CC BY
120
УДК 542.65+548.5
А.Л. Таран, Е.В. Долгалёв, А.В. Таран
Московская государственная академия тонкой химической технологии им. М.В. Ломоносова, Москва, Россия
АППАРАТУРНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОФОРМЛЕНИЕ И
ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРОИЗВОДСТВА ИЗВЕСТКОВО-АММИАЧНОЙ СЕЛИТРЫ НА СУЩЕСТВУЮЩИХ АГРЕГАТАХ АС-60 И АС-72
Calcium-ammonium saltpeter in comparison with ammonium saltpeter is more technological and ecological safe mineral fertilizer. It is expedient to organize manufacture of calcium-ammonium saltpeter on existing aggregates АС-60 and АС-72 making ammonium saltpeter, at their minimal reconstruction. For this purpose we spend a cycle of research works, centrifugal granulators of suspension are patented and the standard project of this technology. The tests of production at two plants are successfully carried out.
Известково-аммиачная селитра по сравнению с аммиачной селитрой является более безопасным с технологической и экологической точек зрения минеральным удобрением. Целесообразно организовать производство известково-аммиачной селитры на существующих агрегатах АС-60 и АС-72, производящих аммиачную селитру, при их минимальной реконструкции. Для этого нами проведен цикл исследовательских работ, запатентован центробежного гранулятор суспензии и создан типовой проект данной технологии. Успешно проведены испытания производства на двух заводах.
Известково-аммиачная селитра (CAN), по сравнению аммиачной селитрой, является более безопасным с технологической (производство, транспортировка, хранение, применение) и экологической (раскисление почв, вымывание, создание условий для улучшения усвоения растениями минеральных удобрений и т.д.) точек зрения минеральным удобрением. Из-за пониженного содержания азота в продукте (менее 27,5% масс.) обеспечивается технологическая безопасность при его производстве, транспортировке, хранении и применении, а также экологическая безопасность и агрохимическая эффективность при внесении удобрения в почву, особенно закисленную. Таковыми являются большинство сельскохозяйственных угодий, во многих странах Европы, включая нечерноземную часть России, Украины и Белоруссии. За счет снижения содержания азота в аммиачной селитре (не более 28 %масс.) введением в неё ~ 26 %масс. дешевой Ca^g-содержащей составляющей (доломита, мела, известняка или др.) удается сделать этот продукт экономически привлекательным. Кроме того, цены на CAN, превышают стоимость аммиачной селитры, а также исключается ряд пошлин при её экспорте в Европу. Пошлины на известково-аммиачную селитру не распространяются из-за её взрыво-пожаробезопасности.
Разумеется, CAN целесообразнее всего производить на существующих для выпуска аммиачной селитры агрегатах с грануляционными башнями при их минимальной реконструкции. Сохраняя при этом в полном объеме мощности по выпуску аммиачной селитры, а перенастройка с производства аммиачной селитры на выпуск CAN и обратно занимает минимальное количество времени.
Основными стадиями производства известково-аммиачной селитры являются:
- получение высококонцентрированных растворов нитрата аммония из аммиака и азотной кислоты;
- подготовка тонкоизмельченного порошка Ca^g-содержащей добавки (мела, доломита, известняка или др.);
- смешение нитрата аммония с Ca^g-содержащей добавкой при использовании ингибиторов конверсии смешиваемых компонентов, получение суспензии;
- диспергирование полученной суспензии в восходящем потоке воздуха в башне,
охлаждение получаемых гранул в псевдоожиженном слое и обработка продукта кондиционирующими добавками.
Необходимый для производства известково-аммиачной селитры расплав нитрата аммония с концентрацией 99,8% масс получают по существующей технологии производства аммиачной селитры.
Готовая Ca,Mg-содержащая добавка по предлагаемому решению должна поступать в хранилища, из которых с помощью обогреваемого пневмотранспорта или других транспортирующих устройств подается на стадию смешения с расплавом нитрата аммония, в который вводятся предлагаемые ингибиторы конверсии. Полученная смесь (суспензия) поступает на стадию гранулирования.
Таблица 1. Основные показатели гранул известково-аммиачной селитры, полученной при опытно-промышленных испытаниях на агрегатах АС-60, АС-72
Удобрение Гранулометрический состав, Статич. Примеча-
Тип гранулятора %масс. прочность, ние
< 1 1-3 3-4 4-5 1-4 Н/гранулу
мм мм мм мм мм
CAN
Грануляционная башня АС-60 с центробежным грануля- 1,0 88,2 10,8 - 99,0 15 Гладкие гранулы
тором суспензии
CAN
Грануляционная башня АС-72 с форсуночными грануля- 1,5 65,6 21,2 11,7 86,8 13 Гладкие гранулы
торами суспензии
Основными агрегатами для промышленного производства гранулированной аммиачной селитры в России являются АС-60 (АС-67) и АС-72. Особенностью агрегата АС-60 является размещение всего основного технологического оборудования (от стадии нейтрализации до стадии получения расплава) на грануляционной башне каскадом. В агрегате АС-72 всё технологическое оборудование размещено внизу, включая выносной аппарат охлаждения гранул в псевдоожиженном слое. Подача воздуха в башню не связана с этим аппаратом в отличие от грануляционной башни АС-60, в которой встроен кипящий слой. Агрегаты так же отличаются сечением башни: АС-60 круглого сечения, диаметром 16 м и высотой 30 м, АС-72 - прямоугольного, размерами 8*11 м и высотой 50 м. Форма и размер указанного сечения башен определяет тип диспергирующего устройства при организации процесса гранулирования известково-аммиачной селитры. Для круглого сечения АС-60 оптимально использование центробежных гранулято-ров, а для прямоугольного АС-72 - механических форсуночных грануляторов.
Нами были проведены НИР и НИОКР, позволившие реализовать технологию производства известково-аммиачной селитры на существующих агрегатах АС-60 и АС-72, в том числе:
- исследована кинетика взаимодействия расплава аммиачной селитры и Ca,Mg-со-держащей добавки;
- разработана математическая модель процесса кристаллизации расплавов и алгоритм расчета по ней, включая оценку ожидаемого гранулометрического состава продукта;
- разработан ряд ингибиторов конверсии взаимодействия аммиачной селитры и Ca^g-содержащей добавки, а так же модификаторов, улучшающих товарные свойства гранулированного продукта;
- разработаны диспергирующие устройства суспензии для АС-60 и АС-72, в том числе центробежный гранулятор, на который получен патент РФ;
- разработано аппаратурное оформление дооснащения агрегатов АС-60 и АС-72 для технологии производства на них известково-аммиачной селитры;
- проведены опытно-промышленные испытания производства известково-аммиачной селитры на грануляционной башне агрегата АС-60 (ОАО «Невинномысский Азот» г. Невинномысск) и АС-72 (ОАО «Минудобрения» г. Россошь).
На основе проведенных работ создан типовой проект данной технологии, рассчитанный на производительность одной грануляционной башни ~ 30^50 т/час. Стоимость реконструкции ~ 40-100 млн. руб. Окупаемость с начала производства - 2-4 мес. Окупаемость обеспечивается даже по грубым подсчетам за счет меньшей себестоимости и неуплаты полшины. Себестоимость ниже на ~ 26% за счет содержания наполнителя (доломит, мел или известняк), что, при цене аммиачной селитры ~ 3000-3500 руб. за тонну и принимая цены на CAN равными, составляет выигрыш ~ 800-900 руб. При неуплате пошлины (~ 1400 руб./тонна) оценочная выгода составит ~ 2200-2300 руб./тонну или, при производительности ~ 300 000 т/год, ~ 650-700 млн руб./год.
Список литературы
1. Таран, А.Л. Теория и практика гранулирования расплавов и порошков. Дисс. на со-иск. уч. степ. докт. техн. наук/ А.Л.Таран.- М.:МИТХТ, 2001.- 545 с.
2. Таран, А.В. Исследование процесса кристаллизации расплавов индивидуальных веществ с переохлаждением. Дисс. на соиск. уч. степ. канд. техн. Наук/ А.В.Таран.- М.: МИТХТ, 1979.- 195 с.
3. Долгалёв, Е.В. Технология и аппаратурное оформление производства известково-аммиачной селитры в грануляционных башнях. Дисс. на соиск. уч. степ. канд. техн. Наук/ Е.В.Долгалёв.-М. :МИТХТ, 2006.- 185 с.
4. Патент № 2277011. Гранулятор. Приоритет изобретения 06 сентября 2004 // М.К.Рустамбеков, А.Л.Таран, О.А.Трошкин, Е.В.Долгалев, С.А.Сундиев, В.Ю.По-плавский, В.Ю.Бубенцов
УДК 541.11:546
Розвезев К.Г., Почиталкина И.А., Конькова Т.В., Либерман Е.Ю. Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия
ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ ЭЛЕМЕНТОВ ПЕРИОДИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ЭЛЕМЕНТОВ Д.И. МЕНДЕЛЕЕВА ОТНОСИТЕЛЬНО ХАРАКТЕРИСТИК АТОМНОГО ЯДРА
In work the attempt of study of periodic dependence of properties of elements is undertaken from a charge of a nucleus of their atoms. An estimation of physics-chemical properties of elements of periodic system of elements carried spent by methods of the comparative analysis, which results are submitted graphically. The analysis of the received diagrams allows receiving functional dependence of property on serial numbers. The revealing of laws of the theory of a nuclear nucleus is focused on tasks of creation of purposeful synthesis of substances with the given properties.
