Статья опубликована в рамках: XVII Международной научно-практической конференции «Технические науки - от теории к практике» (Россия, г. Новосибирск, 23 января 2013 г.)
Наука: Технические науки
Секция: Химическая техника и технология
Скачать книгу(-и): Сборник статей конференции, Сборник статей конференции часть II
- Условия публикаций
- Все статьи конференции
дипломов
ПОЛУЧЕНИЕ АЗОТНОГО УДОБРЕНИЯ НА ОСНОВЕ ОТХОДА ПРОИЗВОДСТВА КАЛЬЦИЕВОЙ СЕЛИТРЫ
Власян Светлана Варужановна
аспирант ДГТУ, г. Днепродзержинск
Шестозуб Анатолий Борисович
канд. техн. наук, доцент ДГТУ, г. Днепродзержинск
Е-mail:
Волошин Николай Дмитриевич
д-р техн. наук, профессор ДГТУ, г. Днепродзержинск
Е-mail:
OBTAINING OF NITROGEN FERTILIZER ON THE BASIS OF PRODUCTION WASTE OF CALCIUM NITRATE
Svetlana Vlasian
postgraduate student of DSTU, Dneprodzerzhinsk
Anatoliy Shestozub
Candidate of Technical Sciences, Аssociate Professor of DSTU, Dneprodzerzhinsk
Nikolay Voloshin
Doctor of Technical Sciences, Professor of DSTU, Dneprodzerzhinsk
АННОТАЦИЯ
Работа посвящена изучению состава шлама производства кальциевой селитры с переработкой его на азотное удобрение пролонгированного действия. Предложена технологическая схема получения удобрения.
ABSTRACT
The work is devoted to the study of the composition of the sludge production of calcium nitrate with its processing by nitrogen fertilizer of prolonged action. The technological scheme of obtaining of fertilizers.
Ключевые слова: состав; удобрение; кальциевая селитра.
Key words: composition; fertilizer; calcium nitrate.
Вследствие интенсивной работы химической промышленности образовывается большое количество отходов, занимающих значительные территории. Только небольшая их часть является инертной в отношении окружающей среды.
Одним из таких отходов является шлам производства кальциевой селитры ЧАО «Химдивизион» г. Днепродзержинск, образующийся при фильтрации растворов кальциевой селитры (КС) после нейтрализации известкового молока азотной кислотой, который запрещен для складирования на открытых хранилищах, но содержит ценные химические соединения и элементы.
Его количество по регламенту 144,2 кг/т 100 % Са(NО3)2. По данным производственных отчетов за 2011 год количество шлама составляет 86,3 кг/т готовой продукции и колеблется в зависимости от качества и происхождения сырьевой негашеной извести [2].
По внешнему виду шлам после фильтрования растворов КС представляет собой однородную гомогенную массу серо-желтого цвета, пастообразного состояния, без признаков расслоения и выделения воды. Его рН составляет 8,5—9,5; насыпная плотность 1,445÷1,550 кг/м3 при «ручном» наполнении емкости.
Химический состав и некоторые свойства образцов шламов, отобранных в течение более 10 месяцев, представлены в табл. 1.
Химический состав изученных образцов шлама показывает наличие не только связанного азота в приемлемых для минерального удобрения количествах [1], но и других элементов питания (Na, К, Са,Mg, Р ), а содержание водонерастворимого остатка является предпосылкой для пролонгированного действия удобрения.
Свойства шлама, который отбирается непосредственно с фильтр-пресса, таковы, что его использование в качестве реагента или удобрения практически невозможно из-за большой пластичности и адгезии, обусловленных, в значительной степени, высокой влажностью.
Для придания шламу, который предусматривается утилизировать, товарной формы его нужно сушить и измельчать.
По результатам экспериментальных исследований и теоретических расчетов нами разработана технология получения дешевого азотного удобрения на основе отхода производства кальциевой селитры.
Таблица 1.
Химический состав и характеристики шлама
|
Показатели |
№ образца шлама |
||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
|
1.Влажность, % |
40,0 |
40,8 |
41,5 |
39,6 |
39,6 |
|
2. рН водной вытяжки |
8,5 |
8,7 |
9,3 |
9,5 |
9,0 |
|
3.Насыпная плотность, г/см3 |
1,254 |
1,474 |
1,735 |
1,453 |
1,553 |
|
4. Активность по СаО и MgO, % по сухому веществу |
0,19 |
0,20 |
0,22 |
0,21 |
0,18 |
|
5. Содержание нитрата кальция, % по сухому веществу |
63,5 |
65,9 |
83,5 |
75,4 |
81,7 |
|
6. Содержание связанного азота, % по сухому веществу |
10,8 |
11,3 |
14,3 |
12,9 |
14,0 |
|
7. Содержание водонерастворимого остатка, % по сухому веществу |
20,0 |
7,5 |
12,5 |
17,6 |
18,1 |
|
8. Содержание (в пересчете на оксиды по сухому веществу), % |
|||||
|
Аl2O3 |
1,36 |
|
|
2,59 |
5,4 |
|
Fe2O3 |
0,94 |
|
|
2,39 |
|
|
P2O5 |
0,063 |
0,07 |
0,065 |
|
|
|
CaO |
21,60 |
22,5 |
28,5 |
25,75 |
27,9 |
|
MgO |
11,00 |
5,0 |
6,5 |
3,66 |
|
|
K2O |
0,10 |
0,17 |
0,15 |
следы |
0,55 |
|
Na2O |
0,05 |
0,06 |
0,07 |
0,05 |
|
|
SiO2 |
|
|
|
8,44 |
31,7 |
Возможная технологическая схема сушки измельчения и классификации шлама приведена на рис. 1.
Шлам (влажность 40—50 %) со стадии фильтрования производства кальциевой селитры поступает на склад 1, где происходит его промежуточное накопление и хранение. Предварительное измельчение и формирование шлама проводят в экструдере 2, в приемный бункер которого подают шлам.
1 — склад шлама; 2 — экструдер; 3 — ленточная сушилка; 4 — барабанная сушилка; 5 — дробилка; 6 — грохот; 7 — циклон; 8 — дымосос
Рисунок 1 – Принципиальная схема получения удобрения из шлама производства кальциевой селитры
Экструдат дальше поступает в ленточную сушилку 3, в которой предварительно подсушивается до влажности приблизительно 20 %. Далее подсушенный шлам поступает в барабанную сушилку 4, где происходит окончательное высушивание шлама. Высушенный до влажности 1—2 % шлам самотеком из сушилки 4 направляется в дробилку 5. Измельченный шлам направляется в грохот 6, где от него отделяется фракция крупностью 1—4 мм. Более мелкий шлам возвращается обратно на склад 1, а более крупный — в дробилку 5. Пыль, которая образуется в сушилках 3 и 4, дробилке 5, грохоте 6, улавливается в циклоне 6 и возвращается на переработку в экструдер 2. Сушильным агентом предусматривается использовать отработанные хвостовые газы агрегата неконцентрированной азотной кислоты после рекуперационной турбины, температура которых 300—360оС. Газы, после сушки и обеспыливания, выбрасываются в существующую высотную трубу производства азотной кислоты.
Характеристики удобрения из шлама производства кальциевой селитры представлены в табл. 2.
Таблица 2.
Характеристика азотного удобрения полученного из шлама производства кальциевой селитры
|
Показатели |
Значение показателя |
|
1. Внешний вид |
Гранулы серого или светло-коричневого цвета |
|
2. Гранулометрический состав: Массовая доля гранул 1-4 мм, %, не менее Массовая доля гранул меньше 1 мм, %, не более |
93,0 7,0 |
|
3. Рассыпчатость,% |
100,0 |
|
4. Угол естественного откоса, о |
33 |
|
5. Влажность, % |
Не более 2,0 |
|
6. рН водной вытяжки |
8,5—9,5 |
|
7. Насыпная плотность, г/см3 по сухому веществу |
1,2—1,4 |
|
8. Активность по СаО и MgO, % по сухому веществу |
0,20±0,02 |
|
9. Содержание нитрата кальция, % по сухому веществу |
Не менее 61,5 |
|
10. Содержание связанного азота, % по сухому веществу |
Не менее 10,5 |
|
11. Содержание водонерастворимого остатка, % по сухому веществу |
10,0—20,0 |
Для производства 600 кг/час азотного удобрения, при влажности шлама на входе в ленточную сушилку wо=40 % и на входе в барабанную сушилку w1=20 %, на выходе — w2=2 % необходимо израсходовать 6135,0 кг/час сухого газа, который поступает из рекуперационной турбины производства неконцентрированной азотной кислоты.
Таким образом, разработана технология переработки отхода производства — шлама кальциевой селитры в щелочное азотное удобрение пролонгированного действия.
Список литературы:
1.ГОСТ Р 51520-99. Удобрения минеральные.
2.Селітра кальцієва розчин: ТУУ6-1344191.003—99. Дніпродзержинськ, ПП "Екоантилід".
дипломов
Оставить комментарий