Нитрат аммония. Применение на огороде. Виды аммиачной селитры
Скрыть
Физические и химические свойства
Аммиачная селитра (без примесей)
- белое кристаллическое, очень гигроскопичное вещество, на открытом воздухе отсыревает и слеживается. В зависимости от температурных условий, существует пять кристаллических модификаций, способных превращаться друг в друга только при изменении температуры окружающей среды.Практическое значение имеют четвертая и пятая модификации, существующие в следующих пределах:
При переходе из одной модификации в другую происходит перекристаллизация вещества с изменением объема, при этом вещество сильно уплотняется.
Плотность IV модификации - 1,725 г/см 3 .
Аммиачная селитра хорошо растворяется в воде и других веществах:
Аммиачная селитра (удобрение)
- гранулированное вещество с гораздо меньшей гигроскопичностью. Размер гранул - 1-4 мм. Удобрение содержит различные добавки для уменьшения слеживаемости. Конденсирующими веществами могут служить тонкоразмолотая фосфоритная мука, гипс, каолинит, нитрат магния и прочее. Эти добавки придают удобрению желтоватый оттенок. Фиксин, вводимый в качестве добавки, придает ему красноватый цвет.Аммиачная селитра (удобрение) отвечает следующим требованиям:
Аммиачная селитра (удобрение) является окислителем. Пожароопасна. При температуре 210 °C и взаимодействии с серой, серным колчеданом, кислотами, суперфосфатом, хлорной известью и порошковыми металлами разлагается с выделением токсичных окислов азота и кислорода.
Применение
Сельское хозяйство
Аммиачная селитра применяется в качестве удобрения во всех приемах ( , ) и под все сельскохозяйственные культуры.
Выпускаются две марки аммиачной селитры: А - для промышленности и Б - для сельского хозяйства. Допустимо применение марки Б для нужд промышленности.
Марки аммиачной селитры, разрешенные к использованию на территории России, находятся в таблице справа.
Промышленность
В промышленности аммиачная селитра применяется для производства различного рода взрывчатых веществ (аммонитов и гранулитов), а также как реагент для растворения циркониевых оболочек ТВЭЛов при регенерации облученного ядерного топлива.
Поведение в почве
В почве азот из аммиачной селитры легко поглощается микроорганизмами. После минерализации последних азот становится доступным для растений. Одновременно происходит растворение аммиачной селитры в почвенном растворе и вступление в реакцию с почвенно-поглощающим комплексом (ППК).
При обменном поглощении аммоний адсорбируется коллоидами почвы, а NO 3 образует соли щелочных или щелочноземельных металлов. (Изображение)
При недостатке кальция на кислых подзолистых почвах внесение аммиачной селитры вызывает некоторое подкисление почвенного раствора. На почвах, богатых основаниями (сероземах и черноземах), даже систематическое внесение высоких доз аммиачной селитры подкисления почвенного раствора не вызывает.
Местное подкисление - явление временное, но может оказать отрицательное влияние на растения в самом начале роста.
Аммонийная часть селитры иногда может подвергаться нитрификации, что также приводит к временному подкислению почвы. Последующая денитрификация приводит к переходу части нитратного азота в газообразное состояние (N 2 , N 2 O, NO).
Применение на различных типах почв
Аммиачная селитра - универсальное удобрение. С некоторыми нюансами она применяется для всех сельскохозяйственных культур и в любой из приемов внесения удобрений.
На кислых почвах
устранить эффект временного подкисления и повысить эффективность аммиачной селитры можно путем известкования или нейтрализации кислотности самого удобрения известью либо доломитом в соотношении 1:1.На кислых дерново-подзолистых почвах
высокий эффект достигается при условии систематического применения нейтрализованной или известково-аммиачной селитры (NH 4 NO 3 + CaCO 3).Черноземы и сероземы
, насыщенные основаниями, не подкисляются. В почвенном растворе таких почв образуется кальциевая или магниевая селитра, что не допускает подкисления и при систематическом внесении значительных доз удобрения. Для таких почв аммиачная селитра - одна из лучших форм азотных удобрений.Влияние на сельскохозяйственные культуры
Внесение аммиачной селитры положительно влияет на все сельскохозяйственные культуры, например, опыты, проведенные в различных штатах США, давали следующие результаты:
Картофель
показывает стабильное повышение урожайности. По сравнению с опытами без азота, урожайность в ц/га при прочих одинаковых условиях увеличивается более чем на 80 ц/га. Пастбищные травы . При достаточном количестве осадков заделка удобрения вразброс дает стойкое увеличение урожайности.Пшеница
. Даже на кислых почвах весеннее внесение аммиачной селитры оказывает положительное влияние на урожайность.Получение
Аммиачная селитра получается нейтрализацией азотной кислоты газообразным аммиаком:
HNO 3 + NH 3 (газ) → NH 4 NO 3 + 144,9 кДж
Полученный раствор нитрата аммония упаривают, подвергают кристаллизации и в конце высушивают. К полученному веществу добавляют различные примеси, улучшающие его физико-химические свойства.
Нитрат аммония (другие названия: азотнокислый аммоний, аммонийная селитра, аммиачная селитра) – химическое вещество, которое применяется в промышленности и сельском хозяйстве. Для земледельцев это минеральное азотное удобрение. Многие садоводы тоже начали применять такое удобрение у себя на огороде. А чтобы понять, что это такое, давайте рассмотрим состав вещества и узнаем его преимущества.
Селитры – особые азотные соединения с разными удобрительными свойствами. Наиболее известны:
- калиевая
- кальциевая
- магниевая
- натриевая
- известково-аммонийная
- аммиачная
Среди всех разновидностей только нитрат аммония является чистым азотным удобрением, с наибольшим содержанием азота (26-34,4 %). По этому показателю он уступает только мочевине (46%).
Нитрат аммония в гранулах крупным планом
Виды аммиачной селитры
Химикат производится с маркировкой «А» для промышленности, «Б» – для земледелия . Представляет собой светлые кристаллы. В негерметичной упаковке они быстро поглощают влагу из воздуха и уплотняются. Для сохранения качества препарат снабжают специальными добавками и формируют в виде небольших шаровидных гранул (белых или желтоватых).
Гранулированную аммиачную селитру садоводам предлагают многие фирмы: Буйские удобрения, Фаско, Фертика, Вика, БиоМастер и др. По весу фасовка бывает разная.
Иногда препарат обогащают питательными добавками: серой (Азотосульфат), микроэлементами (от «Фертики»).
Особая пористая селитра служит для изготовления взрывчатых веществ; она запрещена для свободной продажи.
Применение удобрения
Аммиачную селитру используют как источник азота для многих культурных растений:
овощных, плодовых, ягодных, декоративных (в том числе горшечных), а также по сидератам и на газоне. Вносят весной и в первую половину лета. Препарат способствует активному нарастанию молодых побегов, развитию мощного листового аппарата. Сильные растения затем обильно цветут и плодоносят.
Стакан (200 мл) вмещает 240 г, спичечный коробок – 25 г, столовая ложка – 20 г, чайная ложка – 6 г.
- Под сплошную весеннюю вспашку или перекопку подсыпают 0,5 кг на 10 кв. метров (глубина заделки 10-20 см). На плодородных землях дозу снижают в два раза. Под осеннюю перекопку не подходит.
- Непосредственно перед посадкой гранулы добавляют в лунки и рядки, хорошо перемешивая с землёй. Дозировка: 1 ч. л. на лунку для рассады, 2 ч. л. – на погонный метр рядка (лук, земляника). При весенней высадке кустов и деревьев кладут от 20 до 200 г на посадочную яму (в зависимости от размера саженца).
- Весной или в начале лета сухой нитрат азота можно рассыпать по поверхности земли – в плодово-ягодном саду. Дозировка: 300 г на 10 кв. метров. Делают это один раз в сезон, только перед очень сильным дождём или обильным поливом.
- Удобрительные поливы производят раствором аммиачной селитры (20-50 г на 10 л воды – распределяют на 10 кв. метров). Наименьшую концентрацию дают овощам и цветам, среднюю – кустам, высокую – деревьям. Раствор вносят 1-2 раза в течение первой половины сезона (для комнатных, оранжерейных и тепличных растений сроки могут быть иными). После полива удобрением обязательно надо повторно пролить землю водой.
Внекорневые подкормки нитратом азота и поливы дождеванием производить не рекомендуется.
![](https://i1.wp.com/profermu.com/wp-content/uploads/2017/12/selitra.jpg)
Сколько можно вносить нитрата аммония
- Хилая рассада (любых культур) хорошо реагирует на однократный удобрительный полив (15-20 г на 10 л воды).
- Картофель: 1) до посадки 3 кг на сотку или 1 ч. ложка в лунку; 2) россыпью перед окучиванием (из расчёта 100 г на 10 кв. метров) либо полив в фазе бутонизации (20 г на ведро – на 1 кв. метр).
- Корнеплоды, лук на репку, кукуруза, зерновая фасоль: 1) 25-50 г на квадратный метр под перекопку; 2) одна жидкая подкормка в конце мая или июне (20 г на 10 л воды).
- Капуста (кроме скороспелой): 1) в лунку 1 ч. ложка; 2) 1-2 жидкие подкормки в июне-июле (30 г на 10 л).
- Томаты, перцы, баклажаны: 1) в лунку 1 ч. ложка; 2) 1 удобрительный полив до цветения (15-30 г на 10 л).
- Земляника: 1) 1 ст. ложка на погонный метр при высадке; 2) полив пораньше весной (30 г на 10 л); 3) полив в начале августа (доза та же).
- Малина: 1) при посадке 1 ст. ложка в лунку; 2) полив весной (30 г на 10 л – на 1 взрослый куст).
- Плодовые деревья: два удобрительных полива (50 г на 10 л): сразу после цветения и потом через месяц (1 литр раствора на 1 кв. метр приствольного круга).
- Цветы: 1) в лунки при весенней посадке (по 3-9 г); 2) 1-2 полива до цветения (25 г на 10 л).
- Газон: 3 полива с конца апреля до середины июля (25 г на 10 л на 1 кв. метр).
- Сидераты: предпосевное внесение и 1 удобрительный полив.
- Огурцы, кабачки, тыквы, бахча: однократный полив только на стадии ДО цветения (30 г на 10 л).
Нитрат азота отлично растворяется, поэтому подходит для жидкого внесения через систему капельного орошения.
Потенциальный вред для огорода
Существует ряд опасностей при удобрительном применении аммиачной селитры.
- Ожог листьев. Не рекомендуется рассыпать гранулы по листу и зелёной траве, делать внекорневые подкормки, вносить раствор дождеванием. Лучше лить под корень или напуском.
- Ожог корней. Нельзя превышать дозировки. После удобрительного полива обязательно надо пролить посадки ещё раз – обычной водой (или приурочить мероприятие к дождливой погоде).
- Подкисление грунта. На кислых землях сразу после внесения кислотность ещё немного повышается (исследования показали, что ненадолго).
- Накопление нитратов в урожае. Запрещено удобрять нитратом аммония зеленные культуры (салат, лук на перо и др.), раннюю капусту, скороспелый горох. Кабачки, тыквы, огурцы, арбузы и дыни допустимо 1 раз подкормить раствором в рассадный период, не позже.
Положительные качества нитрата аммония
- Низкая цена.
- Отличная растворимость.
- Подкисление щелочных грунтов.
- Способность работать в холодной земле (весной).
- Потери азота в почве минимальны, не требуется глубокая заделка (в сравнении с мочевиной).
- Двойное действие : и быстрое, и продолжительное.
- Вещество содержит два азотных соединения: одно проникает в растения сразу, другое постепенно. Остальные азотные удобрения (мочевина, нитрат кальция и др.) усваиваются медленнее. Только внекорневое поглощение мочевины происходит тоже оперативно.
![](https://i0.wp.com/profermu.com/wp-content/uploads/2017/12/ammonia.jpg)
Мочевина признаётся более полезной для внекорневых подпиток, а аммиачная селитра – для жидких корневых подкормок.
Альтернативное использование в земледелии
- Крепкий раствор заливают в пни, и они быстро сгнивают (не требуется раскорчёвка).
- Концентрированным раствором смачивают опилки. Так они скорее перепревают.
Смешивание с другими удобрениями
С чем можно:
- хлористый и сернокислый калий
- фосфоритная мука
С чем нельзя:
- известковые вещества
- суперфосфат
Сроки годности
Гарантированный период хранения – полгода. После вскрытия фабричной упаковки желательно использовать препарат в течение сезона, например осенью ; затем его удобрительные свойства снижаются. В герметичной таре (полиэтилен) химикат остаётся неизменным много лет. Хорошо сохраняется также в стеклянных банках с плотными капроновыми крышками. Очень важно беречь от сырости.
Меры предосторожности
Нитрат аммония имеет III класс опасности, ядом не является. Но работать с ним нужно полностью одетым, в резиновых перчатках.
- При попадании в раны (зудящая боль), на слизистые покровы, в глаза — химикат смывают 15 минут проточной водой.
- При (случайном) приёме внутрь могут возникнуть рвота, головокружение. Следует выпить большое количество воды, принять активированный уголь, обратиться за врачебной помощью.
Аммиачная селитра имеет потенциальную опасность для организма!
![](https://i2.wp.com/profermu.com/wp-content/uploads/2017/12/fertile.jpg)
При определённых условиях сухое вещество способно самовозгораться и взрываться:
- от резкого удара
- от огня, искры, пепла
- при пожаре
- при соприкосновении с органикой (опилки, сухая листва, щепа и кора, хвоя, торф, преющий перегной и т.п.)
- при соприкосновении с сахаром, кислотами, металлическим порошком и стружкой
Правила безопасности:
- Хранить химикат необходимо отдельно от любых других веществ.
- Нельзя допускать его загрязнения.
- Надо беречь от ударов. Слежавшиеся комки не разбивают, а растворяют в воде.
- Хранилище не должно нагреваться на солнцепёке. Любые источники огня располагают не ближе 50-ти метров.
- Упаковка ставится на бетонное, стеклянное или полиэтиленовое основание (не на доски или металл).
Во многих странах мира нитрат аммония запрещён для свободной продажи. Однако этот препарат является дешёвым и эффективным азотным удобрением. При соблюдении простых правил опасности в садоводстве он не представляет.
Жизненные ситуации бывают разные, и зачастую имеют место обстоятельства, когда нужно определить и распознать реагенты, растворы в пробирках, которые совершенно идентичны по цвету и запаху. Это может быть нужно для практической работы, лабораторного опыта или просто из любопытства. Но что бы ни подвигло вас на эксперимент, необходимо все же иметь некоторые знания по химии и уметь применять их на практике.
Вам понадобится
- чистые пробирки в количестве двух штук, вещество, название которого необходимо определить, гидроксид натрия и нитрат серебра.
Инструкция
Наденьте перчатки и ватно-марлевую повязку. Помните, что техника безопасности при работе с химическими веществами очень важна, так как можно не только получить ожоги, но и другие кожные повреждения или повреждения дыхательных путей.
Возьмите вещество, название которого нужно определить. Влейте немного вещества в одну пробирку и немного во вторую. Достаточно будет наполнить колбочки наполовину.
Установите пробирки с веществом на специальный держатель. Возьмите одну из пробирок и добавьте в нее раствор гидроксида натрия.
Взболтните немного содержимое пробирки и поднесите к носу. Если из пробирки исходит специфический запах, напоминающий собой тот, который используют при приведении человека в чувства в случае потери сознания, то есть запах нашатырного спирта – в пробирку был налит нитрат аммония , так как произошла реакция взаимодействия. Соли аммония под воздействием щелочи разложились до аммиака (летучее газообразное вещество, имеющее запах мочевины).
Возьмите вторую пробирку и нитрат серебра. Добавьте нитрат в пробирку с веществом, которое необходимо определить и немного взболтайте его.
Установите пробирку на держатель и наблюдайте за химической реакцией. Так как в состав нитрат а аммония входят хлорид-ионы, то при взаимодействии с добавленным раствором нитрат а серебра выпадет белый осадок, похожий по своему виду на мыльный раствор, то есть выпадет осадок хлорида серебра. Если такой осадок появился и цвет в пробирке стал насыщенно-белым, значит вещество, которое предлагалось для эксперимента – нитрат аммония .
Кроме указанных двух способов, аммоний также можно определить путем добавления и нагревания в последующем концентрированной щелочи. При таком раскладе аммоний также будет выделять резкий запах – аммиак.
Внимание, только СЕГОДНЯ!
Все интересное
Кислота – это сложное вещество, которое может быть как органическим, так и неорганическим. Общим является то, что они имеют в своем составе атомы водорода и кислотный остаток. Именно последний придает специфические свойства каждой кислоте, а также…
Достаточно большое количество неорганических веществ имеют собственные качественные реакции, благодаря которым можно распознать их среди других соединений. Ортофосфорная кислота относится к классу неорганических, существует свой способ безошибочного…
В школьном курсе химии приводятся описания целого ряда специфических химических реакций, позволяющих выявить то или иное соединение. Многие из них протекают с образованием веществ, имеющих красочные оттенки. К подобным относится и реакция, при…
Хлорид натрия – это самая обыкновенная поваренная соль, которую люди ежедневно употребляют в пищу. С точки зрения химического состава представляет собой соединение, которое состоит из атомов натрия и хлора. В растворе поваренная соль распадается…
Формальдегид или метаналь – это газообразное, с неприятным запахом органическое соединение класса альдегидов. Водный 40%-й раствор формальдегида известен как формалин. Иное название - муравьиный альдегид, так как при его окислении образуется…
Нитрат серебра представляет собой растворимую среднюю соль, состоящую из атома металла и кислотного остатка – нитрата. Иное название нитрата серебра – азотнокислое серебро, входящее в состав ляписа – медицинского средства, которое продается в аптеке…
Нитрат натрия представляет собой хорошо растворимую в воде среднюю соль, которая состоит из атомов металла – натрия и кислотного остатка – нитрата. Иное название – натриевая селитра, азотнокислый натрий или натриевая соль азотной кислоты. В твердом…
Хлорид аммония – бесцветное кристаллическое вещество, растворимое в воде и обладающее небольшой гигроскопичностью. Используется в фармацевтической промышленности, в металлургии, для производства удобрений. Получить его можно как в промышленных, так…
Распознавание раствора нитрата натрия происходит поэтапно. Сначала проводим реакции на наличие катионов натрия, а затем - нитрит-анионов. Только при необходимом результате всех реакций можно утверждать, что данный раствор - раствор нитрата натрия. …
Хлорид натрия (NaCl) – это обычная, всем знакомая поваренная соль, которую употребляют в пищу. Вещество прекрасно растворяется в воде и имеет соленый вкус. Учитывая, что раствор прозрачный, при потере этикетки со склянки, в которой было химическое…
Впереди лабораторная работа, а нужные навыки и умения по распознаванию химических веществ не наработаны. А может в химической лаборатории случайно отклеились этикетки с названиями соединений. Умение правильно определять химические вещества в силу…
Соляная кислота, которую также называют хлороводородной, содержится в желудочном соке и помогает переваривать белковую пищу. В лабораторных условиях она представляет собой бесцветную едкую жидкость, распознать которую можно при помощи достаточно…
Нитра́т аммо́ния (аммонийная (аммиачная) селитра) - химическое соединение NH 4 NO 3 , соль азотной кислоты . Впервые получена Глаубером в 1659 году . Используется в качестве компонента взрывчатых веществ и как азотное удобрение .
Физические свойства [ | ]
Кристаллическое вещество белого цвета. Температура плавления 169,6 °C, при нагреве выше этой температуры начинается постепенное разложение вещества, а при температуре 210 °C происходит полное разложение. Температура кипения при пониженном давлении - 235 °C. Молекулярная масса 80,04 а. е. м. Скорость детонации 2570 / .
Растворимость [ | ]
При растворении происходит сильное поглощение тепла (аналогично нитрату калия), что значительно замедляет растворение. Поэтому для приготовления насыщенных растворов нитрата аммония применяется нагревание, при этом твёрдое вещество засыпается небольшими порциями.
Состав [ | ]
Методы получения [ | ]
Основной метод [ | ]
В промышленном производстве используется безводный аммиак и концентрированная азотная кислота :
N H 3 + H N O 3 → N H 4 N O 3 ↓ {\displaystyle {\mathsf {NH_{3}+HNO_{3}\rightarrow \ NH_{4}NO_{3}\downarrow }}}Реакция протекает бурно с выделением большого количества тепла. Проведение такого процесса в кустарных условиях крайне опасно (хотя в условиях большого разбавления водой нитрат аммония может быть легко получен). После образования раствора, обычно с концентрацией 83 %, лишняя вода выпаривается до состояния расплава, в котором содержание нитрата аммония составляет 95-99,5 % в зависимости от сорта готового продукта. Для использования в качестве удобрения расплав гранулируется в распылительных аппаратах, сушится, охлаждается и покрывается составами для предотвращения слёживания. Цвет гранул варьируется от белого до бесцветного. Нитрат аммония для применения в химии обычно обезвоживается, так как он очень гигроскопичен и процентное количество воды в нём получить практически невозможно.
Метод Габера [ | ]
Применение [ | ]
Удобрения [ | ]
Бо́льшая часть нитрата аммония используется либо непосредственно как хорошее азотное удобрение , либо как полупродукт для получения прочих удобрений. Для предотвращения создания взрывчатых веществ на основе нитрата аммония в удобрения, доступные в широкой продаже, добавляют компоненты, снижающие взрывоопасность и детонационные свойства чистого нитрата аммония, такие как мел (карбонат кальция).
В Австралии, Китае, Афганистане, Ирландии и некоторых других странах свободная продажа нитрата аммония даже в виде удобрений запрещена или ограничена. После террористического акта в Оклахома-Сити ограничения на продажу и хранение нитрата аммония были введены в некоторых штатах США .
Взрывчатые вещества [ | ]
Наиболее широко в промышленности и горном деле применяются смеси аммиачной селитры с различными видами углеводородных горючих материалов, других взрывчатых веществ, а также многокомпонентные смеси:
Который не может быть использован для создания на его основе взрывчатых веществ. При разложении состава ион SO 4 2− связывается с ионом аммония, а ион железа - с нитрат-ионом, что предотвращает взрыв. Введение в состав удобрения сульфата железа может улучшить и технологические характеристики удобрения, особенно на закисленных почвах. Авторы отказались от защиты формулы удобрения патентом с тем, чтобы этот состав мог получить быстрое распространение в регионах с высокой террористической опасностью Литература [ | ]
- Технология аммиачной селитры , под ред. В. М. Олевского, М., 1978.
- Соли азотной кислоты , Миниович М. А., М., 1964.
- Олевский В. М., Ферд М. Л., «Ж. Всес. хим. о-ва им. Д. И. Менделеева », 1983, т. 28, № 4, с. 27-39.
- Дубнов Л. В., Бахаревич Н. С., Романов А. И. Промышленные взрывчатые вещества. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Недра, 1988. - 358 с.
осадка CaCO3 получают раствор сульфата аммония, который перерабатывают в готовый продукт выпаркой и кристаллизацией.
Данный процесс может осуществляться и газовым методом с использованием вместо карбоната аммония газообразных аммиака и СО2 по реакции
CaSO4 + 2NH3 + CO2 + H2 O = CaCO3 + (NH4 )2 SO4 .
Однако оба эти метода не нашли промышленного применения из-за низких технико-экономических показателей.
ПРОИЗВОДСТВО НИТРАТА АММОНИЯ
Свойства нитрата аммония. Нитрат аммония NH 4 NO 3 (тех-
ническое название – аммиачная или аммонийная селитра) представляет собой бесцветное кристаллическое вещество с температурой плавления 169,6°С. Он содержит 35% азота в аммонийной и нитратной формах и является безбалластным азотным удобрением. Твердый нитрат аммония в области температур от 169,6°С до –50°С существует в виде пяти полиморфных модификаций, различающихся кристаллической структурой, плотностью кристаллов и объемом кристаллической решетки. Характеристика этих модификаций представлена в табл. 23.
Таблица 23
Кристаллографические характеристики модификаций нитрата аммония
Температурная | Элементарный объем |
||
Модификация | Вид симметрии | кристаллической |
|
существования, °С | решетки, Å3 |
||
Кубическая | |||
Тетрагональная | |||
Ромбическая | |||
Бипирамидальная | |||
(–17)–(–50) | Тетрагональная |
Каждая модификация существует в определенном интервале температур и переход одной модификации в другую сопровождается изменением структуры и объема кристаллической решетки. Эти превращения являются обратимыми и сопровождаются выделением (или поглощением тепла) и скачкообразным изменением удельного объема. При охлаждении расплава аммонийной селитры происхо-
дят последовательные превращения первой модификации во вторую, второй в третью, третей в четвертую и четвертой в пятую.
В точках перехода одной модификации в другую в образовавшихся кристаллах возникают сильные деформационные усилия, которые приводят к их разрушению. Наибольшие деформации испытывают кристаллы NH4 NO3 при последовательном превращении модификаций II → III → IV, так как элементарный объем кристаллической решетки третьей модификации примерно в два раза больше, чем второй, в то время как объемы второй и четвертой модификаций практически одинаковы. Превращение второй модификации в третью происходит при температуре 84,2°С, а третьей в четвертую – при 32,3°С. Во избежание разрушения кристаллов нитрата аммония при охлаждении возникает необходимость заменить последовательные превращения модификаций II → III → IV на метастабильное превращение второй модификации в четвертую, минуя третью. В этом случае деформации кристаллов NH4 NO3 будут минимальными, так как объем кристаллической решетки второй модификации составляет 163,7 Å3 , а четвертой – 155,4 Å3 . Для
решения этой проблемы был выполнен большой объем исследований по определению влияния различных примесей на характер и последовательность модификационных превращений нитрата аммония. Установлено, что характер и последовательность модификационных превращений зависит от содержания влаги в расплаве и примесей сульфата аммония, фосфатов аммония и нитрата магния. Так, при охлаждении плава нитрата аммония, содержащего 0,04– 0,08% Н2 О, происходит замена последовательных превращений модификаций II → III → IV на метастабильный переход II → IV, который осуществляется при температуре 50°С.
Аналогичное влияние на характер и последовательность модификационных превращений нитрата аммония оказывают примеси сульфата аммония, фосфатов аммония и нитрата магния. При содержании этих примесей в расплаве NH4 NO3 0,5–2,0% в процессе охлаждения стабилизируется переход второй модификации в четвертую, минуя третью при температуре 50°С. При наличии этих добавок содержание влаги в расплаве может быть увеличено до 0,2–0,3%.
Это свойство аммонийной селитры широко используется в промышленной практике. При производстве гранулированной аммонийной селитры в состав ее растворов перед выпаркой вводят
соответствующие добавки, выпарку растворов проводят до концентрации 99,7–99,8%, гранулирование расплава осуществляют в грануляционных башнях, а охлаждение гранул – в аппаратах с кипящим слоем до температуры 40–50°С.
Аммонийная селитра хорошо растворима в воде, причем с повышением температуры растворимость резко возрастает. Влияние температуры на растворимость NH4 NO3 характеризуется данными, представленными в табл. 24.
Таблица 24
Влияние температуры на растворимость NH4 NO3 | ||||||||||
Температура, °С | ||||||||||
Концентрация | ||||||||||
NH4 NO3 , % |
Таким образом, при выпарке водные растворы NH4 NO3 могут быть превращены в расплав, что существенно упрощает технологию ее получения за счет исключения стадий кристаллизации из растворов, фильтрации и сушки.
Аммонийная селитра обладает высокой гигроскопичностью, которая характеризуется данными, представленными в табл. 25.
Таблица 25
Зависимость гигроскопичности аммонийной селитры от температуры
Температура, °С | |||||
Гигроскопическая | |||||
При относительной влажности воздуха выше гигроскопической точки аммонийная селитра поглощает влагу из воздуха и увлажняется. При изменении температуры происходит кристаллизация NH4 NO3 из поверхностного раствора, благодаря чему частицы NH4 NO3 сращиваются друг с другом, превращаясь из порошкообразного состояния в монолитную массу. Это явление называется слеживаемостью. Для борьбы со слеживаемостью необходима глубокая сушка продукта, упаковка во влагонепроницаемую тару и обработка поверхности частицантислеживающимигидрофобнымидобавками.
Отрицательными свойствами аммонийной селитры являются низкая термическая устойчивость, пожаро- и взрывоопасность.
Производство азотных удобрений |
При нагревании выше 110°С аммонийная селитра медленно разлагается на аммиак и азотную кислоту по реакции
NH4 NO3 = NH3 + HNO3 + 144,9 кДж.
При 165°С потеря массы селитры не превышает 6 %/сут. При этом аммиак удаляется в газовую фазу, а азотная кислота накапливается в твердой и жидкой фазе и разлагается с выделением NO2 , который вступает во взаимодействие с NH4 NO3 по реакции
NH4 NO3 + 2NO2 = N2 + 2HNO3 + H2 O + 232 кДж.
Эта реакция сильно экзотермична и приводит к образованию новых порций азотной кислоты и к разогреву массы. Таким образом, азотная кислота является катализатором разложения NH4 NO3 , поэтому нельзя допускать ее накопления в массе селитры. При нагревании селитры до температуры 200–270°С протекает слабоэкзотермическая реакция
NH4 NO3 = N2 O + 2H2 O + 36,8 кДж.
При резком повышении температуры, а также под воздействием детонаторов происходит взрывное разложение селитры по уравнению
NH4 NO3 = N2 + 0,5O2 + 2H2 O +118 кДж.
Таким образом, аммонийная селитра является слабым взрывчатым веществом и на ее основе производят взрывчатые вещества – аммониты и аммонолы, представляющие собой смеси селитры с органическими веществами или с порошкообразным алюминием.
Все эти свойства необходимо учитывать при производстве аммонийной селитры, строго соблюдая технологический регламент, и не допускать нарушений правил хранения и транспортировки готового продукта.
Способы получения нитрата аммония. Основным способом получения нитрата аммония является нейтрализация азотной кислоты аммиаком по реакции
HNO3 + NH3 = NH4 NO3 + 144,9 кДж.
Сырьем для получения аммонийной селитры является азотная кислота 47–60%-ной концентрации и аммиак или аммиаксодержащие газы. В результате нейтрализации образуются водные растворы нитрата аммония, которые для получения твердого продукта
подвергаются выпарке. В процессе нейтрализации выделяется большое количество тепла, которое используется для выпарки растворов. Количество выделяющегося тепла зависит от концентрации азотной кислоты. При использовании чистых 100%-ных веществ тепловой эффект реакции составляет 144,9 кДж/моль. При использовании водных растворов азотной кислоты величина теплового эффекта уменьшается на теплоту разбавления 100%-ной азотной кислоты и теплоту растворения аммонийной селитры.
Зависимость теплоты нейтрализации от концентрации азотной кислоты представлена на рис. 38.
q , кДж на 1 моль NH4 NO3
Рис. 38. Зависимость теплоты нейтрализации от концентрации азотной кислоты
С увеличением концентрации азотной кислоты количество выделяющегося тепла на единицу объема раствора возрастает, что позволяет испарять большее количество воды и получать более концентрированные растворы аммонийной селитры.
Зависимость концентрации растворов NH4 NO3 , образующихся в нейтрализаторе при использовании теплоты нейтрализации на выпарку воды, от концентрации HNO3 приведена на рис. 39.
Представленные данные показывают, что при использовании азотной кислоты с концентрацией выше 60% и подогреве исходных реагентов до 100°С и выше количество выделяющегося тепла достаточно для полного испарения воды и получения расплава селитры, что создает предпосылки для организации безупарочного
Производство азотных удобрений |
процесса производства аммонийной селитры. Однако в этих условиях в реакционной зоне развиваются температуры выше 200°С, что приводит к разложению азотной кислоты и селитры, а также к потерям связанного азота. Поэтому безупарочные процессы практически не используются.
CNH 4 NO 3 , %
CHNO 3 , %
Рис. 39. Зависимость концентрации растворов NH4 NO3 от концентрации азотной кислоты:
1 – температура компонентов 70°С;
2 – температура компонентов 20°С; 3 – без использования теплоты реакции
Отвод теплоты нейтрализации из реакционной зоны необходим не только для выпарки раствора, но и с целью предотвращения чрезмерного повышения температуры. Для решения этой проблемы был разработан реактор-нейтрализатор типа ИТН (использователь теплоты нейтрализации), в котором нейтрализация азотной кислоты осуществляется под атмосферным давлением в режиме кипения раствора. Конструкция аппарата ИТН представлена на рис. 40.
HNO3 |
||||
Рис. 40. Аппарат ИТН:
1 – корпус аппарата;2 – реакционный стакан;3 – барботер азотной кислоты;4 – барботер аммиака;
5 – циркуляционные окна;6 – завихритель;
7 – гидрозатвор;8 – сепаратор;
9 – штуцер сокового пара
Аппарат ИТН представляет собой цилиндрический сосуд 1 , в котором установлен реакционный стакан2 . Азотная кислота и аммиак подаются в барботеры3 и4 , расположенные друг над другом. Барботеры обеспечивают встречную подачу реагентов в диспергированном состоянии.
При соприкосновении азотной кислоты с аммиаком происходит мгновенная реакция нейтрализации, сопровождающаяся большим выделением тепла. В результате этого раствор селитры
Производство азотных удобрений |
вскипает, в нем образуются пузырьки пара, создающие большую подъемную силу, под действием которой раствор селитры поднимается вверх и через крышку-завихритель 6 попадает в сепарационное пространство, где происходит отделение сокового пара от раствора. Раствор селитры по зазору между корпусом аппарата и реакционным стаканом опускается вниз и засасывается через отверстия5 внутрь реакционного стакана, благодаря чему осуществляется интенсивная циркуляция раствора. Часть нейтрализованного раствора непрерывно выводится из аппарата ИТН через гидрозатвор7 и сепаратор8 и направляется на выпарку. Соковый пар под давлением 15–20 кПа выводится через штуцеры9 . Разработанный аппарат позволяет осуществлять процесс нейтрализации непрерывно в режиме кипения с максимальным использованием теплоты нейтрализации на выпарку воды, не опасаясь перегрева реакционной массы. С целью уменьшения потерь связанного азота с соковым паром процесс нейтрализации проводят с избытком азотной кислоты (2–3 г/л), так как давление паров HNO3 над раствором NH4 NO3 при ее избытке будет значительно меньше, чем давление паров NH3 при избытке аммиака. При нейтрализации 47– 49%-ной азотной кислоты в аппарате ИТН получают раствор NH4 NO3 с концентрацией 62–65%. При использовании 54–57%-ной HNO3 концентрация раствора NH4 NO3 возрастает до 72–80%, а при концентрации HNO3 58–60% образуется раствор NH4 NO3 c концентрацией 89–92%. При этом температура сокового пара составляет соответственно 120, 130 и 160°С. Это позволяет использовать соковый пар в качестве греющего агента при выпарке раствора NH4 NO3 в вакуум-выпарных аппаратах, благодаря чему достигается двукратное использование теплоты нейтрализации на выпарку воды.
Технологическая схема нейтрализации азотной кислоты с двукратным использованием теплоты нейтрализации представлена на рис. 41. По этой схеме азотная кислота с концентрацией 47– 54% поступает в напорный бак 1 , откуда через автоматический регулятор расхода направляется в аппарат ИТН4 .
Газообразный аммиак под давлением 200–300 кПа проходит сепаратор3 и подогреватель2 для предотвращения попадания в нейтрализатор жидкого аммиака и направляется в аппарат ИТН4 . Расход аммиака автоматически регулируется по величине рН раствора NH4 NO3 на выходе из нейтрализатора так, чтобы
концентрация HNO3 в нейтрализованном растворе составляла 2–3 г/л. Нейтрализованный раствор направляется на выпарку в ва- куум-выпарной аппарат6 , где в качестве греющего агента используется соковый пар. Соковый пар на выходе из аппарата ИТН загрязнен брызгами раствора аммонийной селитры, аммиаком или парами азотной кислоты. Поэтому он подвергается очистке в промывателе5 с тремя ситчатыми тарелками, на которых уложены змеевики, охлаждаемые водой. При этом часть сокового пара конденсируется и на тарелках создается слой конденсата, барботируя через который соковый пар очищается от примесей. После выпарки в вакуум-выпарном аппарате концентрация раствора NH4 NO3 возрастает до 82–92%, после чего он направляется на окончательную выпарку до состояния плава с концентрацией 99,7–99,8%, которая осуществляется свежим паром. Перед окончательной выпаркой раствор NH4 NO3 проходит донейтрализатор7 , где осуществляется полная нейтрализация HNO3 аммиаком и поддерживается избыток аммиака 0,1 г/л, так как на стадии окончательной выпарки наличие свободной азотной кислоты недопустимо.
Соковый пар | |||||
к конденсатору | |||||
HNO3 | |||||
Конденсат |
|||||
Конденсат | |||||
NH4 NO3 на |
|||||
доупаривание |
|||||
NH4 NO3 |
Рис. 41. Схема нейтрализации азотной кислоты
с двукратным использованием теплоты нейтрализации:
1 – напорный бак азотной кислоты; 2 – подогреватель аммиака;3 – сепаратор;4 – аппарат ИТН;5 – промыватель сокового пара;6 – вакуум-выпарной аппарат;7 – донейтрализатор
Производство азотных удобрений |
Описанная схема используется в том случае, если концентрация азотной кислоты не превышает 54%.
В современных схемах производства аммонийной селитры используется азотная кислота с концентрацией 58–60%. При этом
в аппарате ИТН образуется раствор NH 4 NO3 с концентрацией 89– 92%, поэтому использовать соковый пар для окончательной выпарки раствора невозможно, после очистки он выбрасывается в атмосферу. Использовать соковый пар в качестве греющего агента
в других производствах также не представляется возможным, так
как он загрязнен брызгами раствора NH4 NO3 и парами азотной кислоты, что приводит к коррозии оборудования.
При использовании в качестве нейтрализующего агента не 100%-ного аммиака, а аммиаксодержащих газов соковый пар содержит большое количество неконденсирующихся инертных газов, поэтому применение его в качестве греющего агента также невозможно, после очистки от примесей он тоже выбрасывается в атмосферу.
Выпарка растворов аммонийной селитры. Для получения высококачественной аммонийной селитры на стадии выпарки необходимо добиться полного испарения воды так, чтобы остаточное содержание влаги в расплаве не превышало 0,2–0,3%. Эта задача не может быть решена в выпарных аппаратах с восходящей пленкой, так как в них упариваемый раствор и образовавшийся вторичный пар движутся прямотоком в виде парожидкосной смеси, имеющей кольцевую структуру: сплошная жидкая пленка на стенках труб (восходящая пленка), а в центре паровой «стержень», несущий большое количество брызг. По мере движения парожидкосной смеси по высоте труб происходит выравнивание концен-
траций NH4 NO3 в паровой и жидкой фазе, поэтому движущаяся сила процесса уменьшается.
Для полного испарения воды необходимо обеспечить более организованное протекание массобмена при выпарке, что может быть достигнуто в выпарных аппаратах с падающей пленкой и противоточным движением жидкой и паровой фаз.
Для решения этой задачи разработана конструкция комбинированного выпарного аппарата, работающего под атмосферным давлением (рис. 42).
Комбинированный выпарной аппарат состоит из трех частей: очистной I, трубчатой II и концентрационной III.
Паровоздушная смесь
20%-ный раствор | Конденсат |
|||||
NH4 NO3 | ||||||
NH4 NO3 4 | ||||||
NH4 NO3 Пар | ||||||
Конденсат |
Конденсат
Рис. 42. Комбинированный выпарной аппарат: I – очистная часть; II – трубчатая часть;
III – концентрационная часть; 1 – сетчатый отбойник;2 – штуцер для ввода конденсата;3 – очистные тарелки;4 ,5 – змеевики;6 – ситчатые провальные тарелки
Раствор аммонийной селитры с концентрацией не ниже 87% по обогреваемому коллектору поступает в трубчатую часть выпарного аппарата и стекает вниз по трубкам в виде тонкой пленки. В межтрубное пространство подается водяной пар под давлением 1,4 МПа и с температурой 180–185°С. В трубчатой части концентрация раствора возрастает до 99%. Для окончательного испарения воды плав NH4 NO3 поступает в нижнюю концентрационную
Производство азотных удобрений |
часть аппарата, где установлено пять ситчатых тарелок провального типа. Под нижнюю тарелку вентилятором нагнетается воздух, нагретый в теплообменнике до 185°С. Горячий воздух барботирует через слой расплава на тарелках, захватывает влагу и попадает в трубчатую часть, где поднимается вверх противотоком стекающему раствору.
В концентрационной части образуется плав, содержащий 99,7–99,8% NH4 NO3 , который направляется на гранулирование. Паровоздушная смесь из трубчатой части аппарата содержит большое количество брызг раствора селитры, пары азотной кислоты и аммиак, поэтому она направляется на очистную часть аппарата, в которой установлено две-три ситчатые тарелки. На верхнюю тарелку подается паровой конденсат, а с нижней тарелки отводится раствор NH4 NO3 с концентрацией ~20%, который подается на выпарку. Очищенная паровоздушная смесь выбрасывается в атмосферу. Описанные аппараты имеют производительность от 15 до 60 т/ч, работают стабильно и позволяют получать плав селитры с остаточным содержанием влаги 0,2–0,3%.
Во избежание возникновения аварийных ситуаций при выпарке нельзя допускать повышения температуры в трубчатой и концентрационной частях выше 180°С.
Гранулирование плава аммонийной селитры. В настоящее время все минеральные удобрения выпускаются только в гранулированном виде с размером гранул от 1 до 4 мм. Основным промышленным методом гранулирования аммонийной селитры является разбрызгивание плава NH 4 NO 3 в виде мелких капель навстречу потоку охлаждающего воздуха в грануляционных башнях различной конструкции. Схема процесса гранулирования представлена на рис. 43.
Плав аммонийной селитры, содержащий 99,5–99,7% NH4 NO3 , с температурой 175–180°С из выпарного аппарата поступает в буферный бак1 , фильтруется от механических примесей в фильтрах2 , после чего с помощью коллектора3 направляется в грануляторы4 , установленные в верхней части башни5 и разбрызгивающие плав в виде мелких капель. Башня имеет цилиндрическую или прямоугольную форму и конусное разгрузочное днище. Наибольшее применение получили круглые железобетонные башни диаметром 12–16 м и высотой 30–35 м, а также металлические башни прямоугольного сечения с размером в плане 11×8 м и высотой 50 м.
Через башни с помощью хвостовых вентиляторов просасывается охлаждающий воздух со скоростью 1,5–2,0 м/с.
NH4 NO3 | |
Воздух 3
Рис. 43. Схема процесса гранулирования: 1 – буферный бак;2 – фильтры плава;3 – коллектор-распределитель плава;
4 – грануляторы;5 – грануляционная башня
Основными аппаратами, определяющими форму и размер получаемых гранул, являются грануляторы. В современных схемах производства гранулированной аммонийной селитры используются статические грануляторы леечного и трубчатого типа, конструкция которых представлена на рис. 44.
Принцип действия леечного гранулятора заключается в следующем. Плав из коллектора поступает в гранулятор по патрубку 1 , проходит направляющий конус2 и сетчатый фильтр3 , затем разбрызгивается с помощью перфорированного донышка5 с диаметром отверстий ~1 мм.
Производство азотных удобрений |
А Пар
Конденсат 3 | ||||||
Конденсат | ||||
Рис. 44. Типы статических грануляторов: а – леечный:1 – патрубок для подачи плава;
2 – направляющий конус;3 – корпус гранулятора;4 – сетчатый фильтр;5 – перфорированное днище;б – трубчатый с внешним обогревом:1 – изоляция;2 – корпус гранулятора;3 – обогревающая труба;
в – трубчатый с внутренним обогревом:1 – изоляция;2 – корпус гранулятора;3 – греющая труба;4 – патрубок для подвода пара
Под действием силы тяжести плав вытекает из отверстий в виде струй. Вытекающие струи приобретают волновой характер, амплитуда которого быстро нарастает, и струя распадается на капли диаметром 2–3 мм, которые падают вниз навстречу охлаждающему воздуху. За время полета по высоте башни капли расплава кристаллизуются и охлаждаются до температуры 90–125°С. Окончательное охлаждение гранул до температуры 40–45°С осуществляется воздухом в аппаратах с кипящим слоем, расположенным в нижней части грануляционных башен.
Температура охлаждения гранул в кипящем слое определяется температурой фазового перехода второй кристаллической модификации в четвертую, которая в присутствии кондиционирующих добавок происходит при 50°С.
Для уменьшения слеживаемости охлажденные гранулы подвергаются поверхностной обработке антислеживающими добавками, в качестве которых используются высокомолекулярные органические соединения гетерополярной структуры – органические кислоты и их соли, органические амины с длиной углеводородного радикала С12 –С20 . Механизм действия этих добавок заключается в том, что они адсорбируются на поверхности гранул полярной головкой, а аполярный углеводородный радикал обволакивает поверхность гранул тонкой пленкой и делает ее гидрофобной. Поверхностная обработка гранул осуществляется во вращающихся барабанах путем напыления водных растворов ПАВ на поверхность гранул с помощью форсунок. Расход ПАВ составляет 300– 500 г/т продукта.
Технологическая схема производства аммонийной селитры.
Аппаратурно-технологическое оформление производства аммонийной селитры зависит от концентрации применяемой азотной кислоты. В старых схемах, использующих азотную кислоту с концентрацией 47–49%, нейтрализация кислоты осуществлялась в аппаратах ИТН, а выпарка растворов производилась в три ступени с использованием на первой стадии в качестве греющего агента сокового пара из аппарата ИТН. Схема была весьма громоздкой, а единичная мощность установки составля-
ла 150–250 тыс. т/год.
В 60–70-х гг. XX в. были разработаны и внедрены в промышленную практику крупнотоннажные агрегаты синтеза аммиака и азотной кислоты, позволяющие повысить концентрацию получае-
Производство азотных удобрений |
мой азотной кислоты до 58–60%. Это создало благоприятные предпосылки для разработки крупнотоннажных агрегатов производства аммонийной селитры АС-67 и АС-72 с единичной мощностью 450–500 тыс. т/г. При разработке и внедрении этих агрегатов были учтены последние достижения науки и техники в области повышения качества аммонийной селитры, что позволило выпускать практически неслеживающийся продукт с минимальным загрязнением окружающей среды. В обоих агрегатах в качестве исходного сырья используется азотная кислота с концентрацией 58– 60%, выпарка растворов осуществляется в одну ступень в комбинированных выпарных аппаратах. Для повышения качества продукта предусмотрено введение в его состав кондиционирующих добавок, а для уменьшения загрязнения окружающей среды – глубокая очистка промышленных выбросов. Эти агрегаты отличаются друг от друга только компоновкой оборудования. Наиболее совершенным из них является агрегат АС-72, технологическая схема которого представлена на рис. 45.
Раствор азотной кислоты с концентрацией 58–60% подогревается соковым паром в подогревателе1 до температуры 70–80°С, смешивается с кондиционирующими добавками (серной и фосфорной кислотой) и направляется в аппарат ИТН-72 3 . Газообразный аммиак подогревается в подогревателе2 до температуры 120– 130°С и также направляется в аппарат ИТН, где происходит нейтрализация азотной кислоты при температуре 155–165°С. Образовавшийся раствор нитрата аммония с концентрацией NH4 NO3 89– 92% и концентрацией HNO3 2–5 г/л подвергается донейтрализации аммиаком в донейтрализаторе5 и направляется в комбинированный выпарной аппарат6 , в нижнюю часть которого при помощи воздуходувки27 подается воздух, подогретый в подогревателе4 до 185°С. В комбинированном выпарном аппарате осуществляется полное испарение воды с получением плава селитры, содержащего
99,7–99,8% NH4 NO3 .
Плав нитрата аммония проходит донейтрализатор 7 , фильтры8 и поступает в бак9 , откуда погружным насосом10 перекачивается в напорный бак13 , установленный наверху грануляционной башни18 . Из напорного бака13 плав поступает в три леечных виброгранулятора14 , установленных в верхней части прямоугольной (8×11 м) грануляционной башни18 высотой 50–55 м.
Рис. 45. Схема производства аммиачной селитры в агрегате АС-72:
1 – подогреватель азотной кислоты;2 – подогреватель аммиака;3 – аппарат ИТН;4 – подогреватель воздуха;5 ,7 – донейтрализатор;6 – комбинированный выпарной аппарат;8 – фильтр плава;9 – бак плава;
10 – погружной насос;11 – насос;12 – сборник раствора NH4 NO3 ;13 – напорный бак плава;14 ,15 – грануляторы;16 – хвостовой вентилятор;17 – промывные скрубберы;18 – грануляционная башня;19 – кондиционер гранул;20 – транспортер;21 – элеватор;22 – охладитель гранул;23 – подогреватели воздуха;24 – вентиляторы;
25 – дренажный сборник плава;26 – насос;27 – воздуходувка;28 – буферная емкость
Производство азотных удобрений |
Охлаждающий воздух в количестве 500 тыс. м3 /ч засасывается в башню через зазоры в конической части башни с помощью хвостовых вентиляторов16 и после очитки от пыли в скрубберах17 выбрасывается в атмосферу. За время полета гранулы охлаждаются до 90–120°С. Гранулированный нитрат аммония из грануляционной башни конвейером20 подается в выносной охладитель кипящего слоя22 , состоящий из трех секций с независимой подачей воздуха в каждую секцию с помощью вентиляторов24 . В каждой секции предусмотрено регулирование температуры охлаждающего воздуха с помощью теплообменников23 .
Охлажденные гранулы с помощью элеватора 21 поступают во вращающийся барабан19 , где с помощью форсунок опрыскиваются антислеживающими добавками. Обработанные гранулы нитрата аммония подаются на упаковку.
В агрегате АС-72 установлено два аппарата ИТН-72 производительностью по готовому продукту 30 т/ч каждый. Аппараты состоят из реакционной и сепарационной частей. Диаметр реакционной части составляет 1,6 м; диаметр реакционного стакана – 1,2 м; высота – 4,2 м; диаметр сепарационной части – 3,8 м; общая высота аппарата – 10 м. В сепарационной части установлены четыре колпачковые тарелки и брызгоуловитель. На верхнюю тарелку подается конденсат сокового пара, на вторую снизу – 20–25%-ный кислый раствор NH4 NO3 , образующийся в промывном скруббере17 . В сепарационной части осуществляется очистка сокового пара от аммиака, брызг раствора NH4 NO3 и азотной кислоты. Окончательная очистка сокового пара осуществляется в скрубберах17 , установленных в верхней части грануляционной башни.
Комбинированный выпарной аппарат имеет производительность 60 т/ч. Он состоит из трех частей – трубчатой, концентрационной и сепарационной. Диаметр трубчатой части 2,8 м; высота – 6,4 м, поверхность теплообмена – 710 м2 ; диаметр концентрационной части – 2,8 м; высота – 6 м. В концентрационной части установлено пять ситчатых тарелок, обогреваемых глухим паром. Под нижнюю тарелку нагнетается горячий воздух с температурой 185°С.
Верхняя очистная часть имеет диаметр 3,8 м и высоту 3,5 м. В ней установлены две ситчатые тарелки, которые орошаются па-
ровым конденсатом и раствором NH4 NO3 из скрубберов17 . В сепарационной части происходит предварительная очистка паровоздушной смеси от брызг раствора NH4 NO3 , аммиака и паров азотной кислоты. Окончательная очистка происходит в скрубберах17 совместно с запыленным воздухом, выделяющимся из грануляционных башен. Все технологическое оборудование изготавливается из стали марки 08Х22Н6Т.
Производство аммонийной селитры оказывает минимальное техногенное воздействие на окружающую среду. Твердые и жидкие отходы в этом производстве отсутствуют. Единственным источником загрязнениям окружающей среды являются газообразные отходы – соковый пар из аппаратов ИТН, паровоздушная смесь из комбинированного выпарного аппарата и охлаждающий воздух из грануляционных башен. Они содержат в своем составе брызги раствора NH4 NO3 , пары азотной кислоты, аммиак, пыль и аэрозольные частицы NH4 NO3 . Объем этих отходов весьма велик. Так, количество воздуха, подаваемого в выпарной аппарат, составляет 25 тыс. м3 /ч, в грануляционную башню – 500–550 тыс. м3 /ч.
Поэтому основным способом очистки выхлопных газов является абсорбционный способ, основанный на поглощении вредных примесей водой или слабыми растворами NH4 NO3 . Соковый пар и паровоздушная смесь проходят предварительную очистку в сепарационных частях аппарата ИТН и выпарного аппарата, после чего объединяются с отработанным воздухом, выходящим из грануляционной башни, и направляются в промывные скрубберы17 , которые орошаются паровым конденсатом. Образовавшийся слабый раствор NH4 NO3 собирается в сборниках12 и циркуляционными насосами11 возвращается на орошение скрубберов.
Часть этого раствора подается на орошение в сепарационные части аппарата ИТН и выпарного аппарата, а затем на выпарку. С учетом большого объема отходящих газов в верхней части башни установлено шесть промывных скрубберов, снабженных хвостовыми вентиляторами, которые просасывают воздух через грануляционную башню.
Для более глубокой очистки отходящих газов от аэрозолей в современных схемах дополнительно устанавливаются тонковолокнистые фильтры. После такой очистки отходящие газы выбрасываются в атмосферу.