Описание схемы (Узел грануляции)

Раствор карбамида с установок синтеза и переработки концентрацией 99,6%, с температурой не более 1420С насосами поз. 133-1, 2, 3, 4 подается в емкость-усреднитель поз. 602. Так же в емкость-усреднитель насосом поз. 652А, В из системы пылеулавливания после сепаратора поз. 651 подается упаренный раствор карбамида с расходом не более 5,0 мЗ/ч, температурой не более 1100 С и давлением не более 0,7 МПа.

Смешанный в емкости-усреднителе поз. 602 раствор карбамида с концентрацией приблизительно 98,5% насосом поз. 601 А,В под давлением в пределах 0,8+1,3 МПа (8+13 кгс/см2) подаётся во внешний распределительный коллектор гранулятора поз. 601, от которого далее в 12 распределительных встроенных коллекторов для подачи раствора к форсункам. Давление во внешнем коллекторе поддерживается с помощью регулирующего клапана поз. 607, установленного на линии подачи раствора карбамида насосом поз. 601 А, В в гранулятор. Один распылительный коллектор обслуживает от 5 до 6 форсунок. В зависимости от производительности (25-110%) возможно отключение части форсунок гранулятора с помощью ручных трехходовых клапанов. На линии сброса с внешнего коллектора раствора карбамида гранулятора поз. 601 установлен запорно-регулирующий клапан поз. 601 для сброса раствора карбамида при повышении уровня свыше 76% в емкости-усреднителе поз. 602 через трехходовой клапан поз. 604 в емкость-накопитель поз. 652. На линии сброса с внешнего коллектора раствора карбамида гранулятора поз.601 установлен запорно-регулирующий клапан поз. 602 для прогрева и промывки трубопровода при пуске узла и при повышении давления во внешнем коллекторе свыше 1,4 МПа для сброса раствора из коллектора карбамида в емкость-растворитель поз.601 при остановке гранулятора.

Гранулятор поз. 601 представляет собой прямоугольный аппарат, состоящий из трех частей: нижнего короба - камеры «фонтанирующего» воздуха, среднего короба - камеры «кипящего» воздуха, верхнего короба - камеры фонтанирования.

В верхнем коробе по сечению решетки в шахматном порядке распределены 66 «фонтанирующих» зон, в центре которых установлены четырехсопловые форсунки для распыления раствора карбамида на поверхность затравки. Конструкция решетки обеспечивает, как поддержание режима «кипения», так и поступательное движение продукта вдоль гранулятора от торца, в котором расположена течка для приема затравки, до торца, в котором расположены устройства для выгрузки гранул.

Раствор карбамида с помощью четырехсопловых форсунок наносится на поверхность рециркулирующей в «фонтанирующем» слое затравки, где вода из раствора карбамида испаряется, гранулы карбамида отвердевают, частицы укрупняются по мере движения через «кипящий» слой. Вследствие этого гранулы карбамида осушаются, при этом содержание влаги в гранулах на выходе из гранулятора должно быть не более 0,25% масс. Подача затравок в верхний короб осуществляется с узла рецикла и охлаждения продукта.

Для создания «фонтанирующего» слоя в нижнем коробе гранулятора поз. 601 подается воздух дутьевым вентилятором поз. 601, а для создания «кипящего» слоя в верхнем коробе гранулятора воздух подается дутьевым вентилятором поз. 602 четырьмя потоками в средний короб гранулятора.

Дутьевой вентилятор поз.601 подаёт воздух через подогреватель «фонтанирующего» воздуха калориферного типа поз. 601, где нагревается до температуры по прибору поз. 611 в пределах 130÷1600С, затем нагретый воздух поступает в нижнюю камеру фонтанирующего воздуха гранулятора, далее через распределительные трубопроводы поступает на обогрев факела раствора, распыляемого форсунками. Температура воздуха регулируется расходом пара подаваемого в трубное пространство подогревателя поз. 601 клапаном поз. 611 установленным на линии подачи пара в подогреватель «фонтанирующего» воздуха поз. 601.

Камера «кипящего» воздуха разделена на 4 секции, расположенной сверху по всему сечению перфорированной решеткой, под которую подается воздух, создающий «кипящий» слой. Дутьевой вентилятор поз. 602 подает воздух в камеры «кипящего воздуха гранулятора поз. 601 по четырем воздуховодам. В 1-ю камеру воздух подается через подогреватель калориферного типа поз. 602, встроенного в воздуховод, где нагревается за счет подачи пара 11 МПа в подогреватель до температуры 115-1500С и контролируется по прибору поз.612 и регулируется клапаном поз. 612, установленным на линии подачи пара в подогреватель поз. 602. Далее нагретый воздух, через решетку подается в верхнюю часть гранулятора поз. 601.

Во 2-ю и 3-ю камеры воздух подается через подогреватель калориферного типа поз. 603 так же встроенного в воздуховод, где нагревается за счет подачи пара 11 МПа в подогреватель и регулируется клапаном поз. 613 до температуры 37-800С. Далее, нагретый воздух разделяется на 2-ю и 3-ю камеры и так же подается в верхнюю часть гранулятора поз. 601.

Воздух, подаваемый в 1,2,3 камеры предназначен для поддержания температуры гранул карбамида в верхней части гранулятора до 115-1300С, контролируется по приборам поз. 601-604.

В 4-ю камеру воздух подается через подогреватель калориферного типа поз. 604, встроенного в воздуховод нагнетания вентилятора поз. 602, где нагревается за счет подачи пара 11 МПа в подогреватель и регулируется клапаном поз. 614 до температуры 37-800С.

Далее, нагретый воздух так же подается в верхнюю часть гранулятора поз.

601. Воздух, подаваемый в 4-ю камеру предназначен для охлаждения гранул карбамида на выходе из гранулятора до 90-110 °С , контролируется по прибору поз. 608-609.

Равномерный расход нагретого воздуха регулируется ручными шиберами, установленными на воздуховодах после подогревателей поз. 602-604 перед входом в каждую камеру «кипящего» воздуха гранулятора поз. 601. Необходимый расход «кипящего» воздуха в гранулятор поз. 601 регулируется заслонкой с электроприводом, установленной на всасе вентилятора поз. 602 и контролируется по приборам поз. 603-606 и поз. 602- 605.

Гранулятор поз. 601 работает под разряжением около 0,2 кПа.

Высота слоя карбамида в грануляторе поз. 601 регулируется высотой регулируемой сливной перегородки, размещенной на выходе гранул из гранулятора, который двумя течками подается непосредственно на конвейер рецикла поз. 602.

Кроме переливной перегородки, гранулятор оснащен вибропитателем поз. 603 А,В для отвода карбамида из нижней зоны «кипящего» слоя, в котором могут накапливаться крупные комки.

Крупные комки карбамида после вибропитателя поз. 603 А,В на выходе из гранулятора поз. 601 отделяются от гранул при помощи ловушки комков поз. 602А,В, и растворяются циркулирующим раствором карбамида в промывном баке поз. 614 с помощью насоса поз. 652А,В, и далее раствор направляется в емкость растворения поз. 601. Отделенные от комков гранулы карбамида направляются на конвейер рецикла поз. 602.

4. Устройство, принцип работы и правила эксплуатации основного аппарата.

Таблица 2

5. Сущность, химизм и правила регулирования технологического процесса.

Процесс производства карбамида по способу с жидкостным рециклом разделяется на следующие стадии технологического процесса:

1. Подготовка и компримирование диоксида углерода.

2. Подготовка и компримирование аммиака.

3. Синтез и дистилляция плава карбамида.

4. Выпаривание раствора карбамида и получение гранулированного карбамида.

5. Абсорбция аммиака.

6. Десорбция аммиачной воды.

7. Ректификация, аммиачной воды под давлением.

8. Затаривание, транспортировка и хранение карбамида.

Синтез карбамида из аммиака и диоксида углерода протекает по суммарной реакции:

1) 2NH₃ + С0₂ ↔NH₂CONH₂ + Н₂0

и состоит из стадий образования карбамата аммония:

2) 2NH₃ + С0₂ ↔ NH₄C0_2↔NH₂ + 37700 кал и дегидратации карбамата аммония:

3) NH₄C0₂NH₂ ↔ NH₂CONH₂ + Н₂0 - 3700 кал

Обе реакции являются обратимыми. Состояние равновесия определяется условиями, при которых проводится синтез карбамида, и зависит от ряда факторов: температуры, давления, плотности загрузки аппарата, т.е. степени его заполнения, а также от соотношения между NH₃ и С0₂, количества инертных примесей в диоксиде углерода и количества воды, вводимой в систему с походными реагентами.

С повышением температуры равновесие сдвигается в сторону образования карбамида, однако, влияние температуры на равновесие не велико. Так при температуре 140°С выход карбамида составляет 43%, а при повышении температуры до 190°С выход увеличивается на 6,2%.

Более значительное влияние оказывает изменение температуры на скорость реакции образования карбамид