Граннулирование плава амиачной селитры
Азотокислый аммоний (NH4NO3)
Самые распространенные аммиачно-селитренные ВВ представляют собой порошкообразные смеси аммиачной селитры с тротилом (реже гексогеном, динитрофталином) и невзрывчатыми горючими компонентами.
Доступность исходного сырья, а также простота и безопасность технологии получения и переработки аммиачной селитры при производстве ВВ обусловили ее массовое применение. Сырьевая база для получения аммиачной селитры практически не ограничена, она синтезируется из воздуха и воды.
Аммиачная селитра – технический нитрат аммония, содержит не менее 34,2% азота. Твердый нитрат аммония в интервале температур от – 17 до 169,6?С имеет пять кристаллических модификаций, термодинамически устойчивых при атмосферном давлении. Каждая модификация существует лишь в определенной области температур, и переход из одной модификации в другую (полиморфный переход) сопровождается изменениями кристаллической структуры и объема кристаллической решетки.
В производстве аммиачной селитры используются аммиак или газы, содержащие аммиак (продувочные и танковые газы, газы дистилляции производства карбамида), и азотная кислота концентрацией до 60 %.
В ряде случаев применяются также водные растворы, содержащие нитрат аммония и являющиеся побочным продуктом других производств – например, получаемые после конверсии тетрагидрата нитрата кальция в производстве нитроаммофоски методом азотнокислотного разложения апатита.
Технология производства аммиачной селитры включает в себя нейтрализацию азотной кислоты газообразным аммиаком с использованием теплоты реакции (145 кДж/моль) для упаривания раствора селитры. После образования раствора, обычно с концентрацией 83%, лишняя вода выпаривается до состояния расплава, в котором содержание нитрата аммония составляет 95-99,5% в зависимости от сорта готового продукта. Для использования в качестве удобрения расплав гранулируется в распылительных аппаратах, сушится, охлаждается и покрывается составами для предотвращения слёживания. Цвет гранул варьируется от белого до бесцветного. Нитрат аммония для применения в химии обычно обезвоживается, так как он очень гигроскопичен и процентное количество воды в нем получить практически невозможно.
На современных заводах, производящих аммиачную селитру, содержание NH4NO3 в воздухе, сбрасываемом установками с типовой грануляционной башней диаметром 16 м, состоит в среднем 0,3 г/м3.
В нашей стране производятся миллионы тонн аммиачной селитры в год. Следовательно, ежегодно выбрасывается в атмосферу тысячи тонн этого продукта.
Таким образом, проблема очистки газовых выбросов от пыли аммиачной селитры является актуальной.
Целью данной работы является исследование закономерности процесса очистки газовых выбросов от аммиачной селитры.
1.1 Сырье для получения аммиачной селитры. Нейтрализация азотной кислоты аммиаком
В производстве аммиачной селитры используют азотную кислоту с концентрацией более 45% (45-58%), содержание окислов азота не должно превышать 0,1%. В производстве аммиачной селитры могут быть использованы также отходы аммиачного производства, например аммиачная вода и танковые и продувочные газы, отводимые из хранилищ жидкого аммиака и получаемые при продувках систем синтеза аммиака. Кроме того, в производстве аммиачной селитры используются также газы дистилляции с производства карбамида /1/.
При рациональном использовании выделяющегося тепла нейтрализации можно получить за счет испарения воды концентрированные растворы и даже плав аммиачной селитры. В соответствии с этим различают схемы с получением раствора аммиачной селитры с последующим выпариванием его (многостадийный процесс) и с получением плава (одностадийный или безупарочный процесс) /2/.
Возможны следующие принципиально различные схемы получения аммиачной селитры с использованием тепла нейтрализации:
- установки, работающие при атмосферном давлении (избыточное давление сокового пара 0,15-0,2 ат);
- установки с вакуум-испарителем;
- установки, работающие под давлением, с однократным использованием тепла сокового пара;
- установки, работающие под давлением, с двукратным использованием тепла сокового пара (получение концентрированного плава).
В промышленной практике нашли широкое применение как наиболее эффективные установки, работающие при атмосферном давлении, с использованием тепла нейтрализации и частично установки с вакуум-испарителем.
Получение аммиачной селитры по этому методу состоит из следующих основных стадий:
1. получение раствора аммиачной селитры нейтрализацией азотной кислоты аммиаком;
2. выпаривание раствора аммиачной селитры до состояния плава;
3. кристаллизация соли из плава;
4. сушка и охлаждение соли;
5. упаковка /1/.
Нейтрализация азотной кислоты аммиаком
Процесс нейтрализации осуществляют в нейтрализаторе, позволяющем использовать тепло реакции для частичного выпаривания раствора – ИТН. Он предназначен для получения раствора аммиачной селитры путём нейтрализации 58-60% азотной кислоты газообразным аммиаком с использованием тепла реакции для частичного выпаривания воды из раствора под атмосферным давлением по реакции:
NH3 + HNO3 = NH4NO3 + Qккал
Эта реакция является практически необратимой и протекает с большой скоростью без образования побочных продуктов. В процессе нейтрализации выделяется большое количество тепла, определяемое тепловым эффектом реакции, концентрацией исходной азотной кислоты и температурой реагентов.
Безопасность процесса нейтрализации обеспечивается автоматическими блокировками, прекращающими подачу сырья в аппараты ИТН при нарушениях соотношения расходов азотной кислоты и газообразного аммиака или при росте температуры в реакционной зоне выше 1800С; в последнем случае в ИТН автоматически подаётся конденсат водяного пара.
Современные крупнотоннажные агрегаты химических производств имеют ряд специфических особенностей, которые следует учитывать при разработке систем автоматизации таких объектов:
- последовательная технологическая структура с жёсткими связями между отдельными стадиями процесса при отсутствии промежуточных ёмкостей;
- большая производительность отдельных аппаратов, рассчитанная на полную мощность агрегата;
- территориальная рассредоточенность рабочих мест аппаратчиков.
Большая мощность и последовательная структура агрегата задают повышенные требования к надёжности контроля, регулирования и защиты, так как выход из строя отдельного элемента зачастую приводит к полной остановке агрегата и, как следствие, к большим экономическим потерям /2/.
1.2 Схема нейтрализации азотной кислоты под атмосферным давлением
Наиболее распространенная в нашей стране схема нейтрализации под атмосферным давлением изображена на рисунке 1.1.
Скачать диплом Граннулирование плава амиачной селитры(1.08 Мб) скачиваний646 раз(а)