9.3 Комплексные удобрения и микроудобрения

Комплексные удобрения (сложные и смешанные) имеют ряд преимуществ перед простыми. Они позволяют распределять полезные элементы в почве более равномерно, и на их внесение в почву затрачивается меньше времени и труда, чем при раздельном применении простых удобрений.

Промышленность выпускает большое число марок комплексных удобрений, отличающихся содержанием и соотношением питательных элементов. В сельском хозяйстве широкое распространение получили около 12 марок уравновешенных (сбалансированных по основным питательным веществам) комплексных удобрений. Из них наибольшее значение имеют удобрения с массовым соотношением питательных компонентов (азота, фосфора, калия), равным соответственно 1:1:1; 1:0,5:1; 1:1,5:1; 1:4:0 и 0:1:1.

Ведущее место в ассортименте комплексных удобрений занимает аммофос, получаемый на основе фосфорной кислоты. Это двойное гранулированное азотно-фосфорное удобрение, содержащее 42–45% усвояемого пентаоксида фосфора и 10–12% азота. Аммофос может включать хлористый калий, образуя аммофоску. Достаточно распространены также сложные удобрения на основе фосфорной и азотной кислот (нитроаммофос NH₄H₂PO₄ + NH₄NO₃) и нитроаммофоска – то же плюс хлористый калий, а также нитрофос и нитрофоска, получаемые на основе фосфатов и азотной кислоты.

Помимо питательных веществ растениям для нормального развития необходим ряд веществ в элементарной форме, причем в микроскопических количествах. При недостатке микроэлементов в почве их в нее вводят либо в виде простых, либо в составе микроудобрений. Если растения одновременно нуждаются и в тех и других, более эффективно вносить микроудобрения, включая в них микроэлементы. С добавками микроэлементов (бора, молибдена, меди, марганца, цинка) выпускают двойной суперфосфат, амофос, нитроаммофоску, хлорид калия и другие микроудобрения.

9.4 Получение газов

Во всех технологических процессах в качестве окислителя и теплоносителя участвует воздух. В народном хозяйстве имеют большой спрос отдельные компоненты воздуха или синтезированные газообразные продукты. Например, азот широко используется для производства аммиака, который, в свою очередь, является основным сырьем для получения азотных удобрений, взрывчатых веществ, хладагентов и т.п. Кислород используют для обогащения дутья металлургических и топливосжигающих устройств для интенсификации процесса горения. Водород необходим для синтеза аммиака, перспективен в качестве топлива в двигателях внутреннего сгорания. Инертные газы (аргон, гелий, неон, криптон, ксенон) применяют для создания защитных средств, в светотехнике. Наибольшее распространение нашли кислород, азот, водород и аммиак.

9.4.1 Разделение воздуха на азот и кислород

Разделение основано на различии температур кипения сжиженного азота (–196°С) и кислорода (–183°С). Если сжижать воздух, а затем дать ему испариться, то в газообразную фазу будет переходить более низкокипящий компонент (азот), и пары обогатятся им, а жидкость – кислородом.

Разделение воздуха на азот и кислород состоит из трех основных стадий: очистка и сушка, сжижение, ректификация воздуха.

При очистке и сушке воздух освобождают от пыли, водяных паров, диоксида углерода, чтобы исключить при сжижении образование льда.

Сжижение воздуха основано на способе, предусматривающем охлаждение газа при его адиабатном расширении с выполнением работы. В адиабатном, т.е. не имеющем теплообмена с окружающей средой состоянии, процесс расширения сопровождается уменьшением внутренней энергии системы и связанной с нею температуры.

Сжатие воздуха осуществляется в турбокомпрессоре с производительностью до 25 тыс. м³/г с давлением нагнетания более 0,7 МПа.

Ректификация воздуха с испарением азота из кипящего воздуха приводит к получению смеси, содержащей 93% азота и 7% кислорода. Практически полное разделение воздуха на эти компоненты реализуется двукратной ректификацией в двуполостном аппарате, выполненном из нержавеющей стали. Установка производит 15 тыс. м³/г азота чистотой 99,998% и 8 тыс. м³/г кислорода 95-процентной концентрации.

На воздухоразделительных установках можно получать инертные газы в соответствии с их температурами кипения при наличии дополнительных колонн для ректификации нужного газа.

Для удовлетворения нужд потребителей газообразного кислорода и азота воздухоразделительные установки строят ближе к потребителю и транспортируют газы по трубопроводам. Для нужд мелких потребителей в состав установки включают газонаполнительную станцию, на которой наполняют кислородные или азотные баллоны 40м³ под давлением до 20 МПа.

Длительное хранение кислорода и азота и их перевозки на значительные расстояния осуществляют в жидком виде, используя теплоизолированные стационарные или передвижные авто- и железнодорожные танки объемом до 30 м³.