SU46559A1 - Способ получени азотнокислого аммони - Google Patents

Description

Существующие старые способы производства аммиачной селитры обычно состо т из трех отдельных операций: 1) реакционного процесса - соединени  аммиака с азотной кислотой в жидкой фазе, причем получаетс  водный растьор аммиачной селитры за счет водного остатка азотной кислоты, 2) упарки раствора селитры под нормальным давлением или в вакуум-аппарате и 3) кристаллизации селитры из полученного плава. Перечисленные процессы требуют применени  громоздкой и сложной аппаратуры , изготовленной из дорогих металлов и сплавов, стойких по отнощению к азотной кислоте и аммиаку. Обычно аппаратура, трубопроводы и насосы дл  зтого производства изготовл ютс  из не ржавеющей стали, алюмини  и алюминиевых сплавов. Составл ющий предмет насто щего авторского свидетельства способ получени  аммиачной селитры или других аммиачных солей и их смесей состоит из следующих операций: 1) распыла кислот в атмосфере смеси аммиака й подогретого до 100-130° атмосферного воздуха, подаваемыхв распылительный аппарат, сверху вниз по принципу парал-лельного тока; 2) пневматической непрерывной выгрузки из распылительной камеры высушенной пылевидной соли отход щими из этой камеры газами в ее нижней части; 3} промежуточного « сухого пылеосаждени  соЛи из отход щих . газов перед их „донейтрализацией и перегрузки осажденной пыли в трубу пневматического транспортера; 4).донайтрализации и окончательного обеспыливани  выход щих из сухого пылеуловител  газов в мокром скруббере, орощаемом циркулирующим в нем раствором кислот | и соли; 5} возврата на распыление отработавшего в скруббере раствора после накоплени  в нем растворенных солей до определенной комцентра ции. Изображенна  на прилагаемом чер- j теже установка дл  получени  аммиа .чной селитры и другмх аммиачных солей описанным газофазным способом состоит из следуЮ1Дих деталей: 1) сбор ника кислоты /, в который она подаетс  непрерывно или периодически, 2) насоса 2, Подающего кислоту в напорный бак 3, служащий дл  регулировани  напора , а следовательно и скорости подачи жидкости на распылительные Дискй и в сборник 24, обслуживающий скруббер 20, 3) испарител  аммиака /( если последний подаетс  в жидком виде. Если же аммиак подаетс  в газообразном состо нии при температуре 20, под давлением 4-5 атм., то испари1ель /О е примен етс , 4) калориферов дл 

подогрева воздуха (на чертеже не показанных ), 5) реакционного аппарата 7, в котором происходит реакци  аммиака с распыленной кислотой, упарка частиц за счет теплоты реакции, кристаллизаци  и сушка их в атмосфере газовой смеси, содержащей в преобладающем количестве предварительно подогретый воздух,

6) промежуточного сухого пылеуловител  15, соединенного через турникет 16 с пневматическим транспортером сухой соли /7-18, 7) мокрого скруббера 20, в котором происходит улавливанне избытка аммиака и окончательное мокрое пылеулавливание из отработанной газовой смеси.

Наиболее важной частью оборудовани  установки  вл етс  предлагаемый новый реакционный аппарат 7, отличающийс  от известных дисковых распылительных сушилок как по принципу действи , так и по устройству распылительного механизма.|

В известных распылительных дисковых сушилках распыление прЪизводитс  только в одной горизонтальной плоскости поперечного сечени  аппарата одним или несколькими дисками, имеющими в большинстве нижний привод. Удаление соли из аппарата производитс  устроенным в его дннще скребковым механизмом. Сушильные газы, в известных распылительных сушилках обычно движутс  снизу вверх, по принципу противотока , унос  из сушилк до 25% высушенного продукта.

Предлагаемый распылительный аппарата состоит из цилиндрического герметически закрытого корпуса 7 большого диаметра с верхней плоской крышкой и конический днищем, переход щим в трубу 14, через которую производитс  пневматическа  выгрузка продукта отход щими газами. Рабочие газы подаютс  а аппарат по трубе 13 и, двига сь по нему сверху вниз по принципу параллельного тока вместе с высушиваемыми частицами продукта, удал ют из аппарата весь продукт, транспортиру  его по трубе 14. Если при этом происходит реакци  распыленных частиц с компонентом тазовой смеси, выдeл юцia  количество тепла, достаточное дл  испарени  растворител , то быстро образующиес  пары последнего устремп ютс  вверх,

в противоток газам и таким образом происходит энергичное перемешивание газообразной смеси. Достига  крышки распылительной камеры, пары растворител  снова вытесн ютс  давлением подводимых газов сверху вниз, быстро диффундиру  и смешива сь с этими газами . Распылительный механизм предлагаемого аппарата состоит из верхнего, укрепленного на его крышке, электрического или паро-турбинного привода 9 с центральным подвесным дисковым валом 52. Привод сообщает валу 32 скорость 12-15 тыс ч оборотов в минуту .

Так как при дисковом распылении требуетс  большой диаметр распылительной камеры (до 5 метров), высота же ее мало используетс  и делаетс  небольшой и, так как .частицы далеКо отбрасываютс  диском на периферию и сушка их происходит главным образом не по высоте аппарата, а в плоскости распыла, то дл  повышени  производительности аппарата, полноты реакции и повышени  влагонасыщени  отработавших газов автором применен принцип многоплоскостного распыла. т. е. распыла жидкости в нескольких вместо одного горизонтальных сечени х аппарата по его высоте. Дл  этого подвесной вал распылител  снабжен несколькими распылмвающимн дисками 8, укрепленными на нем через некоторый интервал . При таком принципе устройства распылительного механизма возможно при общей большой производительности всех дисков, кроме улучшени  орошени , значительно понизить рабочую нагрузку каждого отдельного диска распыливаемой жидкостью и этим путем получить большую дисперсность распыла.

Схема действи  установок предлагаемого газофазного способа получени  аммиачной селитры и других солей с использованием теплоты реакции состоит в следующем: нз сборника / кислота насосом 2 непрерывно подаетс  в напорный бак 3, причем насос 2 имеет подачу кислоты, превышающую ее потребление из бака 3. Дл  автоматического регу лировани  посто нства напора кислоты При ее подаче на распылительные диски н в сборник 24 бак 5 снабжен переливной трубой 4, отвод щей избы

-.,V -

ток кислоты обратно в сборник /. Из бака 3 кислота через вентиль 5 по трубе б поступает в разветлениё питающих диски трубок 29 и оттуда поступает на распылительные диски 8. Газообразный аммиак под давлением 4-5 атм. при температуре около 20° по трубе //через эжектор 12 подаетс  по трубе 13 в аппарат 7, в верхней его части. При этом он в эжекторе засасывает предварительно подогретый калорифером воздух и нагнетает его в распылительную камеру. Так как на подогрев потребного количества воздуха до 100-130° требуетс  не более 100 кг пара низкого давлени , на 1 тонну сухой селитры, т. е. в 10-15 раз меньше, чем в установках без использовани  теплоты реакций, то в виду наличи  такого пара на каждом заводе дл  целей отоплени , следует считать более простым и выгодным примен ть дл  подогрева воздуха вод ной пар, а не отход щую из распылительного аппарата смесь газов.

Нагнетание воздуха в распылительный аппарат может также производитьс  отдельным вентил тором. Давление газов в распылительной камере поддерживаетс  таким, чтобы оно было достаточным дл  преодолени  сопротивлений пылеуловител  15 и мокрого скруббера 20, при скорост х газов в трубопроводах 15-20 м/сек. Прореагировавшие в распыленном состо нии и высушенные частицы продукта из распылительного аппарата 7 унос тс  отход щими газами по трубе /4 в сухой пылеуловитель /5, который в простейшем виде может быть обычным циклоном или герметичным рукавным фильтром. Из пылеуловител  /5 осажденный на 98-99% сухой продукт через турникет /5 непрерывно выгружаетс  и передаетс  в трубу пневматического транспортера /7, по которой он подаетс  в склад. Обеспыленные газы и вод ные пары из пылеуловител  /5 по трубе /Р поступают в мокрый скруббер 20 с кварцевой или керамической насадкой, непрерывно орошаемой сверху раствором кислоты и улавливаемых солей. В этом скруббере из отход щих газов кислотой улавливаетс  не прореагировавший в реакционном аппарате избыточный аммиак, производитс  оконча ,L

тельное обеспыливание этих газов мокрым способом, после чего они из скруббера уход т в атмосферу. Дл  непрерывного орошени  кислотой поглотительной колонны-скруббера 20 и регулировани  ее работы она снабжена сборником 24 и циркул ционным насосом 25.

Так как запыленность и содержание аммиака в газах, подвергаемых мокрой обработке в колонне 20, сравнительно с установками других систем, в предлагаемом способе очень невелика, то при достаточной емкости сборника 24, одновременно служащего и гидравлическим затвором дл  колонны 20, возврат на распылейие уловленного из газов продукта и аммиака в виде раствора данной соли с избытком кислоты, а также добавка в сборник 24 свежей кислоты может производитьс  периодически, например , один раз в сутки. Дл  этого необходимо помещенным в сборнике 24 ареометром ЗГ контролировать повышение концентрации циркулирующего в колонне раствора, которое происходит за счет пылеулавливани  и Нейтрализации кислоты аммиаком. Например, когда удельный вес раствора в сборнике 24 станет равным 1,35-1,4, открывают вентиль 27 и, прикрыв вентиль 26, перекачивают этот раствор в напорный бак 3, откуда он вместе со свежей кислотой поступит в распылительный аппарат. Взамен откачанного раствора сборник 24, открыв вентиль 28, наполн ют свежей кислотой, после чего возобновл ют циркул цию кислоты в колонне до нового наступлени  предела ее нейтрализации и насыщени  пылью. Так как все установки предлагаемого способа работают непрерывно , то более правильно и удобно добавку свежей кислоты на орошение колонны 20, а также и возврат из нее уловленных продуктов в распылительный аппарат, осуществить в виде непрерывного процесса. Дл  этого достаточно из напорного бака 3 свежую кислоту подЬестн и непрерывно подавать не а сборник 24, а непосредственно в брызгалку 2/ и отработавшую в колонне кислоту из сборника 24 непрерывно откачивать насосон 25 обратно в напорный бак 3; в этом случае всасывающа  труба на coca 25 дл  образовани  гидравлического затвора колонны должна питатьс 

. , через U-образный трубчатый затвор этой колонны; при наличии бака 24 она должна всасывать из иего раствор через переливную трубу 35При таком способе непрерывного обмена кислоты и образовавшихс  в колонне раствора и непрерывного возврата последнего в процесс работа реакционного аппарата может быть более точно и легко отрегулирована и устран ютс  резкие колебани  теплового процесса, возможные при периодически сильном разбавлении кислоты возвращаемым раствором соли. Следует заметить , что циркулирующа  в скруббере 20 и непрерывно возвращаема  на распыление кислота подогреваетс  в этом скруббере в противотоке газов, приблизительно до температуры точки росы отработавших газов 85°, что  вл етс  полезным дл  процесса сушки и повышени  теплоиспользовани  теплового эффекта реакции. В случае получени  комбинированных солей, например, селитры Лейна, дл  этого достаточно одновременно распыливать, в известном соотношении количеств, несколько кислот, например, азотную и серную. Подача кислот в распылительный аппарат регулируетс  при помощи вентил  5 и при наличии автоматической регулировки уровн  в баке 3 может оставатьс  всегда посто нной до тех пор, пока намеренно вентилем 5 не измен т режима работы установки. Таким образом периодическому контролю и, если необходимо, регулировке должна подвергатьс  только подача аммиака, если его давление при поступлении в распылительный аппарат подвержено значительный колебани м. О взаимном соответствии подачи в распылительный аппарат обпнх реагирующих компонентов суд т по показани м изображенных на чертеже приборов, представл ющих собою измерители расходов газа и жиокости при помощи диаграммы и .кольцевых весов. При наличии на заводе нескольких реакционных аппаратов они могут быть Оборудованы одной общей установкой дл  подачи кислоты, одной общей установкой аппаратов промежуточного сухого пылеосаждени  и общин скруббером дл  окончательного обеспыливани  и улавливани  аммиака из отработавших газов, а также и одним общим пневматическим транспортером дл  подачи сухого пылевидного продукта в склад. Как видно из описани , вспомогательное оборудование реакционно-распылительных аппаратов при таком способе пневматической передачи и транспорта сухой соли значительно упрощаетс , дает возможность создавать полную герметичность и безопасность работы установок, причем упрощаетс  ремонт транспортеров , состо щих только из трубопроводов и одного или нескольких вентил торов. Дальность подачи соли в склад, без опасности ее отсырени  и слеживани  до упаковки в тару, при этом может быть гораздо больше, чем при других «. видах внутризаводского транспорта. Пневматический транспорт сыпучих тел из складов в завод и обратно в последнее врем  принимает широкое и успешное распространение. Он очбнь удобен дл  герметической передачи взрывчатых веществ, например, порохов. Поэтому он будет очень удобен и дл  транспортировани  селитры из завода в склады. Предмет изобретени . 1.Способ получени  азотнокислого аммони  с применением распылени  кислоты в реакторе-сушилке при помощи нагретых аммиак содержащих газов, отличающийс  тем, что прореагировав шие газы используют дл  переноса об-: разовавшегос  в реакторе продукта в циклонный сепаратор. 2.Прием выполнени  способа, означенного в п. 1, отличаюшийс  тем, что потйк газа после циклона направл ют л  промывки в мокрый скруббер. 3.Применение при осуществлении способа по пп. 1 и 2 дл  распылени  кислоты дисковых распределителей, укрепленных иа вертикально помещениом валу.