga joylashtirilib tiqiladi va omborga yuboriladi. Minoraning yuqori qismidan xavo oltita skrubber 18 ga tushadi. Unda NN 4
3 changlari va ammiak 20% li ammoniy nitrat eritmasi bilan yuviladi va ventilyator 19 yordamida atmosferaga chiqariladi. Bundan tashqari bu skrubberlar orqali bug‘latgich jixozidan yuvgich 7 orqali о‘tgan gazlar va neytralizator skrubberi 8 dan о‘tgan gazlar ham о‘tadi. Minoradagi qotish jarayonida kristallar 1-shakldan 11-ga, sovitgichdagi qotish jarayonida esa II —> III —> IV о‘tish yuz beradi. Natijada mahsulotning solishtirma xajmi о‘zgaradi (III da II va IV dan kata, donachalar mustaxkam emas). Kristallarning II dan IV ga о‘tishini ta’minlovchi eng samarali usul eritmaga magniy nitrat (0,3-0,6%) qо‘shish yо‘li bilan amalga oshiriladi. Bunda suyuqlanmadagi namlik 0,25% dan oshmasligi lozim. Natijada 50,8°S xaroratda II → IV о‘tishni ta’minlash mumkin. Bu о‘tish tufayli mahsulotning solishtirma xajmi kichik bо‘lib, donachalarning mustaxkamligi oshadi. Jarayonning texnologik sharoiti material va issiqlik oqimlarini avtomatik boshqarish orqali yaratiladi. Bunda maxsuldorligi 56,8 t/soat bо‘lgan qurilmalarda 1 t donador ammiakli selitra (34,5% ) ishlab chiqarish uchun 0,213 t ammiak (100% li), 0,793 t nitrat kislotasi (100% li), 0,96 kDj bug‘ va 28,3 kvt/soat elektr energiyasi sarf bо‘ladi. Kо‘pincha texnik maqsadlarda kristallik xolatidagi ammiakli selitra ishlatiladi. Bunday kristallik xolatidagi ammiakli selitra barabanli kristallizatorlarda hosil
23 kilinadi. Buning uchun 97,5-98,5% li NN 4 NOz suyuqlanmasi ichki qismi suv oqimida sovutiladigan barabanli kristallizator yuzasida kristallanib, mahsulot qirg‘ich yordamida qirib olinadi. Kristallik mahsulotning namligi 2% atrofida bо‘ladi. Uni turli oqimli barabanli quritgichda 110-120°S gacha isitilgan xavo bilan quritiladi. Natijada mahsulot 75°S gacha qiziydi va undagi namlik 2 barobar kamayadi.
UG‘IT SIFATIDA ISHLATILADIGAN AMMIAKLI SELITRANI NITRAT KISLATANI AMMIAK BILAN NEYTRALLASH VA KEYINCHALIK BUGLATISH YULI BILAN SUYUKLANMA OLIB UNI GRANULLASH NATIJASIDA OLINADI. BUGLATISHSIZ YULI BILAN NH 4 NO
OLISHDA BIRDANIGA SUYUKLANMA OLINADI. NH 4 NO
ERITMASINI BUGLATISH ODATDA IKKI BOSKICHDA OBORILADI. BIRINCHI BOSKICH 90% GACHA, IKKINCHI BOSKICH 98.5-99% GACHA BORADI. OXIRGI BOSKICH MINORALARDA KRISTALANIB GRANULA XOLATIGA KELTIRILADI.
NITRAT KISLATA KONSENTRATSIYASI 50% .HNO 3 AMMIAK KANSENTATSIYASI 100%
, XOSIL
BULADIGAN ERITMA
KANSENTRATSIYASI 70% NH 4 NO 3 NITRAT KISLATA BOSHLANGICH XARORATI 30 % AMMIAK VA NITRAT KISLATA YUKOLISHI 1% XISOB 1000 KG NH 4 NO
OLIB BORAMIZ.
: REAGENTLARNING NAZARIZ SARFI:
NH 3 +HNO
3 =NH
4 NO 3 100% LI HNO 3 (63*1000)/80=787.5 100% LI NH 3
(17*1000)/80=212.5 AMALIY SARF 1% LI HNO 3 VA NH 3 YUKOLISHI XISOBIGA OLINADI. 100% NHO 3 787.5 *1.01=795.4 50% LI HNO 3 795.4/0.5=1590.8
24 100% LI NH 3 212.5*1.01=214.6 YUKOTISHI KG DA 100% LI NHO 3 795.4-787.5=7.9 100% LI NH 3 214.6-212.5=2.1 NEYTRALIZATORGA KIRAYETGAN UMUMIY REOGENTLAR MIKDORI: 1590.8+214.6=1805.4 KG 70% LI NH 4 NO
XOSIL BULADI. 1000/0.7=1428.6 KG NEYTRALLANISH NATIJASIDA KUYIDAGICHA MIKDORDA SUV BUGLANADA. 1805.4-(7.9+2.+1428.6)=366.8 NEYTRALIZATSIYA JARAYENINI MODDIY BALLANSI TUZILADI.
33
333333
3 33
NHO 3 214.6 70% ЛИ NH 4 NO
1428.6 HNO 3 1590.8 ШАРБАТ БУГИ 366.8 ЖАМИ 1805.4 ЙУКОТИШЛАР
100% ЛИ NHO 3 7.9 100% ЛИ NH 3 2.1 ЖАМИ 1805.4
25
2.3. ISSIKLIK BALANSI: ISSIKLIK KIRIM BANDLARI.
HNO 3 Q
1 =1590.8*2.763*30=131861 kdj =131.86 mdj BILAN TURAYETGAN ISSIKLIK MIKDORI: BU YERDA 2.763 HNO 3 ISSIKLIK SIGIMI, kdj1(kg*k) GAZ XOLATIDAGI NH 3 BILAN KIRAYETGAN ISSIKLI MIKDORI Q 2 =214.6*2.186*50=23456 I DJ BU YERDA 2.186 NH 3 ISSIKLIK SIGIMI KDJ(KG*K) NH 4 NO 3 XOSIL BULISH REAKSIYASIGA ASOSAN JARAYEN ISSIKLIK CHIKISHI BILAN BORADI. NH 3 +HNO 3 NH 4 NO
+Q BU AJRALIB CHIKAYETGAN ISSIKLIKNI GRAFIKDAN ANIKLASH MUMKIN. GRAFIKGA ASOSAN 50% LI HNO 3 UCHUN Q=105.1 KDJ/MOL NEYTRALLANISH NATIJASIDA KUYIDAGI ISSIKLIK AJRALADI. Q 3 =105.09*10 3 *1000/90=1313625 KDJ =1313.62 MDJ ISSIKLIK UMUMIY KIRIM BANDI.
Q kirim =Q 1 +Q 2 +Q 3 =131861+23456+1313625=1468942 kdj
26 NH 4 NO 3 BILAN CHIKAYETGAN ISSIKLIK KMIKDORI Q 1 =1428.5*2.303 t nip
BU YERDA 2.303 701 NH 4 NO 3 ISSIKLIK SIGIMI kdj/kg*k t kip
-ERITMA KAYNASH XARORATI 70% LI NH 4 NO 3 ERITMASI KAYNASH XARORATI NEYTRASIZATSIYA BULIMIDAGI 117.68 kPa (1.2 kg s/m 2 ) BOSIMIDAGI KAYNASH XARORATI 103 0 S GA TENG. ATMOSFERA BOSIMIDA 70% LI NH 4 NO 3 KAYNASH XARORATI 120 0 S GA,
SUVNI KAYNASHI XARORATI 100 0 S GA TENG. XARORAT DEPRESSIYA KUYIDAGIGA TENG.
T=120-100=20 0 S SHUNDAY KILIB 70% LI NH 4 HO 3 117.68 kPp (1.2 kgs/m 2 ) BOSIMDA T kay
=T P +T z =103+20*1.03=123.6 BU YERDA z-XARORAT DEPRESSIYASI KOEFFITSENTI (105 0 S DA z-1.03 GA TENG) ERITMA KAYNASH XARORATINI BILGAN XOLDA Q 1 =1428.6*2.303*123.6=406652 kdj=406.65 mdj Download 1.2 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: |
ma'muriyatiga murojaat qiling