1 Теоретичні основи виробництва аміачної селітри стадії грануляції

Процес виробництва амонійної селітри складається з наступних основних стадій:

1. нейтралізація нітратної кислоти газоподібним аміаком, що протікає ш рівнянням реакції:

NH₃ + HNO₃ = NH₄NO₃ + Q (1)

2. розпарювання розчинів амонійної селітри до стану плаву. Розпарювання розчину NH₄NO₃ ведуть звичайно за двома ступінями, спочатку до концентрації 90% NH₄NO₃, а потім до плаву, що містить 98,5-99% NH₄NO₃. Останній піддають кристалізації переважно в грануляційних вежах рідше в чашкових кристалізаторах. При одержанні селітри безупареним способом відразу одержують висококонцентрований плав NH₄NO₃;

3. кристалізація солі і сплаву. Унаслідок високої гігроскопічності амонійної селітри її гранулюють. Гранули мають меншу питому поверхню, ніж мілко кристалічна сіль, і тому повільніше зволожуються;

4. сушка і охолодження солі;

5. упакування [1].

В даний час існують три основних. Технологічних способа гранулювання твердих речовин з розплавів:

1. Розбризкування крапель розплавів за допомогою різних гранулюючих пристроїв в обсязі грануляційної вежі, де далі відбувається затвердіння крапель і охолодження тих, що утворилися гранул при їх вільному падінні.

2. Напилювання плава, затвердіння його і подальше охолодження гранул, що утворилися в умовах киплячого шару.

3. Проведення тих же, що і за способом 2, операцій в умовах: барабанів, що обертаються з внутрішніми лопастями – сферодайзерів.

Відомий також комбінований спосіб гранулювання добрив, що поєднує в собі елементи перших двох способів.

1. Гранулювання в апараті з киплячим шаром

Сутність способу гранулювання розчинів аміачної селітри в псевдозрідженому (киплячому) шарі полягає в тому, що упарений до концентрації 80-86% розчин солі за допомогою форсунок розпилюють в псевдозрідженому шарі твердих частинок аміачної селітри. Псевдозрідження шару селітри здійснюють гарячим повітрям. При цьому відбувається випаровування вологи з диспергованої рідини і утворення твердих дрібних частинок аміачної селітри. Під час перебування в киплячому шарі ці частинки періодично потрапляють у зону факела диспергування розчину і змочуються ним. Вийшовши із зони факела, зволожені частки висихають за рахунок тепла гарячого зріджуючого повітря та їх розміри збільшуються.

Залежно від параметрів технологічного режиму (концентрації розчину, температури повітря, що подається в форсунку для розпилення розчину, дисперсності розпилу, тривалості перебування частинок в киплячому шарі та ін..) характер росту часток може змінюватися і поряд з поступовим збільшенням часток за рахунок випаровування на їх поверхні розчину аміачної селітри може одночасно проходити процес агломерування висихаючих дрібних гранул.

Процес грануляції розчину аміачної селітри проводять в апаратах безперервної дії, тобто в киплячий шар твердих частинок аміачної селітри безперервно вдувають розпилений розчин селітри і одночасно частину твердого продукту виводять з апарату, підтримуючи при цьому такий технологічний режим, при якому досягається (в заданих межах) сталість гранулометричного складу продукту, що виходить з апарату.

Обов'язковою умовою нормального перебігу процесу грануляції є повернення в киплячий шар певної кількості дрібних частинок готового продукту (так званий «ретур»). Якщо в киплячому шарі мало. Ретур, гранулометричний склад киплячого шару швидко зсувається в бік великих гранул і проведення нормального процесу псевдозрідження і грануляції стає неможливим.

При грануляції плавів аміачної селітри псевдозрідження твердих частинок цієї солі здійснюють не гарячим повітрям (як у випадку грануляції розчинів селітри), а холодним. Утворення гранул в цьому випадку відбувається внаслідок охолодження і кристалізації часток диспергованого плаву в обсязі факела розпорошеного плаву, а також в результаті нарощування плівки плаву, що кристалізувалась на поверхні дрібних твердих частинок селітри. При цьому так само, як і у випадку грануляції розчинів аміачної селітри, може одночасно проходити процес агломерації в киплячому шарі дрібних, змочених плавом частинок [2].