Введение к работе
Актуальность темы. Одним из важнейших агротехнических приемов повышения эффективности производства сельскохозяйственной продукции является увеличение использования минеральных удобрений, химических средств защиты растений, консервантов кормов и кормовых средств.
В 1990 году Россия и страны СНГ являлись ведущими производителями минеральных удобрений. На долю России приходилось 65% выпуска минеральных удобрений от ранее производимых в СССР. Доля карбамида в общем объеме производства азотных удобрений постоянно росла. Так, в 1980 году на карбамид приходилось 27,5% азота всех азотных удобрений, в 1990 году - 33,7%, а в 1995 году - 34,3%. Однако, в последние годы в связи с экономическим кризисом объем производства азотных удобрений в России резко сократился, но одновременно возросли требования к качеству удобрений. Это определяется как экономическими, так и экологическими соображениями. Однородность гранулометрического состава, высокая прочность гранул, низкая истираемость их и одновременно шероховатость поверхности, препятствующая сегрегации тукосмесей,- все эти требования становятся решающими у потребителя при выборе поставщика из большого ряда конкурентных предложений.
Часть карбамида отечественных производств сегодня по данным показателям не удовлетворяет мировым требованиям. В связи с этим, проблемы разработки технологий получения карбамида, удовлетворяющего требованиям мировых стандартов, переработки некондиционного карбамида в продукт высшего сорта, утилизации твердых отходов производства карбамида остаются актуальными.
Одним из путей решения проблемы дефицита минеральных удобрений является увеличение концентрации питательных веществ и повышение их усвояемости растениями. В связи с высокой эффективностью усвоения растениями амидного азота, разработка технологий производства комплексных удобрений типа карбасульфата аммония весьма актуальна.
Данная работа посвящена исследованиям процессов гранулирования высококонцентрированного плава карбамида и переработки некондиционного продукта и твердых отходов в скоростном барабанном грануляторе, а также повышению качества карбамида, выпускаемого промышленностью.
Теоретические и прикладные исследования, результаты которых приведены в работе, выполнялись в соответствии с перспективным планом развития ОАО "Корунд", ОАО Череповец "Азот", по программе "Научные исследования высшей школы по экологии и рациональному природопользованию", раздел "Охрана атмосферного воздуха" по теме "Разработка научных основ и технологии очистки газов от оксидов азота", 1999г.
Цель работы сводилась к следующему:
- оценить качество карбамида, выпускаемого в промышленности;
исследовать технологию получения гранулированного карбамида в барабанном грануляторе;
исследовать технологию получения гранулированного карбасульфата аммония в барабанном грануляторе;
изучить физико-химические свойства плавов карбамида и системы: карбамид - сульфат аммония в условиях их гранулирования;
-оценить физико-механические свойства полученных удобрений, определяющих качество готового продукта;
выдать рекомендации для проектирования скоростного барабанного гранулятора производительностью 7-9 т/час;
предложить технологическую схему по получению карбамида в барабанном грануляторе с переработкой твердых отходов производства и схему получения гранулированного карбасульфата аммония.
Научная новизна. Впервые изучены физико-химические свойства плавов и растворов карбасульфата аммония с различным содержанием сульфата аммония в них: степень разложения, плотность, вязкость, температура плавления и кристаллизации. Предложены методы расчета плотности завесы падающих гранул и времени их пребывания в быстроходном барабане- грануляторе. Установлены оптимальные параметры работы быстроходного барабана-гранулятора: скорость вращения, угол наклона, коэффициент заполнения. Исследованы процессы переработки некондиционного карбамида и твердых отходов производства в продукт высшего сорта и получения супергранул. Изучены физико-химические и механические характеристики полученных карбамида и карбасульфата аммония. Показано влияние добавки сульфата аммония на основные физико-химические и механические свойства гранулированного карбамида.
На основе выполненного комплекса физико-химических, технологических и аппаратурных исследований разработаны принципиально новые технологии высококачественного гранулированного карбамида и карбасульфата аммония.
Практическая значимость. Разработана технология высококачественного гранулированного карбамида из плава после второй ступени выпарки, переработки некондиционного карбамида и твердых отходов производства и карбасульфата аммония.
Установлены оптимальные условия гранулирования в скоростном барабанном грануляторе. Новизна и полезность технических решений подтверждена положительными решениями о выдаче 2-х патентов РФ. Определены свойства исходных плавов и граігулированньїх продуктов. Предложены принципиальные технологические схемы переработки некондиционного карбамида и твердых отходов в целевой продукт взамен существующей схемы растворения - упарки - гранулирования.
На основании проведенных исследований выданы и приняты исходные данные для проектирования барабанного гранулятора для гранулирования карбамида из концентрированного плава производительностью 7-9 т/ч.
Технико-экономические расчеты указывают на целесообразность использования скоростных барабанных граігуляторов в производстве карбамида.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на Межрегиональной научно-технической конференции "Химическая промышленность: современные задачи техники, технологии, автоматизации, экономики" (Дзержинск 13-14 октября 1999г.).
Публикации. По результатам исследований опубликовано 4 статьи и получено 2 положительных решения на выдачу патентов РФ.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 8 глав, выводов и списка литературы, включающего 92 наименования.
Работа изложена на 122 листах машинописного текста, содержит 23 рисунка и 41 таблицу.
