ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Выпаривание растворов и кристаллизация аммиачной селитры из "Технология минеральных удобрений" Для нейтрализации азотной кислоты применяют газообразный аммиак. Если на заводе имеется жидкий аммиак, его превращают в газообразный в змеевиковых испарителях, обогреваемых паром. При использовании 100%-ного газообразного аммиака нейтрализацию ведут в цилиндрических аппаратах, называемых аппаратами ИТИ (сокращение слов шспользование тепла нейтрализации ), Нейтрализационные аппараты изготовляют из кислотостойкой стали марки Х18Н9Т. [c.31] Аппарат ИТН одной из новейших конструкций представлен на рис. 5 (диаметр аппарата 3250 мм, высота 7100 мм). В нижней части внутреннего цилиндра 2 имеются отверстия, через которые циркулирует реакционная смесь, поднимаясь в цилиндре снизу вверх. [c.31] В процессе нейтрализации азотной кислоты в аппаратах ИТН автоматически регулируется дозировка реагентов, что позволяет очень точно поддерживать заданный режим процесса. При ручном управлении были неизбежны значительные колебания режима нейтрализации, отрицательно отражавшиеся на производительности установки и качестве продукции. Введение автоматизации улучшило также условия труда в отделении нейтрализации. [c.33] Дозировка аммиака регулируется при помощи диафрагмы и пневматического регулирующего клапана. Постоянный расход азотной кислоты поддерживается путем подачи ее из напорного бака, снабженного переливом. На расходе азотной кислоты отражаются колебания ее концентрации и температуры. Влияние этих колебаний устраняется благодаря установке дополнительного корректирующего регулятора, связанного с электрохимической ячейкой, через которую непрерывно протекает раствор аммиачной селитры, выходящий из аппарата ИТН. В ячейке имеется два электрода, один из которых погружен в эталонный раствор NH4NO3, другой — в раствор, отводимый из нейтрализатора. Если кислотность производственного раствора аммиачной селитры начинает отклоняться от стабильной (заданной) кислотности эталонного раствора, между обоими электродами образуется разность потенциалов. Возникающий импульс передается через усилитель управляющему прибору — регулирующему клапану, который соответственно корректирует поступление в нейтрализатор азотной кислоты. [c.33] В коллекторе сокового пара, выходящего из аппарата ИТН, установлен регулятор, автоматически поддерживающий заданное давление в нейтрализаторе и, таким образом, регулирующий количество сокового пара, отбираемого из нейтрализатора. Постоянство давления в аппарате ИТН необходимо для нормальной работы регулятора расхода аммиака. [c.33] На некоторых предприятиях аммиачную селитру получают, используя отходящие газы дистилляции, выделяющиеся в производстве карбамида по незамкнутым схемам (стр. 72, 75). При двухступенчатой дистилляции плава карбамида отходящие газы содержат 56—57% NH3, 32—33% СО2 и 10—11% водяных паров. [c.33] На рис. 6 приведена наиболее распространенная схема производства гранулированной аммиачной селитры с выпариванием раствора в две ступени. Раствор концентрируют до состояния плава, содержащего 98—98,5% ЫН4НОз. Выпаривание ведут при разрежении, так как при атмосферном давлении температура кипения высококонцентрнрованных растворов аммиачной селитры (см. рис. 2, стр. 26) близка к температуре начала ее разложения (185°С). Применение вакуума позволяет значительно снизить температуру кипения раствора. Многоступенчатое выпаривание дает возможность уменьшить расход свежего пара. С этой целью на некоторых заводах выпаривание ведут в три ступени. [c.34] Для нагревания раствора в первой ступени выпарки используют соковый пар из аппарата ИТН, а также пар абсолютным давлением 1,3 ат (128- 10 н/м ) из расширителя 13, получаемый при снижении с 9 до 1,3 ат давления парового конденсата второй ступени выпарки. Паро-жидкостная эмульсия, образующаяся в трубках выпарного аппарата 3 первой ступени, разделяется в сепараторе (верхняя расширенная часть этого аппарата), откуда соковый пар направляется в поверхностный конденсатор 4, а конденсат собирается в барометрическом ящике 5, инертные газы удаляются из системы вакуум-насосом 6. Упаренный раствор поступает в сборник 7, из которого непрерывно перекачивается насосом 8 в напорный бак 9 с обратным переливом. [c.34] Во второй ступени выпаривание ведут в горизонтальном аппарате из стали Х18Н9Т с кожухотрубным двухходовым теплообменником (поверхность нагрева 120 м-). Выпарной аппарат/2 состоит из нескольких секций, последовательно соединенных между собой. В аппарате поддерживают разрежение 500— 550 мм рт. ст. (давление 34- 10 —28- 10 н1м ). Греющим агентом служит свежий насыщенный пар абсолютным давлением 9 ат (880-10 н1м ). Разделение паро-жидкостной эмульсии происходит последовательно в двух выносных центробежных сепараторах 11 и 10. Соковый пар направляется в поверхностный конденсатор 4 конденсат поступает в барометрический ящик, а инертные газы удаляются вакуум-насосом. [c.36] Упаренный раствор имеет консистенцию плава, его концентрация 98—98,5% NH4NO3. Плав нейтрализуют газообразным аммиаком в напорном баке 16. Эта операция необходима, потому, что аммиачная селитра в процессе упаривания раствора частично гидролизуется с образованием свободной кислоты. Нейтрализованный плав поступает на кристаллизацию. [c.36] Применение 56—58%-ной исходной азотной кислоты позволяет ограничиться одноступенчатым выпариванием раствора аммиачной селитры. В этом случае в аппарате ИТН получается концентрированный (82—84%-ный) раствор NH4NO3, имеющий высокую температуру кипения. Следовательно, для его упаривания нельзя использовать соковый пар из нейтрализационного аппарата и выпаривание ведут при обогреве только свежим паром давлением 9 ат (880-10 н1м ). На одноступенчатую выпарную установку требуется меньше капиталовложений, чем на двухступенчатую, уменьшаются и эксплуатационные расходы. [c.36] Концентрированный плав аммиачной селитры быстро затвердевает при небольшом охлаждении вследствие понижения растворимости (см. рис. 2). Процесс кристаллизации экзотермичен. При охлаждении плава одновременно протекают полиморфные превращения кристаллических модификаций NH4NO3, тоже сопровождающиеся выделением тепла (см. табл. 7). Тепло кристаллизации и полиморфных превращений используется для подсушки соли, поэтому применяют кристаллизаторы, в которых этот процесс идет медленно. [c.36] К таким кристаллизаторам осносятся чашечные аппараты периодического действия, в которых охлаждение ведут около 1 ч, при этом из плава, содержащего около 94% NH4NO3, получается мелкокристаллическая, почти сухая соль (0,1— 0,2% влаги). Для кристаллизации примерно 92%-ного плава применяют также шнековые аппараты. Получаемую в кристаллизаторах обоего типа мелкокристаллическую аммиачную селитру употребляют только для технических нужд. [c.36] Устройство охлаждаемых вальцов показано на рис. 7. [c.37] Схема процесса получения гранулированной аммиачной селитры была показана на рис. 6 (стр. 35). [c.37] В СССР кристаллизацию аммиачной селитры, предназначенной для сельского хозяйства, проводят только в грануляционных башнях. Высота их цилиндрической части до 25 м, диаметр до 16 м. Башни построены обычно из кирпича или бетона. В Англии сооружены башни, стены которых представляют собой свободно подвешенные на металлическом каркасе резиновые ленты, что облегчает очистку стен от налипшей соли. [c.37] Плав поступает в башни при 161 —162 °С и разбрызгивается при помощи вращающейся корзины 17 с отверстиями. Падая вниз, капли плава встречают поток холодного воздуха, засасываемого вентилятором 19 через отверстия в нижней части башни. [c.37] Гранулы охлаждаются в башне до 60—90 °С (в зависимости от температуры поступающего воздуха). Для охлаждения гранул расходуется 8—10 м воздуха на 1 кг готового продукта. Разме-.ры большинства, гранул 1—3 мм. Суточная производительность одной башни достигает 600 г аммиачной селитры. [c.38] Вернуться к основной статье