ИТС 2-2015 Производство аммиака, минеральных удобрений и неорганических кислот

     6.1.1 Производство удобрений на основе сернокислотной переработки фосфатного сырья

Основными сырьевыми компонентами являются ЭФК, полученная сернокислотным разложением фосфатного сырья, аммиак, хлористый калий (при получении NPK).

Дополнительно могут быть использованы серная кислота, сульфат аммония, раствор нитрата аммония, карбамид, сера, фосфогипс, конверсионный мел, фосфатное сырье, магнийсодержащее сырье, поташ, сода, микроэлементы, граншлак и др.

6.1.1.1 Производство NP/NPS-удобрения по схеме с использованием барабанного гранулятора-сушилки

NP/NPS-удобрения по схеме с использованием барабанного гранулятора-сушилки (БГС) производят ФосАгро-Череповец, АО; Апатит, АО - Балаковский филиал; ПГ Фосфорит, ООО; Воскресенские минеральные удобрения, ОАО; Титановые инвестиции, ООО - Армянский филиал.

Возможны различные варианты схемы с БГС:

- САИ (скоростной аммонизатор-испаритель) - БГС;

- САИ - ТР (трубчатый реактор) - БГС с предварительной упаркой и без упарки аммонизированных пульп;

- ТР - БГС.

В некоторых схемах САИ может быть заменен на каскад емкостных нейтрализаторов-смесителей оборудованных перемешивающими устройствами.

По данной схеме могут быть получены удобрения следующих основных марок: МАФ 12:52, 10:48, ДАФ 18:46; NPS 14:34:0:8S, 16:20:0:12S, 20:20:0:14S, 19:38 и др.

Процесс основан на нейтрализации смеси ЭФК, серной кислоты и абсорбционных сточных вод аммиаком, описываемый следующими реакциями:

(моноаммонийфосфат)

(диаммонийфосфат)

(сульфат аммония)

Моноаммонийфосфат получают при мольном отношении (МО) , равном 1, диаммонийфосфат - при МО, равном 2. Степень аммонизации (мольное отношение), состав ЭФК и количество серной кислоты (или сульфата аммония) определяет вид выпускаемых удобрений.

Основные реакции нейтрализации протекают с большим выделением тепла, поэтому пульпа разогревается до температуры 110°С и выше.

Сущность процесса гранулирования заключается в том, что при вращении БГС в зоне загрузки создается завеса из ретура, на которую напыляется пульпа. При этом мелкие частицы ретура укрупняются и при вращении барабана окатываются и подсушиваются. При сушке влажных гранул происходит два процесса: испарение влаги (массообмен) и перенос тепла (теплообмен).

Смесь фосфорной, серной (при необходимости) кислот и абсорбционной жидкости из кислотного сборника насосом подается в циркуляционную камеру реактора САИ.

Аппарат САИ состоит из реакционной камеры (трубы), снабженной патрубками для ввода кислоты и аммиака (газообразного или жидкого). При взаимодействии смеси фосфорной и серной кислоты с аммиаком в реакционной трубе выделяется тепло, пульпа вскипает и выбрасывается в сепаратор. Реакционная труба тангенциально входит в сепаратор, где происходит отделение паров воды, отсасываемых через верхний газоход. Ниже уровня пульпы расположен патрубок для ее отвода. Остальная пульпа стекает по циркуляционной трубе, где она смешивается с ЭФК (смесь фосфорной, серной кислот и абсорбционной жидкости) и далее вступает в реакцию с аммиаком. В некоторых конструкциях предусмотрены отдельные вводы серной кислоты и абсорбционной жидкости.

В результате многократной циркуляции пульпы происходит постепенная аммонизация до оптимального мольного отношения 1,0-1,17 (для аммофоса); 1,1-1,24 (для сульфоаммофоса); 1,2-1,45 (для ДАФ), что предотвращает бурное кипение и потери аммиака.

ПГС, образовавшаяся в САИ в результате реакции, подается в систему абсорбции САИ.

Режим нейтрализации должен быть таким, чтобы образующаяся в САИ пульпа обладала достаточной подвижностью. Вязкая пульпа трудно перекачивается насосами и плохо поглощает аммиак.

При получении ДАФ (и некоторых марок сульфоаммофоса) пульпа из САИ поступает в сборник пульпы и через раскачной бак насосом подается для донейтрализации в трубчатые смесители. Из трубчатых смесителей донейтрализованная пульпа (МО 1,65-1,80) поступает через распыливающие форсунки в БГС.

При производстве аммофоса и сульфоаммофоса пульпа из раскачного бака пульпового сборника САИ насосами через форсунку подается в БГС.

Полученная в САИ пульпа из сборников пульпы насосами или из трубчатых смесителей (при производстве ДАФ) через распыливающие форсунки подается в аппарат БГС, где происходит гранулирование продукта и сушка образовавшихся гранул.

БГС представляет собой наклоненный в сторону выгрузки цилиндрический барабан и вращающийся со скоростью 3-5 об/мин на двух роликовых опорных станциях. Упорные ролики предотвращают осевые сдвиги барабана. Передача вращения от электродвигателя к барабану производится через шестеренчатую пару, состоящую из венцовой шестерни закрепленной на барабане, и малой подвенцовой шестерни, находящейся на валу редуктора. В головной части БГС размещена винтовая насадка, в средней части - подъемно-лопастная насадка с обратным шнеком, заканчивающаяся подпорным кольцом, в хвостовой части БГС насадка отсутствует. При помощи обратного шнека в аппарате БГС циркулирует часть продукта (внутренний ретур). Внешний ретур (дробленая крупная фракция после дробилок и мелкая фракция с грохотов) подается через загрузочную камеру в горячий конец барабана. Внешний и внутренний ретур создают плотную завесу в головной части БГС.

На частицы ретура напыляется диспергированная пульпа. В хвостовой части БГС происходит досушка гранул.

Сушка продукта осуществляется топочными газами с заданной для каждого продукта температурой. Топочные газы образуются при сжигании природного газа в топочно-горелочном устройстве.