Технология минеральных солей (удоБрений, пестицидов, промышленных солей, окислов и кислот)
ПЕРЕРАБОТКА АЗОТИОКИСЛОТНОЙ ВЫТЯЖКИ В СЛОЖНЫЕ УДОБРЕНИЯ
На рис. 392 показана схема производства сложного удобрения азотнокислотным разложением фосфатов. Разложение производят азотной кислотой или смесью ее с серной или фосфорной кислотами или другими реагентами. Процесс осуществляется непрерывно в четырех реакторах 6. В первый реактор подается все количество фосфата и вся норма азотной кислоты. Образовавшаяся пульпа проходит последовательно все четыре реактора. В третий и четвертый реакторы дозируется серная или фосфорная кислота в количестве примерно 60% от общей нормы (остальные 40% кислоты подаются в аммонизаторы). Разложение фосфата идет при интенсивном перемешивании в течение 1 ч при температуре 45—60°, которая регулируется с помощью горячей воды, поступающей в рубашки реакторов. Степень разложения фосфатов достигает 98%. Пульпа из четвертого реактора перетекает в реакторы аммонизации 7.
Реактор (рис. 393) состоит из корпуса 1 U-образной формы,, внутри которого помещена перегородка 8, разделяющая аппарат как бы на две трубы, соединенных внизу калачом. В каждой трубе имеется мешалка пропеллерного типа, делающая около 200 об/мин. Снаружи реактор имеет водяную рубашку 3. Ввод газообразного - аммиака осуществляется по двум трубам в нижнюю часть реактора. При вращении мешалок осуществляется циркуляция раствора. Ввод и вывод раствора из реактора производится по тан - . генциально расположенным штуцерам. Реактор работает под атмосферным давлением. Реакторы для разложения фосфатов имеют аналогичную конструкцию, с той лишь разницей, что на вал насаживается одна лопасть (вместо двух) и электродвигатель устанавливается меньшей мощности.
Реакторы, применяемые для разложения апатита и для аммонизации пульпы, выполняются из нержавеющей хромоникелевой стали. При применении серной кислоты или сульфата аммония реакторы должны выполняться из нержавеющей стали, содержащей 2—3% молибдена. Производительность описанного реактора при диаметре каждой трубы 800—900 мм и высоте трубы ~2,5 м составляет 4—5 г азота в сутки ш'117.
Для аммонизации устанавливается от 10 до 15 последовательно работающих реакторов. В первом аммонизаторе производят домешивание пульпы, и в него реагентов не вводят. В последующие аммонизаторы подают оставшееся количество серной или фосфорной Кислоты и газообразный аммиак.
I e I CO 00 |
Я A I Ta щ to ОЮ F- >... К Q, P. Й A J! Ч и N |
Рис. 393. Реактор: / — корпус; 2 —крышка; 3 — охлаждающая рубашка; 4 — вал; 5 —лопасть мешалки; 6 — электродвигатель; 7 —редуктор; 8 — перегородка. |
При получении нитрофоски по карбонатной схеме в аммониза - торы, вместо серной или фосфорной кислоты, вводят газообразную Двуокись углерода.
Распределение вводимых реагентов по аммонизаторам производится в соответствии с заданным режимом по значению рН. Температуру в аммонизаторах поддерживают в пределах 60—100°
С помощью охлаждающей воды, поступающей в рубашки. Повышение температуры выше указанного предела не рекомендуется, так как это связано с увеличением потерь аммиака и выделением в газовую фазу фтористых соединений и окислов азота"7. В аммонизаторах, за счет выделившегося реакционного тепла испаряется 15—20% воды.
Газы из реакторов 6 перед выбросом в атмосферу промывают водой, а газы из реакторов 7 — азотной кислотой. Совместное улавливание газов производить не рекомендуется во избежание образования нитрита аммония П9' 120. В последний реакгор-аммонизатор вводят третий питательный элемент калий, обычно в виде КС1. При этом протекает обменная реакция:
КС1 + NH4NO3 = KNO3 + NH4C1
Количество прореагировавшего по этой реакции КС1 зависит от - продолжительности смешения. Обычно степень конверсии КС1 колеблется в пределах 70—90%. После смешения с КС1 в пульпе. остается 15—20% воды. Пульпа подвергается гранулированию и сушке. Для снижения влажности и улучшения условий грануляции в пульпу добавляют ретур (мелкую фракцию готового продукта). В зависимости от метода грануляции и сушки количество добавляемого ретура различно. Еще недавно процесс грануляции осуществляли в грануляторе шнекового типа 121 и сушку в барабанной сушилке. Применение этих аппаратов требовало большого количества ретура (5—6-кратного по отношению к готовому продукту)122, что было связано с необходимостью установки мощных транспортных механизмов, с повышенным расходом электроэнергии и большим пылевыделением.
В современных производственных схемах процессы грануляции и сушки проводят в одном аппарате — сферодайзере /5 32> 123~127. Совмещение этих процессов сокращает количество ретура до 1 — 2-кратного. При этом также упрощается внутрицеховой транспорт и уменьшается пылевыделение. Сферодайзер представляет собой барабан, например, с диаметром 4—5 м и длиной 12—30 м, внутри которого имеется специальная насадка. Она обеспечивает пересыпание материала и создание равномерной завесы из него по всему хечению и всей длине барабана, что улучшает контакт материала, с дымовыми газами и интенсифицирует процесс. Пульпа подается в сферодайзер форсунками в распыленном состоянии с помощью. сжатого воздуха давлением 7—8 ат непосредственно на завесу из падающих мелких частиц. Распыленная пульпа обвалакивает их, И на их поверхности происходит кристаллизация солей из пульпы; при этом образуются гранулы. Сушка гранул осуществляется дымовыми газами, получаемыми при сжигании газообразного топлива в топке 16. Температура газов на входе в сферодайзер 220— •250°, на выходе 70—90°. Влагосъем составляет 18—20 кг](м3-ч). Конечная влажность продукта 0,5—1%.
Высушенные гранулы элеватором 17 подаются на 2-ситный грохот 18 для рассева на три фракции. Самая мелкая фракция с разМером частиц меньше 2 мм возвращается в сферодайзер в качестве ретура. Крупная фракция с размером частиц более 4 мм поступает в дробилку 19 и после измельчения также направляется в ретур. Фракция с размером гранул 2—4 мм является продуктом, Который вначале охлаждается воздухом в барабане 20 до 35—45°, затем поступает в аппарат-кондиционер 22, где он омасливается и* опудривается, а затем направляется в склад.