Cпособ производства сульфата аммония

01 5/00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА СУЛЬФАТА АММОНИЯ(71) Заявитель Гродненское ордена Дружбы народов производственное объединение Азот им. С.О. Притыцкого(73) Патентообладатель Гродненское ордена Дружбы народов производственное объединение Азот им. С.О. Притыцкого(57) 1. Способ получения сульфата аммония, включающий кристаллизацию и сепарацию кристаллов сульфата аммония из раствора, нанесение на кристаллы модифицирующей добавки, их сушку и охлаждение, отличающийся тем, что модифицирующую добавку наносят потоком нагретого инертного газа, например воздуха, при этом добавку и кристаллы приводят в тепловое равновесие, а сами кристаллы - в фонтанирующее состояние. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что модифицирующую добавку, содержащую поверхностноактивные вещества, наносят после предварительной сушки кристаллов. 1634 1 Изобретение относится к процессам химической технологии и может использоваться при получении минеральных удобрений, модифицированных различными добавками, например, при производстве сульфата аммония с добавками церия и тория, микроэлементов, гуматов, сульфонатов и др. Известен способ получения сульфата аммония, включающий кристаллизацию и сепарацию кристаллов сульфата аммония из раствора, их сушку и охлаждение 1. Недостатком известного способа являются низкие агрофизические свойства удобрения, что обуславливает быстрое растворение удобрения (из-за отсутствия добавок, замедляющих этот процесс) и преждевременный вывод его с влагой из верхних слоев почвы. Известен способ получения сульфата аммония, выбранный в качестве прототипа изобретения, включающий кристаллизацию и сепарацию кристаллов сульфата аммония из раствора, нанесение на кристаллы модифицирующей добавки, их сушку и охлаждение 2. Недостатком способа является невысокая производительность процесса из-за разрушения части кристаллов, которые выводятся из процесса и представляют необратимую потерю продукта. Причина состоит в том, что при нанесении добавки на кристаллы в условиях существенной разности температур между ними в кристаллах создаются остаточные внутренние напряжения, повышающие его хрупкость, поэтому при последующих внешних воздействиях (турбулентных пульсациях газа в сушилке кипящего слоя, при пересыпке продукта и др.) происходит разрушение кристаллов. Задача, решаемая изобретением - повышение производительности процесса выпуска сульфата аммония с модифицированными добавками за счет увеличения механической прочности кристаллов. Сущность изобретения заключается в том, что в известном способе получения сульфата аммония, включающем кристаллизацию и сепарацию кристаллов сульфата аммония из раствора, нанесение на кристаллы модифицирующей добавки, их сушку и охлаждение, модифицирующую добавку наносят потоком нагретого инертного газа, например воздуха, при этом добавку и кристаллы приводят в тепловое равновесие, а сами кристаллы - в фонтанирующее состояние. Модифицирующую добавку, содержащую поверхностно-активные вещества, наносят после предварительной сушки кристаллов. Существенность отличий изобретения от известных решений в том, что при нанесении добавки на кристаллы они находятся в состоянии теплового равновесия друг с другом. Это исключает возникновение температурных напряжений в кристалле и не приводит к дроблению кристаллов на последующих технологических операциях, что повышает производительность процесса. Так как кристаллы приводят инертным газом в фонтанирующее состояние, то имеют место интенсивные пульсации газокристаллической смеси, что устраняет слипание обработанных кристаллов друг с другом, обеспечивая необходимое качество продукта. Нанесение добавки, содержащей поверхностно-активные вещества, после предварительной сушки кристаллов обеспечивает получение продукта с заданной влажностью, которая регламентируется и является одним из показателей качества продукта. Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг. 1 показана схема производства сульфата аммония с добавкой, содержащей ПАВ на фиг. 2 - схема производства сульфата аммония с добавкой без ПАВ. Схема содержит кристаллизатор 1, центрифугу 2 с выходом кристаллов на загрузочный транспортер 3, выведенный в загрузочный бункер 4, закрепленный непосредственно на контактном аппарате 5. Контактный аппарат 5 содержит мелкоячеистую сетку 6 и установленные последовательно секции 7 - сушки кристаллов,8 - перевода кристаллов и модифицирующей добавки в тепловое равновесие с инертным газом, 9 - обработки кристаллов добавкой, 10 - досушивания кристаллов и 11 - охлаждения кристаллов. Выход газа из секций 7-11 объединен в коллектор 12 и выведен в газоочистной аппарат 13, который может быть выполнен в виде насадочного или турбулентного промывателя. Сбоку на секции 11 закреплено разгрузочное устройство 14 для вывода кристаллов из контактного аппарата 5, под ним установлен транспортер 15 для передачи кристаллов на склад 16. Линия подачи инертного газа в контактный аппарат 5 содержит газодувку 17 и подогреватель 18, который может быть выполнен в виде парового кожухотрубного конденсатора. Регулирование подачи горячего газа в секции 7-10 и холодного в секцию 11 производится клапанами 19 и 20. Линия подачи модифицирующей добавки содержит емкость приготовления добавки 21, насос 22, переключающиеся фильтры 23, змеевиковый участок 24 и смеситель 25. Змеевиковый участок может размещаться как под сеткой 6, так и над ней, а смеситель 25 - на выходе секции 9 и по высоте может быть заглублен в слой кристаллов или над ним. В смеситель 25 выведена перемычка 26 для подачи горячего газа из зоны под сеткой 6. Смеситель 25 может быть выполнен в виде пневмофорсуночного или эжекторного распылителя. Газ в смеситель 25 может подаваться от внешнего источника энергии (компрессора) при обязательном подогреве его до температуры газа, поступающего в секции 7-10. Примеры реализации способа. 2 1634 1 Пример 1. Способ производства сульфата аммония с модифицирующей добавкой, содержащей ПАВ. Из кристаллизатора 1 поток маточного раствора с кристаллами сульфата аммония поступает в центрифугу 2, где происходит центробежное отделение жидкости от кристаллов, которые поступают на загрузочный транспортер 3 и затем в бункер 4 в количестве 18000 кг/ч с содержанием влаги 2,5 (мас.) и температурой 20 С. Из бункера 4 кристаллы поступают в секцию 7 и приводятся во взвешенное фонтанирующее состояние инертным газом - воздухом от газодувки 17, предварительно подогретым до температуры 78 С в подогревателе 18. При этом относительная влажность воздуха снижается до 3, влагосодержание соответствует значению - 0,009124 кг воды/кг сухого газа, а расход в секцию 7 составляет 30000 нм 3/ч. В секции 7 происходит тепловое удаление влаги из кристаллов (сушка) в результате процесса адиабатического испарения влаги с поверхности кристаллов. Процесс испарения протекает на поверхности кристаллов при температуре мокрого термометра, равной для данных условий 36 С до остаточного влагосодержания - 0,2(мас.). После процесса сушки кристаллы поступают в секцию 8, где контактируют с воздухом, нагретым до 78 С, и нагреваются до его температуры. Модифицирующая добавка в виде 40-го водного раствора диспергатора НФ готовится в емкости 21, насосом 22 перекачивается в количестве 42 л/ч через фильтр 23, где очищается от механических загрязнений, проходит змеевиковый участок 24, на котором происходит интенсивный рекуперативный теплообмен между горячим воздухом и добавкой, что приводит к выравниванию их температур. Полное выравнивание температур происходит в пневмофорсуночном смесителе 25 путем подачи 260 нм 3/ч воздуха с температурой 78 С по перемычке 26. Из смесителя 25 добавка выходит в распыленном мелкодиспергированном виде и эффективно осаждается на фонтанирующих кристаллах, благодаря высокой относительной скорости движения кристаллов и добавки в секции 9. Обработанный продукт приобретает светложелтый цвет и поступает в секцию 10, где происходит сушка кристаллов до остаточного влагосодержания 0,2 (мас.), аналогично как в секции 7. После сушки кристаллы направляются в секцию 11, где охлаждаются холодным воздухом до температуры 25 С и через разгрузочное устройство 14 выводятся из контактного аппарата 5 на ленточный транспортер 15, посредством которого обработанные кристаллы перемещаются на склад 16 для отгрузки потребителю. Газ, выходящий из секций контактного аппарата 5 и содержащий пыль сульфата аммония, объединяется в коллекторе 12 в единый поток с температурой 54 С, запыленностью около 110 мг/нм 3 и расходом 85000 нм 3/ч, после чего поступает на очистку от пыли в циклонно-пенный аппарат 13 с циркуляционной системой орошения (на чертеже не показана) и, очищенный до (4-8) мг/нм 3, выбрасывается с температурой 28 С в атмосферу. В таблице приведены основные сопоставительные показатели процесса при использовании различных модифицирующих добавок. Отсюда видно, что в изобретении изменения дисперсного состава не происходит,что также подтверждается существенно более низкими значениями запыленности выхлопного газа перед очисткой, а следовательно значительно меньшей потерей продукта при обработке. Пример 2. Способ производства сульфата аммония с модифицирующей добавкой без ПАВ. Осуществляется по двум вариантам первый - аналогично как в примере 1, второй - без процесса сушки,проводимого в секции 7. Энергозатраты процесса и качество конечного продукта получаются в обоих вариантах одинаковыми, т.к. отсутствие в добавке ПАВ исключает образование на поверхности кристаллов гидрофобной пленки, препятствующей испарению влаги с поверхности кристаллов в процессе их сушки. 1634 1 Таблица Способ производства сульфата аммония Расход (температура) в зоне обработки Наименование добавки Диспергатор НФ 40-й Полигликоль 30-й Гидрогумат 10-й сульфата аммо ния т/ч 18(64) 10(84) 18(78) 10(27) 15(72) 8(84) 15(81) 8(36) 16(67) 10(84) 16(75) 12(41) добавки газа для смешения л/ч 186(28) 103(57) 42(78) 21(27) 134(37) 81(46) 33(81) 18(36) 82(33) 28(63) 39(75) 26(41) Отношение температур кристаллов и добавки 2,3 1,47 1,0 1,0 1,95 1,8 1,0 1,0 2,03 1,3 1,0 1,0 Фиг.2 оставитель А.Ф.Фильченкова Редактор В.Н. Позняк Корректоры А.М. Бычко С.А. Тикач Заказ 2412 Тираж 20 экз. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66. Относит. Запыленизмененость газа ние раз после меров контактного кристаллов аппарата