Введение 4
1 Теоретическая часть 6
1.1 Физико-химические основы получения простого суперфосфата 6
1.2 Исследования по применению отработанной серной кислоты в
производстве простого суперфосфата 7
1.3 Сравнение различных видов отработанной серной кислоты 11
1.4 Выбор исходного сырья для технологического процесса 13
1.5 Выбор технологического процесса по использованию отработанной
серной кислоты в производстве простого суперфосфата 15
2 Технологическая часть 18
2.1 Характеристика сырья и готовой продукции 18
2.2 Технологическая схема производства простого суперфосфата 20
2.3 Материальный баланс разложения апатитового концентрата 22
2.5 Тепловой баланс разложения апатитового концентрата 33
2.6 Расчет основного аппарата и мощности мешалок 37
2.7 Экономический эффект использования отработанной серной кислоты44
Заключение 47
Список используемой литературы и используемых источников 48
Фосфорные удобрения являются одними из наиболее широко применяемых удобрений в современном сельском хозяйстве. Это связано с несколькими факторами. Во-первых, фосфор является жизненно важным макроэлементом, необходимым для жизнедеятельности всех культурных растений. Во-вторых, зачастую фосфор является лимитирующим дефицитным элементом в почвах, используемых под сельское хозяйство; недостаток фосфора приводит к снижению урожайности культурных растений, возделываемых на этих почвах. В-третьих, стремительный рост численности населения Земли в 21 веке создает потребность в увеличении производимой сельскохозяйственной продукции и как следствие - увеличении плодородия почв, используемых под сельскохозяйственные нужды. В-четвертых, потеря плодородия почв в связи с эрозией и вымыванием фосфора из культивируемых почв является глобальной проблемой [1]. Все эти факторы приводят к увеличению потребления фосфорных удобрений.
В то же время производство фосфорных удобрений является достаточно материалоемким процессом. Сырьевые затраты составляют до 95% от общей стоимости производства, в то время как энергетические затраты составляют не более 1%.
Наиболее распространенным фосфорным удобрением является простой суперфосфат [2]. Суперфосфат применяют на всех почвах в качестве основного предпосевного, припосевного (лучше гранулированный суперфосфат) удобрения [3].
В настоящий момент сернокислотное разложение природных фосфатов является единственным экономически и практически оправданным способом производства простого суперфосфата. Зачастую именно использование серной кислоты является самой затратной частью технологического процесса, что приводит к удорожанию конечного продукта.
Одним из способов снижения стоимости продукции - простого суперфосфата является использование отработанной серной кислоты. Но вместе с тем использование отработанной серной кислоты имеет значительные негативные побочные эффекты: уменьшается скорость вызревания суперфосфатной массы, падает эффективность разложения апатитового концентрата, снижается прочность суперфосфатных гранул.
В этой связи необходимо выбрать приемы и технологические режимы по устранению этих недостатков и получению готового продукта требуемого качества.
Целью бакалаврской работы является снижение стоимости простого суперфосфата.
Задачи работы:
- Выявить особенности процессов, протекающих при разложение апатита отработанной серной кислотой;
- Изучить базу образования отработанных серных кислот, их объемы и состав.
- Изучить технологию и оборудование, применяемое для производства простого суперфосфата;
- Предложить технологическую схему производства простого суперфосфата с применением отработанной серной кислоты;
- Произвести расчеты материального и теплового балансов процесса;
- Произвести расчет экономического эффекта от замены чистой серной кислоты на отработанную.
Описаны физико-химические основы процесса и технология получения простого суперфосфата.
Проведен анализ исследований по применению отработанной серной кислоты в производстве простого суперфосфата. Показаны преимущества проведения процесса получения простого суперфосфата с применгением отработанной серной кислоты в присутствии молибденсодержащего отработанного раствора.
Дана характеристика различных видов отработанной серной кислоты. Обоснован выбор технологии и исходного сырья для усовершенствованного технологического процесса.
Произведен расчет материального и теплового баланса технологического процесса производства простого суперфосфата. Уточнены расходы отработанной и технической серных кислот.
Проведен расчет мощности мешалок, устанавливаемых в непрерывнодействующей суперфосфатной камере. Выбраны соответствующие двигатели для них.
Приведена оценка экономического эффекта применения отработанной серной кислоты в усовершенствованном технологическом процессе по сравнению со стандартным процессом. Экономия составляет 1489,21 руб на тонну простого суперфосфата, или 12,09 % от стандартной себестоимости продукта
