Сульфонитрат и сульфокарбамид

 

Особенности технологии

Для получения удобрений с содержанием серы, например, сульфонитрата или сульфокарбамида, обычно используют добавление кристаллического сульфата аммония. Второй способ заключается в использовании непосредственно пульпы сульфата аммония, которую тут же и получают из аммиака и серной кислоты. Второй способ дает значительную экономию преимущество при наличии соответствующей сырьевой базы.

Предлагаемая нами технология предназначена для получения высококачественных удобрений с высоким содержанием S, например, таких как сульфонитрат ASN 26:13 или сульфокарбамид UAS 33:12.

Получение сульфата аммония

Получение сульфата аммония (AS) осуществляется из серной кислоты и аммиака в трубчатом реакторе, который включает в себя следующие части:

  • трубчатый реактор под давлением со смесительной камерой для смешивания газообразного NH3 с серной кислоты,
  • сепаратор, в котором происходит отделение технологического пара от горячей пульпы сульфата аммония.

Основные преимущества трубчатого реактора:

  • Получение за очень короткое время пребывания мельчайших кристаллов пульпы сульфата аммония,
  • Гибкость регулирования влажности конечного продукта,
  • Простота пуска, эксплуатации, остановки,
  • Благодаря простой конструкции небольшие затраты на техническое обслуживание.

Технология гранулирования

"Сердцем" процесса является барабанный гранулятор, включающий в себя следующие части:

  • вращающийся горизонтальный цилиндр, с подъемными внутренними лопатками,
  • встроенный в барабан «кипящий слой», в который подается горячий воздух.

Одновременно в грануляторе осуществляются несколько операций:

  • увеличение размера гранул,
  • кристаллизация и сушка.

Эти операции происходят следующим образом: при помощи подъемных лопаток затравочные зерна поступают в верхнюю часть барабана, откуда они падают в «кипящий слой», где происходит их сушка. Благодаря наклону гранулы перемещаются в нижнюю часть барабана. В процессе перемещения происходит напыление гранул суспензией сульфонитрата (ASN) или сульфокарбамида (UAS), которая поступает через форсунки. Подъемные лопатки возвращают гранулы со свеженанесенным покрытием в верхнюю часть барабана для их дальнейшей кристаллизации и сушки в «кипящем слое». Цикл повторяется многократно, в зависимости от желаемого размера гранул.

Контроль исходного сырья

Образующиеся мельчайшие кристаллы сульфата аммония мгновенно растворяются в нитрате аммония или в карбамиде в нижней части сепаратора с образованием однородной пульпы. Влажность пульпы сульфонитрата аммония ASN или сульфокарбамида UAS точно контролируется для корректировки физических характеристик пульпы.

Контроль коэффициента рециркуляции

Стабилизация роста размера гранул осуществляется достаточно легко благодаря высокой данного процесса гранулирования. Для этого необходимо поддерживать заданное соотношение ретура и подачу затравочных зерен, которые необходимы для грануляции и для поддержания материального баланса. Ретур состоит из мелких частиц, поступающих с грохотов, измельченных гранул из дробилки и части продукционных гранул. Надежная работа дробилок и эффективные грохоты крайне важны для оптимизации коэффициента рециркуляции и достижения высокой производительности.

Охлаждение продукта

Охлаждение продукционных гранул происходит в пластинчатом теплообменнике типа bulk-flow, где охлаждающей средой является вода. Количество газовых эмиссий в этом случае много меньше, чем при использовании охлаждения в «кипящем слое».

Скрубберы

Для улавливания следов пыли и аммиака применяется система очистки в соответствии с рекомендациями EFMA-BAT или другими применяемыми местными стандартами.

Промывной раствор полностью возвращается в сборник для пульпы. Таким образом, при нормальной эксплуатации никаких жидких отходов не образуется.

Типовое производство в одну линию

 

Типовые характеристики
  Сульфонитрат ANS 26:13 или сульфокарбамид UAS 33:12
1. Расходные коэффициенты >99.9%
2. Влажность ≤ 0.5%
3. Гранулометрия (регулируемая) мин 90% от 2 до 4 мм
4. Твердость (для гранул диам.3мм) 4.0 кг

5. Энергоносители

Электрическая мощность

Пар среднего давления

 

~ 28 кВт ч/т

~ 310 кг/т

6. Номинальная мощность 300 000 тонн/год

7. Эмиссии

Следы аммиака

Следы пыли

Жидкие отходы

 

<30 мг / нм3

<30 мг / нм3

отсутствуют

 

Подробное описание технологии

Получение сульфата аммония

Серная кислота и аммиак подаются в трубчатый реактор (R3100), куда также поступают определенное количество технологической воды или конденсат. За счет мгновенного снижения давления в сепараторе (S3101) происходит отделение технологического (сокового) пара от пульпы сульфата аммония (AS).

Соковый пар из верхней части сепаратора поступает в конденсатор (E3102).

Пульпа сульфата аммония самотеком поступает в нижнюю часть сепаратора где смешивается с раствором нитрата аммония для получения сульфонитрата (ASN) или с раствором карбамида для получения сульфокарбамида (UAS).

Подготовка пульпы ASN или UAS

Пульпа ASN или UAS из сепаратора (S3101) самотёком поступает в гомогенизатор (T3201), куда также подаются пыль из контура грануляции и промывочный раствор из скрубберов.

Необходимые твёрдые добавки подаются в гомогенизатор в требуемом количестве.

Гомогенизатор оборудован мешалкой (A3201) - для поддержания однородности пульпы и паровым змеевиком - для поддержания температуры.

При необходимости, в гомогенизатор подают небольшое количество аммиака для контроля рН.

Перегретая пульпа ASN или UAS подается в гранулятор (B3201) при помощи насоса (P3201).

Гранулирование и сушка

В грануляторе (B3201) осуществляются процессы гранулирования и частичной сушки.

Пульпа поступает в специальные распылительные форсунки. Количество и расположение форсунок рассчитано таким образом, чтобы обеспечить равномерное напыление на каскадирующие частично сформированные гранулы, которые перемещаются по «кипящему слою». Температура и давление напыления соответственно рассчитываются с целью обеспечить оптимальное напыление путем послойного наращивания диаметра гранул и, таким образом, оптимизировать процесс гранулирования.

В гранулятор по транспортеру (W3306) поступает ретур с грохотов (S3303) и дробилки (B3302). Гранулометрический состав и контроль роста диаметра гранул внутри гранулятора осуществляются регулированием дробилки и количеством ретура, включая рециркулирование части продукционных гранул.

Подача воздуха в гранулятор осуществляется воздуходувкой (K3202).

Окончательная сушка гранул производится во вращающемся сушильном барабане. Выходящие из сушильного барабана (B3301) газы направляются в гидроциклон (S3307) для удаления пыли, а затем в гранулятор.

Ретур

После сушилки транспортером (W3301) и элеватором (W3302) гранулы поступают в грохоты (S3303).

На верхней сетке крупные фракции отделяются и попадают непосредственно в дробилку (B3302). Раздробленные гранулы крупной фракции подаются на транспортер контура рециркуляции (W3306). Поток продукционных гранул разделяется на две части: необходимое, для достижения требуемой производительности, количество гранул, поступает в охладитель (E3401) по транспортерам (W3305) и (W3401), а избыточное количество возвращается на транспортер контура рециркуляции (W3306).

Охлаждение и кондиционирование продукта

После охлаждения продукционные гранулы по транспортеру (W3402) поступают в цилиндрический, горизонтально вращающийся барабан (B3401).

В барабане (B3401) осуществляется покрытие гранул жидкой антислеживающей добавкой, затем гранулы направляются в хранилище за Границу проекта.

Очистка газа в скруббере

Отходящие газы из гранулятора (B3201) подаются в скруббер (S3501), в котором также проходят очистку газы из конденсатора (E3102) и из гомогенизатора (T3201).

Для удаления пыли и нейтрализации аммиака в скруббер подают промывочный кислый раствор. Насосы (P3501) обеспечивают циркуляцию раствора.

Показатель pH раствора поддерживается подачей азотной кислоты. Для поддержания концентрации промывочного раствора, идет отбор части промывочного раствора в гомогенизатор (T3201) с контролем расхода, а уровень в скруббере (S3501) поддерживается добавлением технологического конденсата из сборника (T3101) и деминерализованной воды из-за Границы проекта.

Система удаления пыли

Для обеспечения чистой рабочей среды предусмотрена централизованная система удаления пыли из мест, где пыль больше всего образуется, а именно: из мест перевалки материалов с транспортера на транспортер, разгрузки материалов с элеваторов, вибросит и дробилок. К таким местам (точкам аспирации) подведены газоходы, в которых поддерживается небольшое отрицательное давление при помощи вытяжного вентилятора (K3503); пыль оседает в фильтре (S3503) и возвращается в гомогенизатор (T3201). Для предотвращения засорения в каждую точку аспирации подается горячий воздух при помощи вентилятора (К3502) и подогревателя воздуха (Е3501).

Сбор твердых отходов

Установка гранулирования должна быть защищена от влажности: следует избегать наличия жидкостей внутри помещения, которое должно быть закрытым и обогреваемым. Следовательно, основная часть твердых отходов, которые образуются из-за просыпов или чистки оборудования, полностью возвращается в процесс производства в твердом виде.

Небольшую, оставшуюся часть, которая может образовываться на нулевой отметке, хранят в сборной яме и возвращают в виде жидкого раствора в скруббер (S3501).