Одновременно с грануляцией диаммонийфосфата в БГС осуществляется процесс сушки продукта. Для этой цели в БГС прямотоком к движущемуся гранулированному материалу из газовоздушного калорифера ГВК-6 поз.45/1,2 подается теплоноситель (смесь продуктов сгорания газообразного топлива с воздухом). Температура теплоносителя на входе в БГС не более 450°С.
За время пребывания гранулируемого диаммонийфосфата в аппарате БГС он высушивается до конечной влажности не более 1.8%. Контроль за влажностью осуществляется автоматически влагомером, установленным в разгрузочной камере БГС.
Температура топочных газов в процессе сушки снижается и на выходе из БГС не должна быть более 90 °С при этом, температура даммонийфосфата не должна превышать 85 °С.
Высушенный гранулированный диаммонийфосфат за счет угла наклона БГС равного 1,5 и его вращения, перемещается к разгрузочной камере. Из разгрузочной камеры сухой продукт по течке поступает на элеватор поз.54/1-2, а затем подается для классификации на грохоты поз. 56/1-4 (на каждой системе по два грохота). На грохотах происходит отделение крупной и мелкой фракции высушенного материала от фракции с товарными размерами гранул.
Процесс грануляции диаммонийфосфата зависит от стабильности ведения теплового режима сушки, температуры, плотности и кислотности пульпы, влажности гранул, количества внешнего ретура., давления воздуха на форсунку подачи пульпы. Все параметры должны контролироваться системой управления и поддерживаться в оптимальном для процесса режиме.
В процессе сушки диаммонийфосфата одновременно с испарением влаги в газовую фазу происходит выделение аммиака и фторсодержащих соединений.
Аммиак выделяется в газовую фазу вследствие термораспада диаммонийфосфата до моноаммонийфосфата. Фторсодержащие соединения поступают в газовую фазу вследствие термораспада кремнефтористого аммония содержащегося в ретуре БГС и в сборнике пульпы поз.70А.
(NH4)2HP04 = NH4H2PO4 + NH3 ;
(NH4)2SiF6 = SiF4 + 2HF + NH3;
С увеличением в БГС температуры продукта увеличивается выделение в газовую фазу аммиака и фторсодержащих соединений, поэтому процесс сушки в БГС ведут с температурой отходящих газов не более 90 °С, а температурой продукта на выходе из БГС не более 85 °С.
Отходящие газы на выходе из аппарата БГС выносят с собою пылевидные частицы диаммонийфосфата.
Перед выбросом отходящих топочных газов в атмосферу проводят их мокрую пыле газоочистку. Для этой цели загрязненные газы хвостовым вентилятором поз. 51/1-2 транспортируются через орошаемый газоход и абсорбер пенный скоростной АПС поз. 48/1,2.
Технологически мокрая очистка отходящих газов осуществляется в 4 последовательные ступени.
В качестве узлов 1-й и 2-й ступеней очистки используется наклонный участок газохода после БГС (уклон 7° в сторону АПС) с тремя кольцевыми диафрагмами, орошаемыми в цикле абсорбентом, подаваемым насосом поз.50/1,2 из циркуляционного бака поз. 49/1,2. В качестве абсорбционной жидкости на этих стадиях используются фосфорная кислота, поступающая с отделения экстракции. На этой стадии улавливается пыль диаммонийфосфата и аммиак.
Абсорбционная жидкость с этой стадии по мере своего насыщения аммиаком и пылью продукта откачивается из бака поз. 49/1,2 насосом поз.50/1,2 в сборник поз.З. Равномерность распределения фосфорной кислоты поступающей для очистки отходящих газов контролируется индукционными расходомерами, установленными на трубопроводах от этих насосов. Регулирование расхода кислоты осуществляется в зависимости от уровня кислоты в сборнике поз. З.
Система управления процессом обеспечивает поступления фосфорной кислоты на первые две ступени очистки пропорционально производительности БГС.
Третья и четвертая ступени очистки газа, предназначаются для улавливания фторсодержащих соединений. Реализуются эти процессы в абсорбере пенном скоростном АПС поз. 48/1,2.
На верхнюю тарелку пенного абсорбера поз. 48 подается вода
насосом поз. 65-1 после очистки отходящих газов выпарного аппарата.
Количество воды контролируется индукционными расходомерами,
установленными на трубопроводе к поз.48-1, 48-2 и регулируется
заслонками на том же трубопроводе. По мере изменения расхода воды к
пенным абсорберам изменяется уровень жидкости поз.66-1.
Нижняя часть абсорбера орошается форсункой, на которую
подается кислота от насоса поз.50-1/2.
Абсорбционная жидкость с наклонного газохода и АПС сливаются в бак поз.49/1,2
Очищенные топочные газы в составе организованного выброса выводятся в атмосферу (Источники № 144, 145).
Узел складирования и отгрузки готового продукта включает в себя следующее оборудование: конвейер поз.301, самоходную сбрасывающую тележку поз.302, бункера гранулированного диаммонийфосфата поз.ЗОЗ/ 3-12, ленточные конвейера поз.313/1,2.
Диаммонийфосфат после охладителя гранул поз.60-1/2 поступает на бункерные весы поз.75-1/2. С бункерных весов продукт попадает в бункер поверхностной обрабртки, откуда по наклонному желобу ссыпается на ленточный конвейер поз.301. В бункере поверхностной обработки на поверхность гранул диаммонийфосфата напыляется кондиционер, который препятствует слеживанию продукта на складе и его транспортировки.
Расход кондиционера регулируется производительностью насоса высокого давления пропорционально расходу продукта на склад.
В процессе сушки и грануляции аммофосной пульпы используется следующее технологическое оборудование:
| 1. Барабаный-гранулятор сушилка поз.44/1 (44/2) | Предназначен для окатки и сушки аммофосной пульпы и выдачи готового продукта на рассев. Диаметр 3200 мм, длина 22000 мм, угол наклона 1,5°. |
| 2. Газо-воздушный калорифер поз.45/1 (45/2) | Предназначен для получения смеси топочных газов с воздухом, производительность – 6 Гкал/час. |
| 3. Вентилятор поз.51/1 (51/2) | Предназначен для отсоса газо-пылевоздушной смеси из барабаного-гранулятора сушилки, Q=100000 м3/час, напор 10,00 кПа, Дж=17 жн, привод от электродвигателя АО/ДА 30-12-36-4, мощность – 320 кВт n=1500 об/мин. |
| 4. Вентилятор ДД – 12 поз.46/1 (46/2) | Предназначен для подачи вторичного воздуха на горение Q=50000-55000 м3/час напор H=3,43 кПа. |
| 5. Абсорбер пенный скоростной поз.49/1 (49/2) | Предназначен для отчистки газов, выходящих из барабаного-гранулятора сушилки от фтора, аммиака и аммофосной пыли мокрым способом последовательно в четыре ступени. |
| 6. Циклон поз.48/1 (48/2) | Предназначен для очистки газов, выходящих из барабаного-гранулятора сушилки от аммофосной пыли (грубая очистка). |
| 7. Приемный бак поз. 70 | Предназначен для приема упаренной пульпы и дальнейшей передачи ее в барабанный-гранулятор сушилку, V=16 м3. |
| 8. Насос погружной поз. 71 | Предназначен для подачи пульпы из бака поз. 70 в барабанный-гранулятор сушилку и для циркуляции пульпы из бака на выпарной аппарат. |
Цель: автоматизировать процесс поддержания температуры на выходе БГС с помощью технологического оборудования и аппаратуры контроля и автоматики.
В недавнее время контроль и управления этой технологической операции поддержания температуры на выходе БГС осуществлялся частично. Контроль температуры велся с помощью морально устаревших приборов КИПиА
Проблема состояла в том, что приборы имели большую погрешность измерений, из-за этого осложнялся контроль за температурой на выходе БГС, что приводило к ухудшению качества продукта. Вследствие этого падала производительность, повышалась себестоимость продукта. Поэтому я предлагаю эту технологическую операцию автоматизировать с помощью блока преобразования сигналов термопар (с блоком питания БП96-24), расходомером типа Метран-335, электромагнитного клапана типа ВН6М-1К, микроконтроллера АТ89С2051.
Структурная схема автоматизации представлена на листе 1 графической части проекта.
Температура на выходе барабанной - гранулятор сушилки регулируется подачей топочных газов в голову БГС, которые образуются при сжигании природного газа в газовоздушном калорифере.
Измерение температуры производится термопарой типа ТХК, сигнал поступает на блок преобразования сигнала термопар БПТ-22, где сигнал преобразуется и поступает на вход микроконтроллера АТ89С2051. На вход микроконтроллера также поступает сигнал с расходомера Метран-335, который определяет количество природного газа поступающего в ГВК. Исполнительным устройством данной системы является электромагнитный клапан ВН6М-1К, который регулирует подачу природного газа в ГВК.
| № | Единицы измерения | Диапазон измерений | Условия работы | Инерционность процесса | Параметр |
| 54д | t, C | 0-150 | Нормальные | Инерционный | Тем-ра на выходе |
| 53а | t, C | 0-900 | Нормальные | Инерционный | Тем-ра на входе |
| 41а | м3/ч | 0-9000 | Нормальные | Инерционный | Расход 1-ого воздуха |
| 38а | м3/ч | 0-25000 | Нормальные | Инерционный | Расход 2-ого воздуха |
| 51а | м3/ч | 0-20 | Кислотная среда | Инерционный | Расход пульпы |
| 47а | м3/ч | 0-900 | Взрывобезопасное исполнение | Инерционный | Расход газа |
| 48а | кгс/см2 | 0-900 | Взрывобезопасное исполнение | Инерционный | Давление газа |
Для повышения качества продукта автоматизируем контур регулирования связанный с регулированием температуры на выходе БГС, так как именно этот контур является самым важным в получении готового продукта. Автоматизация других приборов не приведет к значительному повышению производительности, поэтому экономически не выгодна.