Получение раствора нитрата магния (магнезиальной добавки)

Приготовление раствора нитрата магния осуществляется взаимодействием каустического магнезита или бруситас азотной кислотой по реакции:

МgO+2НNО₃=Мg (NО₃)₂+Н₂О+Q ккал.,

которая протекает с выделением большого количества тепла. Приготовление магнезиальной добавки производится в реакторах Р-11-3 периодического действия.

Осветление раствора от неразложившегося магнезита (брусита) осуществляется методом отстоя.

Конденсат сокового пара из корпуса 601 или хранилища Е-3 подаётся в реактор Р-1, затем туда же подаётся азотная кислота НNО₃ (н/м 57%) со склада азотной кислоты до получения разбавленной кислоты с массовой долей НNО₃ 36%.

Подача кислоты и конденсата производится по уровню в реакторе LIA701. Повышение уровня до максимального (85%) и аварийного (90%) сигнализируется.

Порошок каустического магнезита (брусита) из силоса X-1через шлюзовой питатель X-2 пневмоструйным насосом ПТ-1 подаётся в реактор Р-1.

Для лучшего контактирования подаваемых реагентов в реактор Р-1 через барботажное устройство подаётся технологический воздух давлением 0,1 МПа.

Реакция взаимодействия магнезита (брусита) с азотной кислотой с массовой долей 36% проводится в течение 3-5 часов до полного разложения магнезита (брусита) и с помощью дозирования порошка магнезита (брусита) массовая концентрация нитрата магния (MgNO₃)₂ в пересчете на МgО в растворе доводится до 120-140 г/дм³, при этом массовая концентрация азотной кислоты в растворе должна быть 25-50г/дм³ .

Массовые концентрации магнезита (брусита) и кислоты контролируются лабораторным анализом.

Процесс ведётся под атмосферным давлением при температуре не более 80 °С. температура процесса регулируется скоростью подачи магнезита в реактор и контролируется прибором и Т-1-305.

Для снятия тепла реакции нижняя часть реактора оборудована внутренним змеевиком, по которому (при необходимости) подаётся оборотная вода.

Для улавливания пыли магнезита(брусита), выделяющейся при загрузке сырья в реактор, и окислов азота при частичном разложении азотной кислоты в реакторе, предусмотрена грубая очистка выхлопных газов в верхней части реактора и тонкая очистка – в скруббере С-1 слабым раствором нитрата магния (промывными водами), подаваемым насосом Н-3 из ёмкости Е-3 через ротаметр FI503 с возвратом раствора в ёмкость Е-3.

По мере закрепления раствора промывные воды из ёмкости Е-3 подаются на заполнение реактора Р-1 перед включением его в работу, а в ёмкость Е-3 для поддержания уровня подаётся конденсат сокового пара из корпуса 601.

Перепад давления выхлопных газов до и после скруббера С-1 контролируется Р1А329, повышение перепада до 0,6 кПа (60 мм в ст.) сигнализируется.

Отмытые от примесей выхлопные газы из скруббера выбрасываются в атмосферу.

Полученный раствор нитрата магния после отстоя в реакторе медленно сливается в ёмкость Е-1 для дополнительного отстоя, а затем по переливной трубе самотеком подаётся в ёмкость Е-2, откуда центробежным насосом Н-1 непрерывно подаётся в аппараты ИТН или донейтрализатор Р-4 основного производства.

Дозировка добавки в ИТН или донейтрализатор Р-4 производится изменением расхода с помощью регулирующего клапана FRCA506 в соотношении с массовой долей нитрата магния в готовом продукте.

Для опорожнения технологических трубопроводов и насосов от продукта, сбора воды от сальников насоса и траповых вод с площадок отделения предусмотрен дренажный бак Е-5, из которого дренажные воды центробежным насосом Н-5 откачиваются в ёмкость Е-3, откуда вновь используются в производстве.

Откачка аварийных проливов раствора нитрата магния или азотной кислоты из поддона емкостей Е-1,2,3 производится паровым эжектором в ёмкость Е-3.

Для приёма поступающего в железнодорожных вагонах порошкообразного магнезита каустического(брусита) служит силос Х-1, состоящий из двух секций вместимостью 400м³ каждая.

Магнезит с помощью вакуумной установки пневмо-разгрузчиком C-3 выгружается из вагона и транспортируется в силос C-1. Вакуум создаётся вакуум-насосом Н-6, а транспортируется магнезит в силос осушенным технологическим воздухом давлением 0,12 МПа (1,2 кгс/см²).

Для предотвращения слёживаемости магнезита в нижнюю часть силоса подаётся осушённый технологический воздух давлением 0,25 МПа (2,5 кгс/см²). Запылённый воздух из силоса, пройдя очистку на рукавном фильтре Ф-2, вентилятором В-2 выбрасывается в атмосферу.

Для очистки ткани фильтра от пыли магнезита периодически подаётся осушенный технологический воздух давлением 0,4 МПа (4,0 кгс/см²).

4.2. Нейтрализация азотной кислоты газообразным аммиаком с получением раствороваммиачной селитры.

Нейтрализация азотной кислоты газообразным аммиаком является простой необратимой реакцией: NН₃+НNО₃ ® NН₄NО₃+Q, которая в обычных условиях протекает почти без образования побочных продуктов и с выделением теплоты (144,936 кДж/моль или 34,624 ккал/моль при взаимодействии 100 %-ных исходных продуктов).

Для процесса нейтрализации применяется азотная кислота с массовой долей НNО₃ не менее 57 %, поэтому тепловой эффект реакции соответственно уменьшается на суммарную величину теплоты разбавления азотной кислоты и теплоты растворения твёрдой NН₄NО₃. Выделяющаяся в процессе нейтрализации теплота используется для испарения большей части воды из образующегося раствора аммиачной селитры, то есть на его концентрацию.

Процесс нейтрализации азотной кислоты газообразным аммиаком осуществляется в двух параллельно работающих аппаратах ИТН, Р-3/1-2 под избыточным давлением не более 20 кПа (0,20 кгс/см³), то есть близким к атмосферному, с получением раствора аммиачной селитры с массовой долей NН₄NО₃ не менее 89%.

Температура процесса 148-165 °С. Предусмотрен контроль температуры в реакционном стакане ТRSА22-2 и сигнализация понижения и повышения температуры.

Аппарат ИТН – вертикальный цилиндрический сосуд переменного диаметра. Нижняя часть аппарата – реакционная зона – конструктивно обеспечивает протекание реакции нейтрализации до конца с большой скоростью и вывод раствора из аппарата.

Верхняя часть аппарата – промыватель с 4-мя колпачковыми тарелками – обеспечивает очистку сокового пара от не прореагировавшего аммиака и капель раствора амселитры.

Азотная кислота подаётся в агрегат центробежным насосом из склада азотной кислоты, распределяется на два подогревателя Т-2, где нагревается до 75-95 °С за счёт теплоты конденсации сокового пара, и далее поступает в два аппарата ИТН.

Массовый расход азотной кислоты на входе в агрегат FQRSA14 регистрируется и суммируется. При снижении массового расхода азотной кислоты в агрегат до 30 т/ч автоматически останавливается дозировочный насос Н-1 подачи магнезиальной добавки в донейтрализатор Р-4 (блокировка № 2) или в аппарат ИТН.

Давление азотной кислоты на входе в агрегат 0,4-0,6 МПа (4-6 кгс/см²) контролируются РIА3, повышение и понижение давления сигнализируется.

Газообразный аммиак поступает в агрегат из заводской сети под давлением 0,25-0,45 МПа (2,5-4,5 кгс/см²). На входе аммиака в агрегат установлена электрозадвижка НУА17, управляемая дистанционно из ЦПУ, и отделитель–испаритель X-37, предназначенный для отделения примесей жидкого аммиака. Жидкий аммиак испаряется за счёт тепла конденсации пара давлением 0,8 МПа (8,0 кгс/см²), подаваемого во внутренний змеевик аппарата. Масло из аппарата Х-37 периодически сливается в маслосборник, а затем в переносную тару.

Из аппарата Х-37 аммиак направляется в трубное пространство подогревателя Т-1, где нагревается до 120-180 °С паровым конденсатом, поступающим в межтрубное пространство теплообменника из пароувлажнителя X-42.

Далее аммиак направляется в реакционную зону двух аппаратов ИТН. Давление газообразного аммиака перед подогревателем Т-1 стабилизируется автоматически РRSA1 в пределах 0,18-0,22 МПа (1,8-2,2 кгс/см²) клапаном РСУ1.

При падении давления газообразного аммиака на входе в агрегат до 0,15 МПа (1,5 кгс/см²) срабатывает блокировка №1.

Объёмный расход аммиака FQR13 и температура ТIR 21 регистрируется на ЦПУ. Массовый расход аммиака суммируется.

Заданная нагрузка по аммиаку на аппарат ИТН Р-31,2 поддерживается автоматически регулятором массового расхода 1,2 FRCSA1, отклонение расхода аммиака от заданного на ±5% сигнализируется при работе схемы регулирования в автоматическом режиме.

Массовый расход азотной кислоты в аппарат ИТН Р-31,2 поддерживается автоматически в заданном отношении с массовым расходом аммиака регулятором 1,2FRCSF2 с коррекцией по рН раствора аммиачной селитры на выходе из аппарата ИТН (1,2 рН 1).

В реакционную зону аппарата ИТН через сливной карман 1-ой тарелки дозировочным насосом Н-1 подаётся магнезиальная добавка. Предусмотрена также подача магнезиальной добавки в донейтрализатор Р-4.

В аппаратах ИТН поддерживается кислая среда. Кислотность раствора амселитры после аппарата ИТН в пределах 1-4 г/дм³ свободной азотной кислоты (рН=1,0-3,0) регулируется автоматически 1,2 рНRСА1-1,2 с помощью клапана тонкой дозировки рНСУ1, установленного на линии подачи аммиака в аппарат ИТН Р-31,2.

Для измерения рН на линии выхода раствора из аппарата ИТН установлено устройство разбавления плава (УРП) с рН-метром, минимальное значение рН раствора сигнализируется. При повышении температуры в реакционной зоне (вне реакционного стакана) аппарата ИТН (1,2Т22-2) до 180°С срабатывает блокировка № 4.

При нарушении 2-х из 2-х параметров режима нейтрализации в аппарате ИТН

Р-31,2:

· отклонении заданного соотношения массовых расходов аммиак-кислота (F1-FF2) на 8% от задания;

· понижении температуры в реакционной зоне аппарата (1,2Т22-1) до 140 °С срабатывает блокировка №3.

Coковый пар, образующийся при испарении раствора аммиачной селитры в аппарате ИТН, и имеющий ту же температуру, что раствор в реакционной зоне, с давлением до 20 кПа (0,20 кгс/см ²) поступает в сепарационную часть аппарата, где промывается от примесей аммиака и амселитры на 4-х колпачковых тарелках слабым закисленным раствором амселитры и конденсатом сокового пара. На вторую (считая снизу) промывную тарелку из бака Е-20 насосом Н-21 подаётся закисленный слабый раствор амселитры с массовой концентрацией НNО₃ до 10-20 г/дм³, предварительно очищенный от механических примесей в фильтре Ф-11,2, затем раствор протекает на 1-ю промывную тарелку и по переточной трубе в реакционную часть аппарата ИТН на смешение с реакционным раствором. Закисленный раствор амселитры, проходя 2-ю и 1-ю тарелки, контактирует с соковым паром и поглощает из него не прореагировавший аммиак.

Подача раствора на 2-ю тарелку аппарата ИТН1,2 FI8 регулируется дистанционно клапаном 1,2 НСУ8. На 4-ю тарелку аппарата ИТН из бака Е-45 насосом Н-41 подаётся конденсат со­кового пара, который проходит 4-ю и 3-ю тарелки, поглощает аммиачную селитру из сокового пара и в виде слабого раствора с массовой долей NН₄NО₃ 5-10% поступает в бак-гидрозатвор Е-5. При контакте сокового пара с раствором амселитры и конденсатом сокового пара на промывных тарелках тепло перегрева снижается, соковый пар становится насыщенным и выходит из сепарационной части аппарата ИТН с температурой 100-106 °С.

Над верхней промывной тарелкой аппарата ИТН установлен сетчатый отбойник и плоско-параллельная насадка, где соковый пар освобождается от брызг конденсата сокового пара и выходит из аппарата с массовой концентрацией амселитры не более 4 г/дм³ и азотной кислоты не более 4 г/дм³, на выходе сокового пара из аппарата ИТН установлено устройство отбора проб (УОП) с рН-метром, рН сокового пара регистрируется 1,2 рНR2. Соковый пар из аппаратов ИТН частично (20-40 %) используется в качестве теплоносителя в подогревателях азотной кислоты Т-2, а остальная часть направляется в скруббер X-29. Конденсат сокового пара из подогревателя Т-2 поступает в бак, откуда насосом Н-41 подаётся на орошение 4-х тарелок аппаратов ИТН. Предусмотрена также выдача конденсата сокового пара из подогревателя Т-2 в бак Е-20. Уровень в баке Е-45 регулируется автоматически LРСА9 подачей в бак химочищенной воды с помощью клапана LСУ9.

При необходимости переработки раствора амселитры из хранилища Е-8 (или Е-34) раствор насосом Н-91,2 через фильтр Ф-753,4 подаётся в реакционную зону аппарата ИТН.

При этом нагрузка по аммиаку на аппарат ИТН должна быть не менее 3600 кг/ч. Предусмотрена возможность переработки раствора аммиачной селитры через установку слабых растворов.

Для исключения повышения давления в аппаратах ИТН выше 20 кПа на линии выхода сокового пара из аппаратов ИТН установлен бак-гидрозатвор Е-5, в который поступает раствор с третьей тарелки аппарата ИТН и по линии перелива направляется в бак Е-20. Аппарат ИТН снабжён аварийной линией перелива. При переполнении аппарата ИТН раствор по переливу поступает в хранилище Е-8 через гидрозатвор Е-5. Температура в линии перелива контролируется 1,2Т140.

Из аппаратов ИТН раствор амселитры поступает в донейтрализатор Р-4, предназначенный для нейтрализации избытка азотной кислоты газообразным аммиаком, введения магнезиальной добавки из хранилища Е-2 насосом Н-1 и поддержания щелочной среды раствора перед подачей его на стадию упаривания.

рН раствора амселитры после донейтрализатора Р-4 в пределах 4,4-5,5 (массовая концентрация свободного аммиака в растворе 0,1-0,5 г/дм³) регулируется автоматически рНRСА3 с помощью клапана рНСV3, установленного на линии подачи аммиака в донейтрализатор. Для измерения рН на линии выхода раствора из аппарата Р-4 установлен УРП с рН-метром, минимальное и максимальное значения рН сигнализируется.

Для исключения попадания раствора на стадию упаривания перед выпарным аппаратом Т-10 установлен контрольный донейтрализатор Р-97 с подачей в него аммиака дистанционно с помощью клапана-отсекателя НСУS23, установленного на линии подачи аммиака в Р-97. Температура раствора после аппаратов Р-4, Р-97 контролируется ТI15, ТI33.

В период налаживания работы аппаратов ИТН и донейтрализатора Р-4, а также при срабатывании блокировок, сопровождающихся закрытием отсекателя НУSА6 на линии подачи раствора в выпарной аппарат, раствор амселитры из контрольного донейтрализатора по переливу поступает в хранилище Е-8. После достижения массовой доли амселитры в растворе не менее 89 %, массовой доли добавки и рН раствора согласно нормам раствор из донейтрализатора Р-97 направляется в выпарной аппарат Т-10.

Соковый пар с не прореагировавшим аммиаком из донейтрализаторов Р-4, Р-97 направляется на улавливание аммиака в скруббер-нейтрализатор Х-86. Сюда же выведены воздушники от донейтрализаторов Р-13, Р-99.

Скруббер X-86 заполнен насадкой из колец Рашига, которая орошается закисленным раствором амселитры из бака Е-20. В линию подачи раствора дозируется азотная кислота, объёмный расход кислоты F1 26 поддерживается в зависимости от рН раствора в баке Е-20. Отработанный раствор с массовой долей амселитры не более 25 % и массовой концентрацией азотной кислоты 10-20 г/дм³ направляется в промыватель паро-воздушной смеси Х-98. Очищенный соковый пар из скруббера Х-86 направляется в скруббер Х-29

4.3. Упаривание полученного раствора аммиачной селитры до состояния высококон­центрированного плава и перекачивание плава наверх грануляционной башни.

Упаривание полученного раствора аммиачной селитры до состояния плава осуществляется под избыточным давлением, близким к атмосферному, за счёт использования тепла конденсации насыщенного пара давлением 1,2-1,4 МPа (12-14 кгс/см²) и противоточной продувки горя­чим воздухом в выпарном аппарате Т-10. Греющий пар подаётся в межтрубное пространство кожухотрубной части выпарного аппарата и в змеевики на трёх провальных ситчатых тарелках, расположенных в нижней части аппарата, и обеспечивает подвод теплоты, необходимой для испарения воды из раствора аммиачной селитры.

Раствор, поступающий в выпарной аппарат из донейтрализатора Р-97, равномерно распределяется на верхней трубной решётке и далее стекает по внутренней поверхности трубок в виде плёнки, упариваясь до массовой доли амселитры 99,0-99,5 %.

Температура плава на выходе из трубчатки выпарного аппарата поддерживается изменением давления греющего пара в пределах 175-185 °С. Отклонение температуры от нормы сигнализируется ТRСSА6-1,2.

После трубчатки плав поступает в нижнюю часть аппарата, где последовательно проходит три провальные ситчатые тарелки и упаривается до массовой доли амселитры не менее 99,7 %. Атмосферный воздух нагнетателем В-12 подаётся в подогреватель Т-11, где подогревается до 175-190 °С насыщенным паром давлением 1,2-1,4 МPа. Подогрев воздуха до температуры процесса упаривания позволяет исключить существенный теплоотвод от плёнки раствора к продавленному воздуху.

Объёмный расход воздуха в выпарной аппарат Т-10 FI10 18000-24000 м³/ч, в зависимости от нагрузки по раствору регулируется дистанционно с помощью заслонки НСУ 10, установленной на всасе нагнетателя В-12. Закрытие заслонки сигнализируется. Давление воздуха РISА5-1,2 контролируется. Воздух после подогревателя Т-11 проходит снизу вверх через тарелки нижней части, а затем по трубкам кожухотрубной части выпарного аппарата, контактируя при этом с упариваемым раствором. За счёт разницы парциальных давлений паров воды над раствором и в воздухе происходит массообмен, при котором раствор концентрируется, а воздух увлажняется.

Образовавшаяся паро-воздушная смесь с температурой не более 185 °С с массовой концентрацией амселитры не более 8 г/м³ и аммиака не более 2 г/м³ поступает в промыватель X-98. Здесь на трёх ситчатых тарелках происходит промывка паро-воздушной смеси закисленным раствором амселитры, поступающим из скруббера Х-86. Кислота, содержащаяся в орошающем растворе, взаимодействует с аммиаком в паро-воздушной смеси. Орошающий раствор понижает температуру паро-воздушной смеси перед фильтрующими элементами до 70-100 °С ТIА2. Регулирование объёмного расхода орошающего раствора FI22 (4-10 м³/ч) по температуре паро-воздушной смеси осуществляется дистанционно клапаном НСУ20. Окончательная очистка паро-воздушной смеси происходит на фильтрующих элементах, расположенных выше тарелок.

После промывки паро-воздушная смесь с массовой концентрацией амселитры не более 0,2 г/м ³ и аммиака не более 0,3 г/м³ смешивается с соковым паром из аппаратов ИТН и направляется в скруббер C-29. Раствор амселитры после промывателя Х-98 с массовой долей амселитры не более 35 % направляется в бак Е-20.

Для исключения терморазложения плава в выпарном аппарате Т-10 и обеспечения безопасности производства на стадии упаривания предусмотрены защитные блокировки. При повышении температуры пара (Т3) после пароувлажнителя C-42 до 200 °С срабатывает блокировка №6. При повышении до 190 °С одной из трёх температур в выпарном аппарате:

· плава после трубчатки (Т6 - 1,2);

· плава на выходе из выпарного аппарата (Т5);

· паро-воздушной смеси после трубчатки выпарного аппарата (Т7)

срабатывает защитная блокировка №5.

При повышении давления воздуха в одной из двух точек напорной линии нагнетателя В-12 (P 5-1,2) до 0,01 МПа (0,1 кгс/см²) срабатывает блокировка №8. Для исключения кристаллизации плава в выпарном аппарате предусмотрена защитная блокировка. При нарушении 2-х из 3-х параметров режима снабжения:

· падении давления пара после пароувлажнителя Х-42 (Р2) до 1,1 МПа;

· снижении температуры воздуха после нагревателя ТII (Тч) до 165°С;

· снижении температуры плава после трубчатки выпарного аппарата (Т6-1) до 172 °С

срабатывает блокировка №7.

При срабатывании блокировок разбавленный раствор из выпарного аппарата и плав из напорного трубопровода насоса Н-16 поступает в бак Е-6, откуда насосом Н-7 откачиваются в хранилище Е-8

Плав амселитры из выпарного аппарата с температурой 175-185°С поступает в гидрозатвор-донейтрализатор Р-13, предназначенный для создания затвора от проскока воздуха из выпарного аппарата в бак Е-15 и подщелачивания плава аммиаком перед перекачиванием его на стадию гранулирования.

Для измерения рН на линии выхода плава из гидрозатвора Р-13 установлен УРП с рН- метром, рН плава в пределах 4,5-5,5 (массовая концентрация свободного аммиака в плаве 0,08-0,35 г/дм³ ) регулируется автоматически рНRСАl 4 с помощью клапана рНСУ4, установленного на линии подачи аммиака в гидрозатвор. Понижение рН плава до 4,0 сигнализируется.

Не прореагировавший аммиак из гидрозатвора Р-13 направляется в скруббер-нейтрализатор Х-86.

Плав амселитры из гидрозатвора Р-13 через фильтр Ф-14 поступает в бак Е-15, откуда погружным насосом Н-16 подаётся наверх грануляционной башни, в напорный бак Е-23. Уровень в баке Е-15 регулируется автоматически LРСА3 с помощью клапана LCU3, установленного на линии возврата плава из нагнетательного трубопровода насоса Н-16 в бак Е-15. Для исключения перелива плава, а также кавитации насоса Н-16 и перегрева плава при работе насоса «на себя» (при минимальном уровне), при достижении в баке Е-15 максимального или минимального уровней срабатывает защитная блокировка №9.

Температура плава в баке Е-15 1,2 ТRSА8-1,2 в корпусе насоса Н-161,2 ТRSA36, а также в трёх точках по высоте нагнетательного трубопровода 12TRSA10-1,2,3 регистрируется, повышение температуры до 190 °С сигнализируется.

При повышении температуры плава в баке Е-15 (1,2Т8-1,2) или корпусе насоса Н-16 (1,2Т10-1,2,3), а также в любой из 3-х точек по высоте нагнетательного трубопровода до 190 °С срабатывает блокировка №2. В период включения в работу выпарного аппарата возможен перелив плава из бака Е-15 в бак Е-6. Температура в баке Е-6 и в корпусе насоса Н-7 ТRSАh9-1,2 регистрируется. При повышении температуры Т9-1 или Т9-2 до 185 °С срабатывает защитная блокировка № 15.

4.4. Гранулирование плава амселитры с последующим охлаждением гранул.

Процесс гранулирования высококонцентрированного плава аммиачной селитры осуществляется в металлической грануляционной башне сечением 8 ´ 11 м, обеспечивая высоту падения гранул 50 м. Внизу гранбашни имеется встроенный металлический конус с двумя круговыми зазорами для подсоса воздуха из атмосферы. Плав амселитры с массовой долей амселитры не менее 99,7 % и температурой 175-185 °С из напорного бака Е-23 поступает в стояки перед грануляторами. Для равномерного распределения плава по стоякам внутри напорного бака имеются три вертикальных стакана с колпачками. Плав амселитры из стояков через леечные акустические грануляторы Х-26 равномерно в виде капель разбрызгивается по всему сечению полного объёма башни. Одновременно в работе могут находиться три гранулятора (по одному от каждого стояка) и менее – в зависимости от нагрузки агрегата.

Уровень плава в баке Е-23 LRAh54 и температура ТRАh52 контролируются по месту и в ЦПУ, максимальные уровень и температура (185°С) сигнализируются. Уровень плава в стояках перед грануляторами 1,2,3 LRА53 контролируется по месту и в ЦПУ, минимальные (5000 мм) и максимальные (7000 мм) значения сигнализируются.

Перед грануляторами установлены отсекатели 1,2,3 НУS51-1,2 для возможности быстрого отключения гранулятора. Предусмотрено дистанционное управление отсекателями с местного щита и сигнализация положения отсекателей. Акустический гранулятор снабжён устройством для наложения вибрации с целью улучшения грансостава. В корпусе гранулятора установлена пластина, которая при взаимодействии с плавом, проходящим через сопло, генерирует акустические колебания. Источником энергии колебаний служит плав, дополнительных источников питания не требуется. Далее плав проходит через фильтрующий элемент гранулятора и вытекает через отверстия перфорированного дна. Акустические колебания передаются от пластины к перфорированной части корпуса и

вызывают деление струи плава на капли однородного размера. Производительность гранулятора - 20 - 30 т/ч.

Встречным потоком воздуха, создаваемым вентиляторами В–28, поднимающегося со скоростью 1,0-1,8 м/с, падающие капли плава охлаждаются и кристаллизуются в виде гранул. Образовавшиеся гранулы амселитры падают на конуса гранбашни, защищённые с внутренней стороны транспортёрной лентой, и через отверстие для выгрузки поступают на конвейер ПТ-30 с температурой 70-120°С (температура замеряется ТIR 62 и регистрируется на ЦПУ).

Конвейером ПТ-30 гранулы амселитры подаются на колосниковую решётку загрузочного устройства аппарата охлаждения гранул в кипящем слое Х-33. На решётке отделяются комки и крупные частицы, которые могут образоваться в случае налипания амселитры на конусах и стенках гранбашни. Нестандартная (крупная) фракция растворяется в баке Е-31, куда подаётся слабый раствор амселитры от линии нагнетания насоса Н-21. Раствор с массовой долей аммиачной селитры не менее 60% и масла не более 7 мг/кг раствора поступает в дренажный бак Е-6.

Для защиты конвейера ПТ-30 от поломок крупными кусками амселитры в нижней части ствола гранбашни установлена защитная решётка из нержавеющего металла. Для исключения завалов амселитры при остановке конвейера ПТ-30 срабатывает защитная блокировка №17.

Предусмотрена также автоматическая остановка конвейера ПТ-30 при остановке одного из последующих транспортных механизмов (блокировка №18). Пройдя колосниковую решётку, гранулированная аммиачная селитра поступает в аппарат для охлаждения гранул в кипящем слое Х-33, проходит последовательно три секции аппарата и охлаждается до температуры не более 50 °С. Внутри аппарата Х-33 имеются две решётки: кипящего слоя и воздухораспределительная. Между секциями на решётке кипящего слоя установлены шиберы, а также двери для разделения секций и выхода воздуха. Каждая секция имеет по две выгрузочные течки с заслонками. В каждую секцию аппарата Х-33 раздельно подаётся атмосферный воздух центробежными вентиляторами в зависимости от нагрузки агрегата. Линейная скорость воздуха в зоне кипящего слоя составляет 1,8 м/с (для гранул 2,5 мм).

Для предотвращения снижения прочности гранул при резком охлаждении их, а также для снижения относительной влажности воздуха предусмотрен предварительный подогрев атмосферного воздуха, подаваемого под решётку кипящего слоя, в подогревателях Т-381-3 паром давлением не более 0,35 МПа после узла редуцирования.

Сухой отработанный воздух из аппарата Х-33 поступает в гранбашню и далее на очистку в скруббер Х-29. При низких температурах атмосферного воздуха или уменьшении нагрузки снижается температура гранул после аппарата Х-33. В этом случае в работу могут быть включены две или одна секция аппарата Х-33 в зависимости от температуры гранул. Поэтому каждая секция имеет возможность вывода продукта через выгрузочные течки на конвейеры ПТ-51, ПТ-52, которыми охлаждённые гранулы подаются на узел рассева и далее в отделение упаковки и на склад.

4.5. Очистка отработанного воздуха, выбрасываемого в атмосферу.

Загрязнённый примесями аммиачной селитры и аммиака воздух из грануляционной башни и промывателя паровоздушной смеси Х-98, а также соковый пар из аппаратов ИТН и скруббера Х-86 поступают на очистку в промывной скруббер Х-29.

Скруббер Х-29 выполнен в виде двух блоков, расположенных вдоль длинных сторон башни в верхней её части. В каждом блоке имеется по три параллельно работающие секции. Каждая секция имеет две ситчатые тарелки с отбойными элементами, над верхней тарелкой размещены четыре фильтрующих элемента.

Отработанный воздух и соковый пар поступает под промывные тарелки Х-29. На верхнюю тарелку каждой секции скруббера насосом Н-21 из бака Е-20 непрерывно подаётся закисленный раствор с массовой долей амселитры не более 25% и массовой концентрацией азотной кислоты 10-20 г/дм³. Закисление раствора необходимо для улавливания аммиака, содержащегося в воздухе.

Промывной раствор, пройдя тарелки скруббера, возвращается в бак Е-20, откуда насосом вновь подаётся в скруббер.

Массовая доля амселитры в растворе поддерживается за счёт непрерывного поступления в бак Е-20 слабого раствора с 3-их тарелок аппаратов ИТН. Сюда же поступает также раствор из промывателя Х-98.

Часть циркулирующего раствора амселитры непрерывно отводится из напорной линии насоса Н-21 в аппараты ИТН на переработку. Уровень в баке Е-20 регулируется автоматически клапаном LСУ10 подачей в бак конденсата сокового пара от напорной линии насосов Н-41. Кислотность раствора в баке Е-20 (рН не менее 1,1) поддерживается подачей азотной кислоты в скруббер Х-86.

Для измерения рН циркулирующего раствора на линии входа его в фильтр Ф-19 установлен рН-метр, минимальное и максимальное значение рН сигнализируется. Воздух после очистки на тарелках скруббера Х-29 проходит фильтрующие элементы из фильтрующий ткани ИПФА 1000Б/7 очищается до содержания амселитры не более 0,10 г/м³ и аммиака не более 0,05 г/м³ выбрасывается в атмосферу на высоте 73 м вентиляторами В-28, установленными по одному на каждую секцию скруббера. Одновременно вентиляторы В-28 служат для создания в гранбашне потока воздуха, охлаждающего гранулы амселитры.

Температура воздуха на выходе в каждый блок скруббера 1,2 ТI53 (50-90 °С) и на выходе из каждой секции 1-6ТI54 (30-70°С) контролируется в ЦПУ.

4.6. Вспомогательные стадии процесса.

4.6.1. Пароснабжение. Использование конденсата.

Насыщенный водяной пар, применяемый в производстве, получается в пароувлажнителе Х-42.

Перегретый пар давлением 1,4-1,6 МПа (14,0-16,0 кгс/см²) и температурой 220-250°С из заводской сети поступает по трубопроводу в цех, редуцируется до 1,2-1,4 МПа (12-14 кгс/см²) клапаном РСУ2, с помощью прибора РRСSА2 и подаётся в пароувлажнитель Х-42. Расход FQR15, температура ТI25 и давление РI12 перегретого пара регистрируется в ЦПУ.

Проходя через две колпачковые тарелки в пароувлажнителе, пар контактирует с конденсатом, поступающим из выпарного аппарата Т-10 и подогревателя воздуха Т-11, охлаждается и насыщается влагой и, с температурой 191-197°С, направляется в эти же аппараты для упаривания раствора аммиачной селитры и подогрева воздуха. Температура насыщенного пара на выходе из пароувлажнителя ТRSАh3 регистрируется, повышение до 200°С сигнализируется и подаётся импульс в схему блокировки №6.

Избыток парового конденсата из пароувлажнителя направляется в подогреватель аммиака Т-1, а из него в бак расширитель Е-43. Предусмотрена возможность выдачи парового конденсата в деаэраторы цеха №5.

Уровень в пароувлажнителе регулируется автоматически клапаном LСУ1 с помощью прибора LRСА1 с включением светозвуковой сигнализации при минимальном (400мм) и максимальном (900 мм) значении.

Для систем обогрева и пропарки аппаратов и трубопроводов I и II блоков предусмотрены два узла автоматического редуцирования насыщенного пара давлением 1,2-1,4МПа (12-14 кгс/см²) до давления 0,8МPа (8,0 кгс/см²) клапанами РСУ27 и РСУ30 с помощью приборов РRСА27 и РRСА30, отклонение давления на ± 0,05 МPа от заданного сигнализируется. Предусмотрено также редуцирование пара давлением 1,2-1,4 МPа до давления не более 0,35 МPа с помощью регулирующего вентиля для подогрева воздуха в подогревателях Т-38. Давление пара контролируется РI20.

Узлы редуцирования и трубопроводы перегретого пара снабжены предохранительными клапанами со сбросом пара через свечу в атмосферу.

Для пропарок аппаратов и трубопроводов раствора и плава амселитры предусмотрен стационарный подвод пара, кроме того, на каждой отметке агрегата на коллекторах пара имеются штуцера с вентилями для подсоединения шлангов, с помощью которых пар подаётся в аппараты и трубопроводы.

Паровой конденсат от линий обогрева аппаратов и трубопроводов также собирается в сборник Е-43, откуда насосом Н-44 откачивается в заводскую сеть, а частично используется на нужды цеха (подпитка Е-45, подача конденсата в аппараты при срабатывании блокировок I-II источник).

Уровень в сборнике Е-43 LRCA2 регулируется автоматически клапаном LСУ2, установленным на линии конденсата в заводскую сеть.

Если конденсат из системы обогрева загрязнён амселитрой или аммиаком, то его можно направить в промливневую канализацию или ёмкость Е-45.

Для обеспечения подачи парового конденсата в аппараты ИТН, выпарной аппарат и баки Е-15, Е-6 при срабатывании соответствующих блокировок установлен бак Е-96. Конденсат из бака Е-43 насосом Н-44 непрерывно подаётся в бак Е-96 и по переливу возвращается в бак Е-43.

Для обеспечения нормальной работы УРП требуется паровой конденсат давлением 0,6-0,8 МПа (6-8 кгс/см²) и температурой 30-50 °С. Для этого часть конденсата давлением 1,2-1,4 МПа (12-14 кгс/см²) после подогревателя Т-11 охлаждается в холодильнике Т-89 оборотной водой, очищается от механических примесей на фильтре Ф-90, редуцируется до 0,6-0,8 МПа (6-8 кгс/см²) и направляется в ячейки УРП.

Давление конденсата после холодильника Т-89 стабилизируется автоматически РRСА32, повышение и понижение давления сигнализируется. На случай загрязнения конденсата предусмотрен подвод химочищенной воды. Температура ТR38, расход FОR25 и рН конденсата рНR7 контролируется в ЦПУ.

4.6.2. Сбор и переработка слабых растворов амселитры.

Для приёма растворов и плава амселитры при дренировании аппаратов и трубопроводов, а также при переливах из баков Е-15, Е-20, Е-45, Е-31, гидрозатвора Р-13 установлен дренажный бак Е-6, из которого раствор амселитры погружным насосом Н-7 перекачивается в хранилище Е-8.

Уровень в баке Е-6 LRSА5 регистрируется, минимальный и максимальный уровни сигнализируется. Предусмотрено автоматическое включение насоса Н-7 при достижении максимального уровня и остановки насоса Н-7, при достижении минимального уровня в баке Е-6 (блокировка №16).

Хранилище Е-8 предназначено для приёма растворов амселитры с пониженной массовой долей NH₄NO₃, образующихся при налаживании технологического режима в период пуска аппаратов ИТН. Кроме того, в хранилище поступает раствор с узла растворения некондиционной амселитры, слабый раствор амселитры из цеха МЗА, а также раствор и плав амселитры при дренировании аппаратов и трубопроводов агрегата.

При кратковременном прекращении подачи плава на грануляторы (10-15 мин.) для устранения мелких неисправностей плав амселитры из бака Е-23 по переливу поступает в хранилище Е-8.

При кратковременной остановке выпарного аппарата Т-10 аппараты ИТН не останавливаются, раствор поступает в хранилище Е-8 по переливу донейтрализатора Р-97. Из хранилища Е-8 раствор амселитры насосом Н-9/1,2 подаётся на переработку в аппараты ИТН или, при низкой концентрации раствора амселитры, – на установку упаривания слабых растворов.

Для обеспечения концентрации раствора амселитры на выходе из аппарата ИТН не менее 89% NH₄NO₃ раствор амселитры из хранилища Е-8 насосом Н-9/1,2 подаётся в напорный бак Е-100, работающий под постоянным переливом в хранилище Е-8. Из напорного бака Е-100 раствор амселитры с постоянным напором подается в трубное пространство выпарного аппарата Т-101 на упаривание. Предусмотрено изменение и автоматическое регулирование расхода раствора амселитры клапаном FRC-27. Поднимаясь по трубкам выпарного аппарата Т-101, раствор нагревается за счет тепла пара Р=8-12 кгс/см², подаваемого в межтрубное пространство, и образующаяся парожидкостная эмульсия поступает в верхнюю часть аппарата – сепаратор С-102, где происходит её разделение на раствор и соковый пар. Раствор после сепаратора концентрацией 80-92% NH₄NO₃ и температурой 100-165°С поступает в донейтрализатор Р-4, где смешивается с раствором амселитры из аппаратов ИТН. Предусмотрена также возможность подачи раствора амселитры после сепаратора С-102 в хранилище Е-8, а не в донейтрализатор Р-4, в случае необходимости постепенного повышения концентрации раствора амселитры в хранилище Е-8. Температура раствора после сепаратора С-102 контролируется, предусмотрена возможность её регулирования с помощью изменения количества подаваемого пара. Паровой конденсат из межтрубного пространства выпарного аппарата Т-101 поступает в сборник парового конденсата Е-43. Расход пара измеряется и регистрируется. Предусмотрена возможность выдачи парового конденсата в цех №5.

Соковый пар после сепаратора С-102 поступает в общий коллектор сокового пара и поступает на очистку в промывной скруббер Х-29.

Раствор в хранилищах должен быть щелочным, массовая концентрация свободного аммиака в растворе 0,1-0,5 г/дм³ (рН=4,4-5,3). Для поддержания щелочной среды периодически осуществляется циркуляция раствора насосом Н-9 через донейтрализатор Р-99 с подачей в него аммиака. Подача аммиака осуществляется дистанционно клапаном НСУ24.

Уровень в хранилище Е-8 контролируется LRA7, минимальный и максимальный уровни сигнализируются. Температура раствора в хранилище Е-8 контролируется ТR14-1,2, и не должна превышать 150 °С. Массовая доля амселитры в растворе условно принята не более 90% NH₄NO₃. Для разбавления раствора при высоких температурах предусмотрена подача в хранилище химочищенной воды.

4.6.3. Приготовление промывного раствора.

При работе на магнезиальной добавке необходимо регулярно проводить проверку чистоты отверстий провальных тарелок нижней части выпарного аппарата и теплообменной поверхности трубчатки, т.к. при упаривании растворов с добавкой возможно выпадение нерастворимого осадка. Это приводит к ухудшению процесса упаривания, снижению массовой доли аммиачной селитры в плаве, а также может привести к зарастанию отверстий тарелок и заливу раствором выпарного аппарата.

Эффективным контролем чистоты выпарного аппарата является контроль давления воздуха, подаваемого в аппарат и массовой доли амселитры в плаве на выходе из аппарата. Для промывки выпарного аппарата от нерастворимого осадка применяется азотная кислота массовой долей 15-25% HNO₃, которая готовится в баке Е-57. Бак Е-57 заполняется примерно на 2/3 объёма химочищенной водой, затем проводится циркуляция воды насосом Н-53 с одновременным дозированием в бак азотной кислоты массовой долей 58 % до получения промывного раствора с массовой долей азотной кислоты 15-25 %. Температура раствора 80 °С. Приготовленный промывной раствор насосом Н-58 из бака Е-57 подаётся на верхнюю трубную решётку выпарного аппарата, проходит по трубкам и тарелкам аппарата и возвращается в бак Е-57, т.е. осуществляется циркуляция раствора через выпарной аппарат.

После окончания промывки раствор из бака Е-57 насосом Н-58 подаётся в ёмкость Е-3 отделения приготовления магнезиальной добавки (к.604), где используется.

4.6.4. Сбор загрязнённых растворов и аварийных проливов.

При эксплуатации агрегата имеют место аварийные проливы растворов аммиачной селитры и азотной кислоты, которые получаются при нарушении герметичности аппаратов, фланцевых соединений, арматуры, трубопроводов или при ремонтных работах. Для сбора аварийных проливов и загрязнённых ливневых вод из отделений нейтрализации и грануляции установлена ёмкость Е-69. При аварийных проливах растворов амселитры и азотной кислоты на стадиях нейтрализации, упаривания и гранулирования предусмотрен их сбор в поддоны с траповой канализацией, откуда самотёком проливы отводятся в ёмкость Е-69. Проливы из приямка насосной и поддонов хранилищ Е-8, Е-34, баков Е-20, Е-45, ёмкости Е-69, приямка ёмкости Е-6 откачиваются насосом Н-58 в ёмкость Е-69. Закисленные стоки насосом Н-58 откачиваются в отделение приготовления магнезиальной добавки (к.604) для использования. Предусмотрена откачка нейтральных или слабощелочных стоков в заводскую систему химзагрязнений канализации.

4.6.5. Продувка аппаратов и трубопроводов.

Для вытеснения воздуха из аппаратов и трубопроводов перед подачей в них газообразного аммиака, а также для продувки аппаратов и трубопроводов от аммиака после их остановки предусмотрена разводка продувочного азота давлением не менее 0,2 МПа (2 кгс/см²). Для продувки аппаратов и трубопроводов при подготовке их к ремонту предусмотрена разводка сжатого воздуха давлением не менее 0,4 МPа (4 кгс/см²).

На каждой отметке агрегата на коллекторах (стояках) азота и воздуха имеются штуцера с вентилями для подсоединения шлангов с быстросъёмными соединениями, с помощью которых азот подаётся в аппараты и трубопроводы. Продувочные газы через воздушники аппаратов Р-4, Р-13, Р-97, Р-99 поступают в атмосферу через скруббер Х-29.

4.6.6. Снабжение воздухом для КИПиА.

Для создания запаса воздуха питания КИПиА в агрегате установлен ресивер Е-74. Запас воздуха обеспечивает нормальную работу приборов и автоматических систем в течение одного часа в случае выхода из строя внешних сетей воздуха. Из ресивера воздух направляется в распределительный пункт автоматики (РПА) и местные редуцирующие устройства агрегата. Для питания приборов в ЦПУ и управления пневмоклапанами из ЦПУ воздух в РПА редуцируется до 0,14 МPа (1,4 кгс/см² ) с помощью двух клапанов РСУ9-1,2, один из которых является резервным.

Контроль за давлением воздуха для КИПиА осуществляется на вспомогательном щите на ЦПУ. Давление воздуха регулируется автоматически РRСАl 9, понижение давления до 0,135 МPа (1,35 кгс/см²) сигнализируется. Предусмотрена также сигнализация падения давления воздуха КИПиА в заводской сети (МЦК).

4.6.7. Приготовление раствора амселитры для цеха МЗА, перекачка его в корп. 401. Приём слабого раствора амселитры из цеха медицинской закиси азота.

Для производства медицинской закиси азота часть раствора амселитры отбирается на выходе из аппаратов ИТН и поступает в хранилище раствора амселитры для цеха МЗА Е-34/1*.

Уровень в хранилище Е-34/1 (LRA11) контролируется, минимальный и максимальный уровни сигнализируются, температура в хранилище контролируется ТR 23-1,2 и не должна превышать 150°С.

Для исключения попадания раствора магнезиальной добавки в хранилище Е-34/1 предусмотрена подача её в донейтрализатор Р-4. При работе двух аппаратов ИТН, при необходимости повышения концентрации раствора амселитры на входе в выпарной аппарат Т-10 имеется возможность подачи раствора магнезиальной добавки в один из аппаратов ИТН Р-31,2, при этом заполнение хранилища Е-34/1 ведётся раствором амселитры без магнезиальной добавки из другого аппарата ИТН.

Для обеспечения необходимого качества раствора амселитры для цеха МЗА (84-88) % NН₄NО₃, предусмотрена возможность подачи в хранилище Е-34/1 для разбавления парового конденсата от насоса Н-44/1,2 или конденсата сокового пара от насоса Н-41/1,2, а также циркуляция раствора амселитры с помощью центробежного насоса Н-95/1,2 через гидрозатвор Р-99. В гидрозатвор Р-99 предусмотрена дистанционная подача газообразного аммиака (НСУ24) для нейтрализации при необходимости избыточной кислотности раствора амселитры.

Контроль за средой и концентрацией раствора амселитры в хранилище Е-34/1 осуществляется аналитическим путём. По мере необходимости раствор амселитры из хранилища Е-34/1 центробежным насосом Н-95/1,2 (Q = 12,5 м³, Н = 88 м.ст.ж.) перекачивается по межцеховым коммуникациям в цех МЗА(к. 401).Объемный расход выдаваемого раствора FIR 28/1 и температура TIR 28/1 регистрируется на ЦПУ. Приём слабого раствора амселитры из цеха МЗА не производится согласно регламента цеха МЗА.

*Примечание: при отборе раствора амселитры в хранилище Е-34/1 срабатывание раствора из хранилища Е-8 через этот аппарат ИТН запрещается.

Для учета количества раствора выдаваемого на линии РАС 84-88% в цех МЗА установлен индукционный расходомер.

Поиск по сайту: