Модифицирование гранул приллированного карбамида и технология получения комплексных NK-, NMg- удобрений на основе карбамида

• Автор: Колышкин, Андрей Сергеевич
• Шифр специальности: 05.17.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Пермь
• Количество страниц: 128 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ПРИЛЛИРОВ АРП ЮГО КАРБАМИДА И ПРОИЗВОДСТВО КОМПЛЕКСНЫХ УДОБРЕНИЙ НА ЕГО ОСНОВЕ

1.1 Модифицирование нриллированного карбамида

1.1.1 Структурномеханические свойства гранулированных продуктов

1.1.2 Гранулирование карбамида

1.1.3 Способы упрочнения гранул приллироваиного карбамида

1.1.4 Механизм упрочнения гранул карбамида дисперсными включениями.

1.2 Комплексные удобрения на основе карбамида

1.2.1 Современное состояние производства комплексных удобрений

1.2.2 Комплексные удобрения на основе карбамида и фосфор, содержащих соединений

1.2.3 Комплексные удобрения на основе карбамида и калий, содержащих соединений

1.2.4 Медленно действующие удобрения на основе карбамида
1.2.5 Побочные химические процессы при получении комплексных удобрений на основе карбамида
1.3. Цели и задачи исследования ГЛАВА 2. МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1 Методика получения модифицированных гранул приллироваиного карбамида
2.2 Методика получения образцов комплексных удобрений
2.3 Методики изучения свойств комплексных удобрений
2.3.1 Методика определения гигроскопичности комплексных удобрений
2.3.2 Методика определения статической прочности гранул модифицированного карбамида
2.3.3 Методика определения прочности кристаллизатов комплексных удобрений
2.4 Физикохимические методы исследования
2.4.1 Методика рентгенофазового анализа
2.4.2 Методика ИК спектроскопического анализа
2.4.3 Методика дериватографического анализа
2.5 Методика исследования кинетики отвердевания комплексных удобрений
2.6 Метрологическое обеспечение эксперимента
ГЛАВА 3. МОДИФИЦИРОВАНИЕ ПРИЛЛИРОВАННОГО КАРБАМИДА УПРОЧНЯЮЩИМИ ДОБАВКАМИ
3.1 Влияние механизма кристаллизации расплава на прочность гранул приллированного карбамида
3.2 Модифицирование приллированного карбамида
ГЛАВА 4 ПОЛУЧЕНИЕ ГРАНУЛИРОВАННЫХ АЗОТНОКАЛИЙНЫХ И АЗОТНОМАГНИЕВЫХ УДОБРЕНИЙ И
ИССЛЕДОВАНИЕ ИХ ФИЗИКОХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ.
4.1 Получение азотнокалийных и азотномагниевых удобрений на основе карбамида.
4.2 Изучение физикохимических процессов, протекающих при введении в расплав карбамида тонкодисперсных добавок сульфата калия и оксида магния
4.3 Исследование гигроскопичности комплексных удобрений.
4.4 Исследование прочности кристаллизатов комплексных удобрений.
ГЛАВА 5 СПОСОБ МОДЕРНИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИИ
ГРАНУЛИРОВАНИЯ КАРБАМИДА И ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПЛЕКСНЫХ ИК, ЫМ УДОБРЕНИЙ
5.1 Исследование процесса отвердевания расплавов карбамид оксид магния и карбамид сульфат калия
5.2 Способ модернизации типовой схемы гранулирования карбамида методом приллирования
5.3 Технологическая схема производства К и 1 удобрений
5.4 Расходные коэффициенты технологии получения комплексных С и удобрений.
5.5 Расчет шнекового плавильника
5.6 Выбор и расчет барабанного кристаллизатора ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Установлено, что при охлаждении расплава чистого карбамида в условиях промышленного кристаллизатора образующаяся твердая фаза имеет высокую степень аморфизации. Большое число зародышей в объеме расплава, в случае присутствия в нем тонкодисперсных твердофазных частиц сульфата калия или оксида магния, увеличивает скорость кристаллизации, препятствует локальному переохлаждению расплава. В результате аморфизация структуры карбамида резко снижается. Впервые исследованы процессы, протекающие при введении в карбамид тонкодисперсных добавок КС4, 0. Изучены основные физикохимические свойства полученных комплексных 1ЧК, ЫМй удобрений на основе карбамида. Предложен механизм взаимодействия карбамида с оксидом магния, растворенным в его расплаве с образованием цианата магния. Определены эффекты плавления и термического разложения СОЫН М0 и СОЫН К удобрений, определяющие условия проведения сплавления компонентов и влияющие на выбор температурного режима процесса затвердевания плавов. Практическая значимость. Предложен способ модернизации процесса гранулирования в крупнотоннажных агрегатах производства карбамида, который предусматривает введение минеральной добавки к кристаллам карбамида до плавления. Данный способ позволяет повысить качество выпускаемого продукта за счет увеличения статической прочности товарных гранул почти в два раза. Результаты работы также положены в основу разработки технологии производства комплексных удобрений из мелкокристаллического сульфата калия и некондиционного карбамида МТСудобрение и мелкокристаллического пылевидного каустического магнезитового порошка технического оксида магния и некондиционного карбамида ЫМудобрсние. Новизна и практическая ценность технических решений защищена двумя патентами Российской Федерации. Результаты разработки процесса упрочнения гранул приллированного карбамида путем введения в него минеральной добавки, содержащей питательное вещество. Влияние состава смеси азотнокалийного и азотномагниевого удобрений на технологичность операций получения и физикомеханические свойства гранул. Результаты исследований процессов, протекающих при введении в карбамид сульфата калия или оксида магния. Закономерности кинетики процесса кристаллизации чистого карбамида и смесей карбамида с сульфатом калия или оксидом магния от состава. Технологические решения по модернизации типовой схемы гранулирования карбамида методом приллирования с целью повышения статической прочности товарного продукта и разработке технологии получения гранулированных комплексных ЫК, 1 удобрений различного состава с высокими товарными характеристиками. ГЛАВА 1. Модифицирование приллированного карбамида. Структурномеханические свойства гранулированных продуктов. Имеется ряд свойств характерных лишь для зернистых, в том числе гранулированных, материалов насыпная плотность, угол естественного откоса и угол обрушения, сводобразование, сыпучесть, слеживаемость и уплотняемость. Именно эти свойства во многих случаях определяют качество продукта. В свою очередь они в большой степени зависят от размеров, формы и структурномеханических свойств зсрсн7,8. В процессе гранулирования формируется дисперсная структура, характеризуемая определенной пористостью зерна, плотностью упаковки кристаллических блоков, слагающих гранулу, концентрацией и прочностью фазовых контактов между ними, количеством и видом дефектов отдельных блоков и гранулы в целом. Характер сформировавшейся структуры гранул определяет их механическую прочность, гигроскопичность, слеживаемость и скорость их растворения в почве. Она формируется не только на стадии образования гранул в аппаратегрануляторе, но и в процессе последующего высушивания, классификации по размерам и охлаждения, а также дробления крупных фракций гранул. При этом, как правило, в грануле образуются пористые сростки кристаллических блоков нескольких порядков. Первый порядок это кристаллические блоки солей размером от нескольких десятых долей до нескольких десятков микрометров. Блоки характеризуются обычной дефектной структурой реальных кристаллов.