Рассев, охлаждение и кондиционирование готового продукта

Гранулы NРК выводятся из нижней части грануляционной башни при помощи поворотного днища гранбашни и неподвижного скребка.

Продукт отводится на конвейер, затем на колосники, где отделяются комки, которые подаются в дробилку комков гранул. После дробилки из продукта отделяется крупная и мелкая фракция. Мелкая фракция в качестве ретура возвращается на гранулирование.

Стандартная фракция подается в холодильник гранул, где осуществляется охлаждение гранул до температуры не более 45С в "кипящем слое".

Во избежание увлажнения гранул воздух, подаваемый в две секции холодильника, подогревается.

Гранулированный продукт из холодильника гранул подается в барабан обработки продукта кондиционирующими добавками, после чего поступает на склад готовой продукции.

Конверсия нитрата кальция

Для приготовления раствора карбоната аммония используется газообразные аммиак, углекислый газ (СО₂) и вода, имеющаяся в растворе аммиачной селитры с массовой долей амселитры не менее 57 %. Образование карбоната аммония происходит по реакции:

СО₂ + 2 NН₃ + Н₂О = (NН₄) ₂СО₃ + Q.

Для полноты реакции углекислый газ подается с 5-10 % избытком от стехиометрии.

Реакция экзотермична Принятые технологические параметры и аппаратурное оформление обеспечивают степень абсорбции аммиака 99,8 % и углекислого газа не менее 88,0 %. Для обеспечения указанной степени абсорбции температура в колонне не должна быть более 60С

Кроме температуры, для создания оптимальных условий процесса абсорбции необходимо поддерживать избыточное давление в колонне 0,05 - 0,12 МПа (0,5 -1,2 кгс/см²).

Снижение давления и повышение температуры более 60С приводят к снижению коэффициента абсорбции. Наряду с верхним температурным пределом - 60С, ограничивается и нижний предел. Температура в нижней части колонны не должна быть меньше 25С, так как понижение температуры ведет к кристаллизации карбоната аммония и забивке насадки колонны и теплообменников.

На выходе из колонны должен получиться раствор карбоната аммония с отношением аммиака к углекислому газу (в дальнейшем NН_з/СО₂) равным 0,8-0,9 при теоретическом отношении NH₃/CО₂ в карбонате аммония - 0,775.

При повышении отношения NН_з/СО₂ более 0,9 возможно образование карбамата аммония (NН₄СО₂NН₂).

При понижении отношения NНз/СО₂ менее 0,8 возможно образование бикарбоната аммония.

Необходимо учитывать, что раствор имеет склонность к переохлаждению, вследствие чего может происходить самопроизвольная кристаллизация.

Аммиак и двуокись углерода абсорбируются циркулирующим раствором аммиачной селитры в абсорбционной колонне DА 410, имеющей 3 слоя насадки (кольца Паля, d=50 мм, полипропиленовые).

Углекислый газ из межцеховых коммуникаций с температурой 30-40С поступает на всас компрессора углекислого газа.

Газообразный аммиак с избыточным давлением 0,15 МПа (1,5 кг/см²) поступает в абсорбционную башню из испарителя аммиака ЕА 405.

Циркулирующий раствор аммиачной селитры и карбонат аммония из абсорбционной колонны DА 410 насосами подается в холодильники для отвода тепла реакции.

Раствор амселитры, предварительно охлажденный в холодильнике охлаждающей водой до температуры 35-40С, подается в верхнюю часть абсорбционной колонны, что позволяет максимально уловить неабсорбировавшиеся газы.

Высококонцентрировнный, 28-35 %-ный, раствор карбоната аммония в аммиачной селитре передается также в цех аммиачной селитры для получения пористой гранулированной аммиачной селитры в качестве порообразующей добавки.

Расплавленный нитрат кальция (CN) подается в реактор конверсии DС 414 в заданном соотношении с раствором карбоната аммония, которое регулируется автоматически.

Процесс конверсии нитрата кальция в аммиачную селитру и карбонат кальция осуществляется при температуре 55-70 С и атмосферном давлении по реакции:

Са(NО₃) ₂ ^. 4Н₂О + (NН₄) ₂СО₃ = 2NН₄NО₃ + СаСО₃ + 4Н₂0 + Q

Процесс конверсии протекает в реакторе, имеющем мешалку. Объем реактора рассчитан на время пребывания реакционной смеси в реакторе ~20 мин, после чего суспензия перетекает по переливу в сосуд для корректировки рН, также имеющий мешалку.

Режим работы реактора конверсии контролируется по рН = 7,7-8,2 и массовой доле избыточного углекислого газа в растворе амселитры, равного 0,15- 0,50 %. Оптимальный температурный диапазон для получения крупнодисперсного мела в реакторе конверсии (68 ± 2)С

Из сосуда для корректировки рН суспензия подается на ротационные барабанные вакуумные фильтры

На размер образующихся при конверсии кристаллов карбоната кальция (СаСО₃) оказывают влияние:

-рН раствора в реакторе конверсии;

-массовая доля оксида фосфора (Р₂О₅) в плаве СN;

-массовая доля карбоната аммония в растворе АС (карбоната аммония), подаваемом в реактор;

-температура реакции;

-массовая доля кальция в растворе нитрата кальция (оптимально 10-13 %).

Оптимальным является рН равный 7,7-7,8. При увеличении рН уменьшается размер кристаллов, что влечет за собой снижение скорости фильтрации, увеличение потерь аммиака.

Увеличение массовой доли оксида фосфора в плаве CN более 0,35 % приводит к осаждению трикальцийфосфата (Са₃(РО₄)₂) и фторапатита Са₅(РО₄)₃F на кристаллах мела и прекращения их дальнейшего роста.

Оптимальная массовая доля карбоната аммония 28-33 %, т.е. массовая доля аммиака 10-12 % и углекислого газа (14 ± 1) %.

При проведении процесса конверсии с применением 26-32,7 % раствора карбоната аммония максимально уменьшается пересыщение раствора в реакторе, что замедляет процесс массовой кристаллизации мела и обеспечивает получение кристаллов крупного размера, которые хорошо фильтруются, отмываются от раствора амселитры и содержат меньшее количество воды после фильтрации.

С целью уменьшения растворимости карбоната кальция (СаСО₃), фторида кальция (СаF₂) в растворе амселитры и дальнейшего проскока ионов Са²⁺ и F^- в продукционный раствор амселитры необходимо:

-вести процесс конверсии при более низкой температуре (68 ± 2)С,

-поддерживать концентрацию амселитры не менее 57 % в реакторе конверсии;

-поддерживать рН в реакторе 7,7 - 7,8.

Содержащаяся в плаве СN фосфорная кислота в процессе конверсии преобразуется в мелкие кристаллы трикальцийфосфата (Са₃(РО₄)₂), которые забивают фильтровальную ткань, а также, осаждаясь на поверхности кристаллов мела, предотвращают их рост, что ухудшает производительность фильтров. Максимальная массовая доля оксида фосфора (Р₂О₅) в плаве СN - 0,35 %.

Суспензия из сосуда для корректировки рН питательными насосами подается на ротационные фильтры FD 420 А,В, где происходит отделение карбоната кальция (СаСОз) от раствора аммиачной селитры. Фильтрация осуществляется под разрежением.

Карбонат кальция промывается на фильтрах FD 420 А, В технологическим конденсатом (технологической водой). Для отдувки и лучшего съема осадка с поверхности фильтра и для регенерации фильтровальной ткани подается технологический воздух.

Фильтровальная ткань периодически очищается путем промывки слабой азотной кислотой. Осадок с фильтра с массовой долей влаги 8-16 % (в зависимости от размеров кристаллов мела и качества их промывки) транспортируется в сушилку мела, где высушивается до заданной влажности. Возможности сушилки позволяют достичь массовой доли воды в меле менее 1 %.

Раствор аммиачной селитры подается на фильтры тонкой очистки для удаления мелких частиц. После фильтров поступает в сосуд с мешалкой DС 443 для регулировки рН, где рН раствора амселитры, равный 6 - 8, регулируется подачей азотной кислоты. Затем раствор амселитры с массовой долей NH₄NO₃ не менее 57 % перетекает в расходный резервуар аммиачной селитры FА 444. Часть раствора из расходного езервуара аммиачной селитры подается на орошение абсорбционной колонны DА 410, а остальное количество поступает на стадию выпаривания амселитры.

Упарка раствора амселитры до массовой доли 89 - 93 % осуществляется в двух параллельно работающих выпарных аппаратах с выносными кипятильниками при температуре 115-135С и давлении разрежения 40 - 60 кПа (300 - 500 мм рт.ст.). Температура в выпарном аппарате регулируется подачей пара в кипятильник.

Соковый пар конденсируется и поступает в отпарную колонну DА 501 для очистки от аммиака.

Для безопасной эксплуатации рН раствора амселитры поддерживается в пределах 6-7 подачей аммиака в раствор амселитры.

Упаренный раствор аммиачной селитры с массовой долей NH₄NO₃ 89-93 % подается:

- на стадию нейтрализации для регулирования соотношения N/Р₂О;

- в склад раствора амселитры, состоящий из двух хранилищ FА 480 А,В.

Склад раствора аммиачной селитры состоит из двух хранилищ емкостью 330 м³ каждое и обеспечивает запас хранения примерно на сутки.

Температура в хранилищах FА 480 А,В поддерживается за счет обогрева хранилища наружным змеевиком.

Из хранилища раствор аммиачной селитры перекачивается в цех аммиачной селитры, в бак для питания выпарного аппарата для поддержания необходимого соотношения N/Р₂О₅ в растворе нитроаммофоса или в реактор конверсии DС 414.

При выпуске нитроаммофоски с соотношением N/Р₂О₅ более 2,0 предусмотрен прием плава аммиачной селитры (с массовой долей NH₄NO₃ 80-90 %) из цеха аммиачной селитры в хранилища FА 480 А, В.

Очистка газовых выбросов.

Схемой предусмотрена раздельная очистка отходящих газов, содержащих в основном аммиак; газов, содержащих фтор и окcиды азота NОх, и газов, содержащих пыль мела.

Отходящие газы из нейтрализации, конверсии СN и других стадий, содержащие, в основном, аммиак, поступают в систему очистки от аммиака. Очистка осуществляется путем улавливания аммиака слабой азотной кислотой.

Аммиак, содержащийся в отходящих газах, абсорбируется по реакции:

NН_з + НNО_з  NН₄NО_з + Q

Очищенные газы направляются в вытяжную трубу ВS 660.

Отходящие газы из отделений разложения апатитового концентрата, кристаллизации и фильтрации СN, содержащие, в основном, оксиды азота NОх, а также фтористые соединения, очищаются циркулирующей промывной водой в тарельчатом скруббере DА 610, имеющего три контура орошения.

Очищенные газы из верхней части скруббера вентилятором GВ 613 А,В направляются в выхлопную трубу BS 660.

Отходящие газы из сушилки мела, содержащие аммиак, водяные пары и пыль мела, направляются в скруббер отходящих газов DА 620, состоящий из двух частей. В нижней части скруббера газ промывается циркулирующим технологическим конденсатом с целью улавливания пыли мела.

Очищенный газ после скруббера направляется в вытяжную трубу отходящих газов ВS 660.

Содержание примесей в отходящих в атмосферу газах:

Массовая концентрация оксидов азота не более 294 мг/м³ в пересчете на диоксид азота (NО₂)

Массовая концентрация фторидов не более 5 мг/м³

Массовая концентрация аммиака не более 134 мг/м³