Физико-химические свойства аммиачной селитры

В чистом виде аммиачная селитра представляет собой белое кристаллическое вещество, содержащее 35% азота в аммиачной и нитратной формах. Технический продукт содержит не менее 34,0% азота.

Относительная молекулярная масса — 80,043

Плотность, т/м3:

  • истинная          — 1,690-1,725
  • насыпная при влажности гранулированного продукта 1% и температуре 20°С:
  • при плотной упаковке  — 1,164
  • при неплотной упаковке — 0,826

Гранулирование

При гранулировании расплава для первоначально образующихся капель характерна высокая температура поверхности и соответствующее ей давление насыщенных паров. В то же время давление насыщенных паров нитрата аммония, соответствующее температуре воздуха в грануляционной башне, примерно на два порядка ниже. Следовательно, пары, уходящие с поверхности капель сплава в воздушный поток, будут сильно перенасыщенными. Известно, что даже при значительно меньших пересыщениях образуются аэрозоли с частицами размером 0.1-15 мкм.

Более высокое содержание нитрата аммония в отходящем воздухе в промышленных условиях по сравнению с расчётами объясняется тем, что в процессе разбрызгивания плава аммиачной селитры, а также при разрушении гранул во время их охлаждения в башне возможно образование мелких частиц и унос их с воздухом.

Доупаривание

При доупаривании плава аммиачной селитры воздух, продуваемый через аппарат, соприкасается со стекающей плёнкой плава, температура которого даже выше, чем при гранулировании. Интенсивная масоотдача от стекающей плёнки плава начинается сразу же на входе воздуха в трубки, где благодаря значительной движущей силе процесса, определяемой равновесным давлением пара нитрата аммония над пленкой, воздух насыщается его парами.

В реконструированных доупарочных аппаратах, а также в аппаратах агрегата АС-67А, предназначенных для получения плава концентрацией 99,8-99,9%, воздух после барботажных тарелок мощной массообменной части аппарата выходит к состоянию, близком к насыщению парами нитрата аммония. Снижение содержания селитры в воздухе после трубчатой части аппарата за счёт обратного поглощения её стекающей плёнкой на более холодных участках не превышает 10%.

Охлаждение выбрасываемой парогазовой смеси при смешении с атмосферным воздухом или в барботажном слое очистных тарелок приводит к большому пересыщению паров селитры и образованию аэрозолей нитрата аммония. В результате степень очистки воздуха на двух очистных тарелках не превышает 80-85%.

Аммиачная селитра
Аммиачная селитра

Нейтрализация

На крупных агрегатах производства аммиачной селитры вторичный пар направляют в скруббер, где его смешивают с воздушным потоком, выходящим из грануляционной башни. После очистки смесь выбрасывают в атмосферу. Следовательно, в этом случае анализ вероятного попадания нитрата аммония в паровую фазу важен для обеспечения эффективной очистки от него воздушных выхлопов.

В реакционной зоне аппарата нейтрализации температура растворов селитры равна 150-180 градусов Цельсия. При этом за счёт давления насыщенных паров нитрата аммония в образовавшихся парах воды может содержаться от 2,7 до 15 г нитрата аммония на 1 л конденсата сокового пара. Среднее содержание азотной кислоты в растворе аммиачной селитры, выводимой из аппарата нейтрализации, составляет 2-4 г/л и выше.

Поскольку образовавшиеся пары воды содержат непрореагировавший аммиак, то в результате взаимодействия с ним кислоты в паровой фазе может образоваться дополнительно до 50 г нитрата аммония на 1л конденсата сокового пара.

Соковые пары, пройдя четыре очистные тарелки аппарата нейтрализации, несмотря на снижение температуры до 100 градусов по Цельсию, на выходе содержат около 10 г нитрата аммония на 1 л конденсата, что дополнительно загрязняет воздух, отходящий из грануляционной башни.

То есть, в большинстве случаев селитра, содержащаяся в выбрасываемом технологическом воздухе, представляет собой аэрозоль с частицами размером меньшим 10 мкм.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector