Повышение эффективности производства сложных минеральных удобрений путем оптимизации процессов гранулирования и сушки

• Автор: Кочергин, Сергей Александрович
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Иваново
• Количество страниц: 114 с. : ил.

Содержание стр.

Введение
1. Современное состояние теории и практики процессов гранулирования минеральных удобрений, и их аппаратурное оформление.

1.1 Методы гранулирования и основные конструкции грануляторов.

1.1.1 Агломерирование прессованием

1.1.2 Гранулирование из расплава.

1.1.3 Гранулирование порошкообразных удобрений в присутствии растворов и плавов.

1.1.3.1 Гранулирование диспергированием пульпы в псевдоожиженный слой.

1.1.3.2 Агломерирование окатыванием.

1.1.3.2.1 Дисковый гранулятор

1.1.3.2.2 Шнекгранулятор

1.1.3.2.3 Барабанный гранулятор
1.1.3.2.4 БГС
1.1.3.2.5 Аммонизатор гранулятор
1.2 Теория оптимизации химико технологических процессов.
1.2.1 Основные понятия.
1.2.2 Этапы постановки оптимизационной задачи
1.2.3 Классификация оптимизационных задач
1.2.4 Подготовка задач к решению и оптимизационные расчеты.
2. Экспериментальная часть.
2.1 Описание технологической схемы производства диаммонийфосфата по двухступенчатой схеме аммонизаторгранулятор совместно с сушильным барабаном
2.2 Методика измерения и регулирования технологических параметров
2.3 Основные проблемы, возникающие при получении минеральных удобрений на стадии грануляции и сушки
2.3.1 Стадия грануляции.
2.3.2 Стадия сушки
2.4 Проведение исследований на промышленных аммонизаторегрануляторе и сушилке.
2.4.1 Экспериментальные данные, полученные на промышленном аммонизаторегрануляторе и их описание.
2.4.2 Экспериментальные данные, полученные при исследовании промышленного сушильного барабана.
2.4.3 Экспериментальные данные, полученные на промышленном ТГУ.
2.5 Анализ экспериментальных данных процессов гранулирования и сушки диаммонийфосфата
2.5.1Стадия гранулирования
2.5.2 Стадия сушки
2.5.3 Выводы по проведнному эксперименту.
3 Оптимизация процессов гранулирования и сушки
3.1 Составление регрессионных уравнений для стадии гранулирования и сушки.
3.1.1 Стадия гранулирования.
3.1.2 Стадия сушки
3.2 Оптимизация процессов гранулирования и сушки
3.2.1 Решение оптимизационной задачи для процесса гранулирования
3.2.2 Решение оптимизационной задачи для процесса сушки.
3.2.3 Решение повторной оптимизационной задачи для процесса гранулирования
3.2.4 Анализ полученных результатов.
3.2.4.1 Анализ влияния основных входных параметров на выход товарной фракции после сушильного барабана
3.2.4.2 Анализ влияния основных входных параметров на влажность продукта после сушильного барабана
3.3 Расчт экономического эффекта от проведнной оптимизации.
Выводы по работе.
Список литературы


Минеральные удобрения в гранулированном виде обладают лучшими физическими и агрохимическими свойствами - они не пылят, в результате чего улучшаются условия труда в сфере их производства и применения, а также снижаются потери при транспортировке, хранении и внесении в почву; они имеют повышенную сыпучесть и плотность, меньшую склонность к слёживанию и истиранию, узкий фануломстрический состав и небольшое количество мелкодисперсной фракции с размером частиц-1мм. Гранулирование - это совокупность физико-химических и физикомеханических процессов, обеспечивающих формирование частиц определенных размеров, формы, структуры и физических свойств. В общем случае фанулирование включает в себя следующие технологические стадии: подготовку исходного сырья, дозирование и смешение компонентов, собственно гранулирование (агломерация, наслаивание, окатывание, кристаллизация, уплотнение и др. Гранулирование осуществляют из жидкой, твёрдой, газообразной фаз, а также из любой их комбинации. Образование твёрдых частиц необходимого размера при фанулировании происходит либо мгновенно, либо постепенно. Поэтому различают фанулировапия, протекающие без изменения размеров частиц во времени, с изменением размеров частиц во времени и смешанного типа. В зависимости от требований, предъявляемых к фанулометрическому составу продукта, получаемые при фанулировании мелкие частицы либо возращают на переработку (ретурный процесс), либо не возвращают (безретурный процесс) [2]. Общая тенденция развитие техники фанулирования химических продуктов тесно связана с повышением эффективности производства и качества выпускаемой продукции. Известные способы фанулирования в основном обеспечивают получение готового продукта с заданными качественными показателями (фанулометрический состав, прочность фанул, слеживаемость, рассыпчатость, пылимость и т. Развитие техники гранулирования обычно тесно связано с общим развитием технологии производства того или иного продукта. Выбор метода гранулирования зависит от конкретного производства. Так, например, методы гранулирования полимерных материалов оказываются непригодными для гранулирования минеральных удобрений и наоборот [5]. Тем не менее, существуют общие принципы подхода к выбору наиболее целесообразных методов гранулирования в зависимости от агрегатного состояния и физических свойств исходных веществ. Рассмотрим варианты выбора методов гранулирования для производства минеральных удобрений. Основным методом гранулирования односторонних азотных удобрений является приллирование: разбрызгивание расплава и охлаждение его в полых грануляционных башнях. Этим методом получают практически все гранулированные азотные удобрения (нитрат аммония и карбамид), исключение составляет лишь производство сульфата аммония, для гранулирования которого применяют прессование и распыливание в псевдоожиженном слое. Единственным методом гранулирования хлористого калия является пока прессование; в стадии разработки находятся новые способы гранулирования, основанные, например, на использовании окатывания. Выбор метода гранулирования фосфоросодержащих удобрений определяется, с одной стороны, ассортиментом выпускаемой продукции, с другой - единичной мощностью технологической линии гранулирования. Методы гранулирования и основные конструкции грануляторов. Гранулированис порошкообразных удобрений прессованием находит все более широкое применение. Этим способом можно получать удобрения различного состава в широком диапазоне соотношений питательных веществ. Причем такая гибкость процесса достигается без каких либо существенных изменений в его технологии. Оператор с пульта управления в любой момент может изменить подачу исходных азот-, фосфор- и калийсодержащих компонентов и таким образом перевести установку на выпуск удобрений другой марки или другого элементного состава. При прессовании получают такие гранулированные удобрения, которые обладают определенной скоростью растворения в почве, достигаемой изменением удельного давления валков прссс-машины или таблеточного пресса.