Высушенный и гранулированный аммофос за счет угла наклона 1,5° и вращения барабанного-гранулятора сушилки, перемещается к разгрузочной камере. Из разгрузочной камеры сухой продукт (влажность гранул аммофоса в пределах 0,4-1%) по течке поступает на элеватор поз. 54, а затем подается на рассев грохотами поз. 56 (на каждой системе по два грохота)
На грохотах происходит разделение крупной фракции на сите 3,5´3,5 мм готового продукта и мелкой фракции через сито 2´2 мм. Крупная фракция с верхнего сита поступает на дробилку поз. 58 (под каждым грохотом одна дробилка). Молотковая дробилка представляет собой измельчающую машину ударного действия, имеющею быстро вращающийся диск, к которому шарнирно прикреплены стальные молотки. Материал подается на измельчение в дробилку с верху, подхватывается молотками и измельчается ими. Отскакивая, от молотков материал ударяется о броневые плиты и при этом измельчается. Готовый продукт выводится из дробилки через разгрузочную решетку.
Мелкая фракция от грохотов по течке поступает на конвейер поз. 59, далее на конвейер поз. 28 и в головню часть барабанного-гранулятора сушилки.
Готовый продукт (1÷4 мм) поступает на конвейер поз. 35, далее в охладитель гранул поз. 60, а затем на конвейер поз. 301 и на склад готового продукта.
В процессе сушки гранулированного аммофоса, помимо испарения влаги из гранул происходит выделение аммиака и фтористых газов за счет разложения (NH4)2SiF6 и H2SiF6, содержащихся в аммофосной шихте и в пульпе.
(NH4)2SiF6 → 2NH3 + SiH4 + 2HF
H2SiF6 → SiF4 + 2HF
С увеличением температуры продукта в барабанном-грануляторе сушилке увеличивается выделения аммиака и фтора, поэтому процесс сушки в барабанном-грануляторе сушилке ведут с температурой отходящих газов не более 120 °С, а продукта на выходе из барабанного-гранулятора сушилки до 95 °С. Пыль аммофоса, газы и испаряемая влага из барабанного-гранулятора сушилки (пылегазо-воздушная смесь) протягивается хвостовым вентиляторам поз. 51, через систему очистки в циклоне поз. 48 и скруббере барботажном поз. 52. В циклоне поз. 48 происходит мокрая отчистка от аммофосной пыли и частично от аммиака. Циклон имеет цилиндрический корпус с коническим днищем. Пыле газо-воздушная смесь в водится в циклон тангенциально через патрубок со значительной скоростью, при этом прямолинейное движение газо-воздушного потока преобразуется во вращательное. Поток запыленного газа движется вниз по спирали. Частицы пыли, как более тяжелые, прижимаются к внутренней поверхности циклона и сползают вниз через патрубок. Газ, не доходя до конической части циклона и не находя выхода, меняет направление, закручивается по меньшему радиусу и выходит по трубе (в верхней части циклона).
Орошение циклона осуществляется из бака поз. 66, куда подается конденсат от выхлопных труб, который насосом непрерывно подается на орошение циклона в замкнутом цикле: поз.66, циклон, поз. 48 с переливом насыщаемой пульпы в поз. 37/1 (37/2). После циклона отходящие газы вентилятором поз. 51 подаются на очистку в скруббере поз. 52. Аппарат представляет собой камеру, внутри которой находятся перфорированные тарелки. Пульпа на орошение скруббера подается с верху, а загрязненный газ подается в аппарат снизу. Проходя, через отверстия тарелок, газ барботирует сквозь жидкость и превращает ее в слой подвижной пены. В слое пены пыль поглощается жидкостью, основная часть которой (примерно 80%) удаляется с тарелок вмести с пеной через регулируемые пороги. Оставшаяся часть жидкости (около 20%) сливается через отверстия в тарелке и улавливает в подтарельчатом пространстве более крупные частицы. Орошение скруббера осуществляется пульпой с рН=3,0– 4,5, γ=1,2–1,24 (гр./см.3) в замкнутом цикле: бак поз. 37, скруббер поз. 52 с выводом пульпы по мере насыщения на скоростной аммонизатор испаритель, баки поз. 5 или в отделение экстракции.
После скруббера отходящие газы проходят каплеотбойник и выбрасываются в атмосферу. Образующейся конденсат в газоходах и в выходной трубе (свече) собирается в бак поз. 37б, откуда насосом поз. 38 подается на орошение циклонов 48/1 (48/2). Топочные газы получаются при сгорании топлива – природного газа в газо-воздушном калорифере (ГВК–6) поз. 45/1 (45/2). Температура на входе в барабанный-гранулятор сушилку регулируется количеством подаваемого топлива в заданном соотношении с первичным воздухом и количеством вторичного воздуха, нагнетаемого вентиляторами поз. 46/1 (46/2).
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. |
В процессе производства аммофоса применяется много разнообразных материалов и полупродуктов. В ходе процесса сушки аммофосной пульпы в барабаном-грануляторе сушилке при производстве аммофоса используются:
| Аммофосная пульпа | |
| Влажность – | Не более 50 % |
| Водородный показатель pH – | 4,0 – 4,5 |
| Температура – | 115 °С |
| Удельный вес – | 1,3 – 1,36 г/см3 |
| Природный газ, имеющий состав: | |
| Метан (CH4) – | 93,2% |
| Тяжелые углеводороды – | 1,1–6,3% |
| Азот и инертные газы – | 0,4–0,5% |
| Плотность при температуре 0°С и давлении 760 мм. рт. ст. – | 0,718 кг/м3 |
| Температура воспламенения – | 630-645°С |
| Теплотворная способность – | 8310-8550 Ккал/м3. |
| Пределы взрываемости – | 5–15% |
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.