Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Процессы и оборудования химической технологии

Диссертационная работа:

Кочергин Сергей Александрович. Повышение эффективности производства сложных минеральных удобрений путем оптимизации процессов гранулирования и сушки : диссертация ... кандидата технических наук : 05.17.08 / Кочергин Сергей Александрович; [Место защиты: Иван. гос. хим.-технол. ун-т].- Иваново, 2008.- 114 с.: ил. РГБ ОД, 61 09-5/824

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Введение 5

1. Современное состояние теории и практики процессов гранулирования минеральных удобрений, и их аппаратурное оформление 8

1.1 Методы гранулирования и основные конструкции грануляторов 9

1.1.1 Агломерирование прессованием 9

1.1.2 Гранулирование из расплава 11

1.1.3 Гранулирование порошкообразных удобрений в присутствии растворов и плавов 13

1.1.3.1 Гранулирование диспергированием пульпы в псевдоожиженный слой 14

1.1.3.2 Агломерирование окатыванием 17

1.1.3.2.1 Дисковый гранулятор 18

1.1.3.2.2 Шнек-гранулятор 20

1.1.3.2.3 Барабанный гранулятор 22

1.1.3.2.4 БГС 24

1.1.3.2.5 Аммонизатор- гранулятор 25

1.2 Теория оптимизации химико- технологических процессов 28

1.2.1 Основные понятия 28

1.2.2 Этапы постановки оптимизационной задачи 30

1.2.3 Классификация оптимизационных задач 31

1.2.4 Подготовка задач к решению и оптимизационные расчеты 32

2. Экспериментальная часть 35

2.1 Описание технологической схемы производства диаммонийфосфата по двухступенчатой схеме аммонизатор-гранулятор совместно с сушильным барабаном 35

2.2 Методика измерения и регулирования технологических параметров 42

2.3 Основные проблемы, возникающие при получении минеральных удобрений на стадии грануляции и сушки 53

2.3.1 Стадия грануляции 54

2.3.2 Стадия сушки 56

2.4 Проведение исследований на промышленных аммонизаторе-грануляторе и сушилке 58

2.4.1 Экспериментальные данные, полученные на промышленном аммонизаторе-грануляторе и их описание 58

2.4.2 Экспериментальные данные, полученные при исследовании промышленного сушильного барабана 63

2.4.3 Экспериментальные данные, полученные на промышленном ТГУ 65

2.5 Анализ экспериментальных данных процессов гранулирования и сушки диаммонийфосфата 67

2.5.1 Стадия гранулирования 67

2.5.2 Стадия сушки 69

2.5.3 Выводы по проведённому эксперименту 71

3 Оптимизация процессов гранулирования и сушки 72

3.1 Составление регрессионных уравнений для стадии гранулирования и сушки.72

3.1.1 Стадия гранулирования 72

3.1.2 Стадия сушки 75

3.2 Оптимизация процессов гранулирования и сушки 79

3.2.1 Решение оптимизационной задачи для процесса гранулирования 79

3.2.2 Решение оптимизационной задачи для процесса сушки 82

3.2.3 Решение повторной оптимизационной задачи для процесса гранулирования 83

3.2.4 Анализ полученных результатов 85

3.2АЛ Анализ влияния основных входных параметров на выход товарной фракции после сушильного барабана 86

3.2.4.2 Анализ влияния основных входных параметров на влажность продукта после сушильного барабана 93

3.3 Расчёт экономического эффекта от проведённой оптимизации 97

Выводы по работе 99

Список литературы 100

Приложение 1 106

Приложение 2 107

Приложение 3 108

Приложение 4 109

Приложение 5 110

Приложение 6 111

Приложение 7 113

Приложение 8 114 

Введение к работе:

Актуальность работы

Физико-химические свойства фосфатов аммония таковы, что делают предпочтительным использование этих продуктов для получения всего необходимого для сельского хозяйства ассортимента комплексных удобрений. Если химический состав продукта зависит от качества и соотношения исходных компонентов, то его физические и механические свойства формируются на всех стадиях технологического процесса. Особая роль в этом отводится гранулированию, в процессе которого закладываются форма, размер, плотность и структура частиц. В технологии производства минеральных удобрений одной из основных стадий формирования качества продукта является процесс гранулообразования с последующей или одновременной стабилизацией структуры (сушкой или охлаждением) и выделением товарной фракции. Не случайно различные схемы производства удобрений называют по типу гранулятора, считая его основным аппаратом, формирующим структуру технологической линии. В большинстве случаев техника гранулирования к настоящему времени определена и прогресс в этой области идёт по пути модернизации существующего оборудования в направлении создания более надёжных, достаточно простых в изготовлении и эксплуатации конструкций. Совершенствование аппаратуры применительно к конкретным условиям эксплуатации оказывает решающее влияние на эффективность технологической линии. Однако модернизация конструкций не должна быть односторонней и направленной только на интенсификацию данного процесса. Следует также искать пути изменения и оптимизации технологии, чтобы полнее использовать возможности имеющейся аппаратуры.

Большинство из выпускаемых на данный момент сложных фосфоросодержащих минеральных удобрений производится методом окатывания с использованием связующего компонента на частицах ретура в барабанных аппаратах. Технологические системы по выпуску таких удобрений работают по схеме с “БГС” (барабанная гранулятор-сушилка), либо по схеме “АГ+СБ” (аммонизатор-гранулятор совместно с сушильным барабаном). Наиболее управляемой является схема АГ+СБ с использованием большого количества ретура и связующей пульпы, получаемой нейтрализацией фосфорной кислоты жидким аммиаком в смесителях-нейтрализаторах.

Промышленная эксплуатация барабанных грануляторов и сушильных барабанов показывает, что на надёжную работу такой технологической системы оказывает влияние большое количество факторов. Их влияние на надёжность работы технологической системы по выпуску сложных удобрений в настоящее время изучено не в полной мере. Несмотря на то, что некоторые производства работают уже более 25 лет, оптимальные режимы ведения процессов гранулирования и сушки до сих пор не найдены.

Основные цели исследования

1. Выявление определяющих параметров процессов гранулирования и сушки производства диаммонийфосфата по схеме АГ+СБ.

2. Проведение оптимизации технологических режимов работы аммонизатора-гранулятора и сушильного барабана в производстве диаммонийфосфата.

Задачи исследования

1. Проведение исследований на промышленном аммонизаторе-грануляторе и сушильном барабане (при средней производительности технологической системы по готовому продукту 57 т/ч) в широком диапазоне изменения входных параметров при выпуске диаммонийфосфата.

2. Выявление основных определяющих параметров как процесс гранулирования, так и процесс сушки при выпуске диаммонийфосфата.

3. Получение регрессионных зависимостей, связывающих качественные характеристики получаемого диаммонийфосфата, а также выход товарной фракции с основными влияющими параметрами.

4. Определение оптимальных режимов работы аммонизатора-гранулятора и сушильного барабана, как при раздельной, так и при совместной их работе.

Научная новизна

1. Найдены основные определяющие параметры процессов грануляции и сушки, оказывающие существенное влияние как на качество продукта, так и на выход товарной фракции, а также пределы их изменения, в диапазоне которых обеспечивается технологически надёжная работа системы производства диаммонийфосфата, в результате проведенных исследований на промышленных установках при средней производительности 57 т/ч по ДАФ.

2. Получены регрессионные зависимости, связывающие качественные характеристики диаммонийфосфата и производительность технологической системы по готовому продукту с основными влияющими параметрами процессов гранулирования и сушки.

3. Проведена оптимизация технологических режимов работы аммонизатора-гранулятора и сушилки, как при отдельной, так и при совместной их работе с целью получения максимальной производительности технологической системы по выпуску диаммонийфосфата при сохранении его качества согласно требованиям технических условий на производстве.

Практическая значимость

1. Полученные математические зависимости между входными и выходными параметрами стадий гранулирования и сушки в производстве диаммонийфосфата позволяют найти технологически надёжные режимы работы этих стадий при изменении требований к выпускаемому на производстве удобрению (содержание Р2О5, N, Н2О, гранулометрический состав).

2. Разработана программа для оперативного расчёта всех качественных характеристик получаемого на производстве диаммонийфосфата в зависимости от изменения всех входных технологических параметров как на стадии гранулирования, так и сушки. Данная программа была внедрена на ОАО “Аммофос” в производство минеральных удобрений для облегчения работы операторов в системе управления.

3. Полученные оптимальные значения всех входных параметров в процессе проведения оптимизации режимов работы отделения гранулирования и сушки позволили составить режимную карту для ведения технологии получения диаммонийфосфата.

4. Проведённая оптимизация позволяет снизить себестоимость диаммонийфосфата, увеличить производительность по готовому продукту и одновременно повысить надёжность работы всей технологической системы.

5. Расчёт экономического эффекта от внедрения оптимальных режимов работы аммонизатора-гранулятора и сушилки только на одной линии производства диаммонийфосфата, когда производительность технологической нитки по готовому продукту составляет 61,4 т/ч вместо 55 т/ч по регламенту, показал, что он составляет порядка 118 млн. рублей/год.

Апробация работы

Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на VII Международной научной конференции “Теоретические и экспериментальные основы создания новых высокоэффективных процессов и оборудования” (г. Иваново, 2005 год); на международной научной конференции “Теоретические основы создания, оптимизации и управления энерго- и ресурсосберегающими процессами и оборудованием” (г. Иваново, 2007 год).

Публикации

Материалы диссертационной работы получили отражение в 6 публикациях.

Структура и объём работы

Диссертация состоит из введения, трёх глав, выводов по работе, списка литературы из 101 наименования. Работа изложена на 114 страницах машинописного текста, 32 рисунков, 9 таблиц, 7 приложений.

Реализация результатов работы

Результаты работы внедрены в производстве минеральных удобрений на ОАО “Аммофос”.

Подобные работы
Измайлов Максим Тимурович
Повышение эффективности сушки дисперсных материалов за счет применения виброакустических воздействий
Гамрекели Михаил Николаевич
Пути повышения эффективности энерго-ресурсосбережения при структурно-функциональной организации установок распылительной сушки
Кузнецов Владимир Анатольевич
Повышение эффективности стадии водной дегазации в производстве синтетических каучуков методом растворной полимеризации
Тимербаев Наиль Фарилович
Повышение эффективности энергетического использования древесных отходов
Барсуков Роман Владиславович
Исследование ультразвукового воздействия на технологические среды и повышение эффективности технологических аппаратов
Савин Игорь Игоревич
Повышение эффективности ультразвуковых процессов и аппаратов на базе согласования параметров компонентов электроакустических систем и технологических сред
Галич Василий Николаевич
Повышение эффективности работы центробежных пылеуловителей за счет применения встречных закрученных потоков
Шакиров Альберт Султанович
Повышение эффективности устройств СВЧ нагрева промысловых комплексов сепарации водонефтяных эмульсий
Буртник Иван Степанович
Повышение эффективности и расчет аппаратов с кипящим слоем при активных вибрационных воздействиях на обрабатываемый материал
Костенко Алексей Васильевич
Совершенствование конструкции и повышение эффективности работы реакторного блока процесса каталитического риформинга углеводородного сырья

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net