Гранулирование минеральных удобрений - Курсовая работа

Гранулирование методом распыливания жидкости на поверхность частиц псевдосжиженого или взвешенного слоя заключается в нанесении на частицы - центры гранулообразования - тонких пленок исходного вещества и кристаллизации его за счет тепла, подводимого извне или за счет тепла кристаллизации. При гранулировании минеральных удобрений проявляются почти все известные виды физико-механических и физико-химических связей между частицами.Технологическая схема промышленного производства сульфата аммония гранулированного состоит из следующих стадий (рисунок 1.1): Прием гидролизной серной кислоты и подготовка рабочего раствора кислоты к нейтрализации; Гидролизная серная кислота плотностью 1,450 - 1,550 г/см3 и содержанием H2SO4 52-55 % по трубопроводам из цеха концентрирования серной кислоты поступает в сборник поз. Далее пульпа с регламентированными показателями по химическому составу поступает в сборник Сб4 откуда насосами поз Н11,12 производительностью по 45 м3/ч подается на форсунки аппаратов РКСГ. Б1, откуда насосом поз.Н7,8 вновь направляется на абсорбер, а балансовое количество отработанного абсорбента выводится из бака поз Б1 в сборник поз Сб3 на приготовление рабочего раствора. Получение сульфата аммония с необходимым соотношением всех питательных элементов, грануляция и сушка производится в аппарате РКСГ поз.Удаление влаги из твердых и пастообразных материалов позволяет удешевить их транспортировку, придать им необходимые свойства (уменьшить смешиваемость удобрений), а также уменьшить коррозию аппаратуры и трубопроводов при хранении или последующей обработке этих материалов. По своей физической сущности сушка является сложным диффузионным процессом, скорость которого определяется скоростью диффузии влаги из глубины материала в окружающую среду. Удаление влаги при сушке сводится к перемещению тепла и вещества (влаги) внутри материала и их переносу с поверхности материала в окружающую среду. Грануляторы с псевдоожиженым слоем обладают рядом преимуществ: развитая поверхность фазового контакта; высокая интенсивность процессов тепло-и массобмена; высокая удельная производительность, небольшие размеры аппарата и капитальные затраты на его изготовление и монтаж; высокое качество гранулированого продукта; возможность непрерывного ведения процесса при его полной автоматизации и механизации; совмещение процессов обезвоживания и гранулирования, что упрощает схему производства.На крышке аппарата установлено газоподводящее устройство, сблокированное с распылителем (газовые сопла и пневматические форсунки). Установлено три пневматические форсунки с подачей сжатого воздуха по периферии и центру. Пульпа подается через кольцевой трубопровод; на линии подачи пульпы к форсунке вместо вентиля должен быть установлен кран. Для наблюдения за кипящим слоем и газовой струей в цилиндрической части корпуса аппарата имеется смотровое окно и светильник . Теплоноситель в аппарат вводится в двух местах: в газоподводящее устройство на крышке и в нижней части сушилки под решетку кипящего слоя.Теоретическое количество сухого воздуха L0, затрачиваемого на сжигание 1 кг топлива, кг/кг [1]: В качестве топлива используется природный сухой газ следующего состава (в объемн. Количество тепла Qv, выделяющееся при сжигании 1 м3 газа, КДЖ/м3: (1.2) где: Qi - тепловой эффект реакции; Количество тепла, выделяющееся при сжигании 1 кг топлива, КДЖ\кг [1]: (1.4) Масса сухого газа, подаваемого в нижнюю камеру, в расчете на 1 кг сжигаемого топлива определяется общим коэффициентом избытка воздуха ?2, необходимого для сжигания топлива и разбавления топочных газов до температуры смеси тса2=163?С. Количество влаги, выделяющейся при сгорании 1 кг топлива, равно [1]: Коэффициент избытка воздуха [1]: Общая удельная масса сухих газов, получаемая при сжигании 1 кг топлива и разбавлении топочных газов воздухом до температуры смеси 163?C [1]: (1.6)Составляем уравнение материального баланса по потокам [1]: GH=GK W (1.11) где: GH - производительность по влажному исходному материалу; Запишем уравнение внутреннего теплового баланса сушилки [1]: (1.15) qдоп - удельный дополнительный подвод тепла в сушилку, КДЖ/кг qt - удельный расход тепла в сушилке с транспортными устройствами, КДЖ/кг qm - удельный расход тепла в сушилке с высушиваемым материалом [1]: (1.16) Так как разность между удельным приходом и расходом тепла непосредственно в сушильной камере со знаком «-», то сушка идет с потерями тепла. Запишем уравнение рабочей линии сушки [1]: І = І1 ?(х - х1)(1.17)Средняя температура tcp воздуха в сушилке [1]: (1.22) Среднее влагосодержание хср воздуха в сушилке [1]: (1.23) Далее рассчитываем фиктивную (на полное сечение аппарата) скорость начала псевдоожижения ?пс [1]: (1.26) где Рассчитаем de [1]: Критерий Архимеда [1]: Критерий Рейнольдса: Скорость начала псевдоожижения: Верхний предел допустимой скорости воздуха в псевдоожиженом слое определяется скоростью свободного витания (уноса) наиболее мелких частиц. Критерий Архимеда для частиц диаметром 1мм равен: Рабочая скорость ? су

Содержание

Введение

1. Технологическая часть

1.1 Описание технологической схемы производства

1.2 Теоретические основы процесса

1.3 Описание РКСГ

1.4 Технологические расчеты аппарата

1.4.1 Тепловой баланс

1.4.2 Материальный баланс

1.5 Конструктивные расчеты аппарата

1.6 Определение высоты кипящего слоя

1.7 Гидравлическое сопротивление сушилки

1.8 Выбор вспомогательного оборудования

2. Проектно-конструкторская часть

2.1 Выбор конструкционных материалов

2.2 Расчеты на прочность, стойкость, герметичность

2.2.1 Расчет толщины обечайки

2.2.2 Расчет и выбор опор

2.2.3 Укрепление отверстий

2.2.4 Выбор фланцевого соединения

Гранулирование методом распыливания жидкости на поверхность частиц псевдосжиженого или взвешенного слоя заключается в нанесении на частицы - центры гранулообразования - тонких пленок исходного вещества и кристаллизации его за счет тепла, подводимого извне или за счет тепла кристаллизации.

При гранулировании минеральных удобрений проявляются почти все известные виды физико-механических и физико-химических связей между частицами. Для формирования гранул из исходных частиц порошкового материала необходимо обеспечить их сближение на такое расстояние, при котором проявляется действие указанных сил.

В том случае, когда получение гранул может быть осуществлено без добавления жидкой фазы, применяют «сухое» гранулирование, например метод прессования. В этом случае силами сцепления являются ванн-дер-вальсовские и электростатические силы связи.

Одним из новых направлений в технике гранулирования является создание грануляторов с псевдосжиженным слоем. Эти аппараты привлекают внимание промышленности в связи с большой интенсивностью процессов гранулирования, а также благодаря возможности одновременного осуществления ряда технологических процессов в одном аппарате.