Разработка мероприятий по усовершенствованию технологии грануляции карбамида
Зарегистрируйся в два клика и получи неограниченный доступ к материалам,а также
промокод
на новый заказ в Автор24. Это бесплатно.
Введение
Карбамид находит широкое применение в промышленности и сельском хозяйстве, в первую очередь, в качестве высококонцентрированного азотного удобрения. Также карбамид используется как эффективная белковая добавка к кормам животных. В промышленности карбамид применяют при производстве клеев, пластмасс, искусственных смол, паков, для очистки нефтепродуктов. К сферам применения относятся фармацевтическая, текстильная, деревообрабатывающая, пищевая и многие другие отрасли промышленности. С каждым годом растёт потребность мирового рынка азотных удобрений в гранулированном карбамиде, что обуславливает его более высокую стоимость по сравнению с приллированным. На данный момент соотношение на мировом рынке удобрений следующие: приллированный – 70%, гранулированный – 30%, и с каждым годом доля рынка гранулированного карбамида растет. Развитие данного способа в производстве гранулированного карбамида обусловлено потребностью получения гранул более крупной фракции, по сравнению с гранулами, которые получаются в башнях приллирования. Данная необходимость вызвана применением карбамида в смешанных удобрениях. Следует отметить, что ежегодно повышаются требования к химическим и физическим свойствам удобрений, диктуемые рынком и регулирующими органами. Данные требования обуславливают производство более качественной продукции эффективными способами. При этом зачастую недостаточно улучшить один из параметров продукта, необходимо учитывать полный цикл производства. При совершении многократных погрузочных и разгрузочных работ, хранении и перевозки от момента производства до момента внесения в почву необходимо, чтобы удобрения не слеживались, не пылили и были мало подвержены воздействиям атмосферной среды. Производство приллированного карбамида имеет ряд недостатков, к которым можно отнести неравномерность распределения восходящего потока воздуха по сечению, что приводит к образованию гранул с неоднородным гранулометрическим составом. Увеличение производительности башен обычно сопровождается значительным повышением температуры гранул на выходе из аппарата, и готовый продукт налипает на стенки башни в нижней части. Главным недостатком процесса приллирования является большое количество образующегося мелкодисперсного продукта, который возвращают в процесс в виде ретура. Поэтому совершенствование существующей технологии получения карбамида для получения продукта, обладающего улучшенными свойствами, является важной и актуальной задачей. Целью работы является разработка усовершенствованной технологии гранулирования карбамида. Для решения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: Провести анализ известных способов гранулирования; Разработать усовершенствованную технологическую схему гранулирования карбамида; Провести расчет материального и теплового баланса усовершенствованной технологии; Рассчитать размеры барабанного гранулятора; Выбрать вспомогательное оборудование.
Технология получения карбамида
Процесс получения карбамида основан на взаимодействии аммиака и диоксида углерода. Реакция взаимодействия, при этом, протекает при температуре 170-185 °С и давлении 13,314,5 МПа в соответствии с уравнениями [1-5]: 2NН3 + СО2 NН4СООNН2 + 125,6 кДж/мол...
Открыть главуТехнологии гранулирования карбамида
В настоящее время наиболее распространенным методом гранулирования карбамида является приллирование в грануляционной башне в потоке восходящего воздуха. Схема башни приллирования представлена на рисунке 1.3 [6]. Рисунок 1.3 – Схема башни приллирован...
Выбор и обоснование для дальнейшего совершенствования технологии приллирования карбамида
На сегодняшний день главным способом гранулирования карбамида является приллирование. Однако технология приллирования имеет ряд недостатков, к которым можно отнести неравномерность распределения восходящего потока воздуха по сечению, что приводит к о...
Открыть главуФизико-химические основы гранулирования
Технология гранулирования в аппарате барабанного типа основана процессах окатывания и агломерирования [12], которые протекают в результате перемешивания исходной мелкодисперсного твердого вещества в присутствии жидкой фазы. На образование и рост гран...
Технологическая схема усовершенствованного процесса гранулирования карбамида
Для совершенствования технологии гранулирования карбамида в данной работе предложено дополнительно установить барабанный гранулятор для переработки некондиционного мелкодисперсного продукта. Данная реконструкция позволит повысить качество продукта и ...
Открыть главуРасчет теплового баланса
Целью расчета теплового баланса является определение количество тепла которое необходимо подводить или отводить в технологическом процессе. При гранулировании карбамида продукт частицно охлаждается в башне приллирование. Дальнейшее охлаждение гранул ...
Открыть главуВыбор вентиляторов и насосов
Для охлаждения гранул карбамида в аппарате кипящего слоя необходима подача охлаждающего воздуха. Циркуляцию воздуха проводят посредством вентилятора. Для данной цели используют осевой аксиальный вентилятор, использование которого целесообразно, если ...
Заключение
На сегодняшний день главным способом гранулирования карбамида является приллирование. В данной работе предложен вариант совершенствования технологии получения приллированного карбамида, в котором предлагается перерабатывать некондиционный продукт, получаемый в башне приллирования с размером частиц менее 2 мм в барабанном грануляторе. Получаемый, при этом, гранулированный карбамид будет иметь больший размер частиц и прочность гранул. К тому же в барабанном грануляторе возможно получение модифицированного карбамида при добавлении различных соединений, а также комплексных удобрений. В ходе работы была разработана технологическая схема усовершенствованного процесса. Расчет материального баланса показал, что гранулированный продукт в усовершенствованном процессе будет составлять большую долю (79,87%) в общем балансе, по сравнению с приллированным (17,75%). К установке принят барабанный гранулятор, имеющий длину 10 метром и диаметр 2,5 метра. В качестве вспомогательного оборудования необходимо дополнительно установить аппарат охлаждения кипящего слоя и осевой вентилятор для подачи охлаждающего воздуха.
Список литературы
Позин М.Е. Технология минеральных удобрений. – Л.: Химия, 1989. – 352 с. Горловский Д.М., Альтшулер Л.H., Кучерявый В.И. Технология карбамида. — Л.: Химия, 1981.— 320 с. Кучерявый В.И., Лебедев В.В. Синтез и применение карбамида. – Л.: Химия, 1970. – 448 с. Технология производства карбамида [Электронный ресурс]. – Режим доступа URL: http://www.tkisrus.com/assets/pdf/brochures/ru/TKIS-Urea-ru.pdf. Карбамид: технологии производства [Электронный ресурс]. – Режим доступа URL:http://www.newchemistry.ru/letter.php?n_id=773 Кочетков В. Н. Гранулирование минеральных удобрений— Л.: Химия, 1975.— 224 с. Экологические преимущества технологии UFT по гранулированию карбамида в кипящем слое / Доклад на конференции ЗАО «Инфохим» - «Современное состояние, перспективы развития, модернизация и реконструкция производства карбамида и продуктов на его основе», г. Новомосковск, Россия, 7-9 апреля 2009 года – 26 с. Джоникерс К., Мессен Дж., Лемман В. Реактор новейшей конструкции затопленного типа / Доклад на семинаре фирмы Stamicarbon «Технология производства карбамида», 15-16 сентября 1998 г. – 85 с. Саката Э. Усовершенствование агрегата карбамида с передовыми технологиями ТЕС / Доклад на LPI, DISTEKNAS 2004, 14-15 января 2004г., Индонезия – 16 с. Гусев И.В. Получение карбамида высокого качества в башнях приллирования ОАО «НИИК» // Химическая техника - 2017. - № 6. - С.20 – 22 Андрежанов Р.В. Новая крупнотоннажная энергоэффективная технология ОАО «НИИК» // Химическая техника. – 2011. - № 7. – С. 5-8 Мельников Е.А. и др. Технология неорганических веществ и минеральных удобрений. – М.: Химия, 1983. – 432 с. Сергеев Ю.А., Кузнецов Н.М., Чирков А.В. Карбамид: свойства, производство, применение. – Нижний Новгород. : Кварц, 2015 – 544 с. Постоянный технологический регламент отделения № 2 цеха по производству мочевины – АО «Апатит», Череповецк, 2019. – 643 с. ГОСТ 2081-2010. Карбамид. Технические условия— 27 с. Классен П. В., Гришаев И. Г. Основы техники гранулирования. – М.: Химия, - 1982 – 272 с. Информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям. Производство аммиака, минеральных удобрений и неорганических кислот. Введ. 01.07.2016. - М.: Бюро НДТ, 2015. – 909 с. Расчеты по технологии неорганических веществ / Под ред. проф. М. Е. Позина. – Л.: Химия, 1977. – 496 с. Мухленова И.П. Основы химической технологии. — М.: Высшая школа, 1991. — 463 с Мельников Е.Я. Справочник азотчика: Книга 1. Физико-химические свойства газов и жидкостей. Производство технологических газов. Очистка технологических газов. Синтез аммиака 2-е изд., перераб., М.: Химия, 1986 г. - 512 с. Горловский Д.М., Кучерявый В.И., Сергеев Ю.А. Справочник азотчика // Раздел «Карбамид»; изд. 2-е, перераб. М.: Химия, 1987 – 320 с. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. – М.: Химия, - 1971 – 784 с.
