Цель: Рассчитать тепловые балансы теплообменника колонны синтеза аммиака и холодильника первичной конденсации.

Теоретические основы

     Колонна синтеза аммиака состоит из корпуса высокого давления и вмонтированной в нем насадки, заполненной катализатором. В большинстве колонн имеются внутренние (встроенные) теплообменники. В ряде случаев в колонну синтеза помещают паровые котлы или устройства для отвода тепла посторонним теплоносителем.

     При первичной конденсации наиболее распространенной конструкцией водяного конденсатора, применяемого  в агрегатах средней мощности, является секционный конденсатор типа труба в трубе. Основным недостатком конденсаторов этого типа являются высокое гидравлическое сопротивление и большая металлоемкость. В связи с этим они заменяются на спиральные водяные конденсаторы. Аппарат этого типа состоит из пучка согнутых в спирали труб высокого давления, которые помещены в стальной цилиндрический кожух.

     В агрегатах большой мощности в качестве аппарата первой ступени конденсации аммиака получили распространение воздушные холодильники, объединенные в блоки.

Цель: Рассчитать материальный и тепловой балансы 1 и 2 ступени дистилляции плава карбамида.

Теоретические основы

     Карбамид получают в кристаллическом и гранулированном виде. В первом случае после дистилляции плава раствор карбамида выпаривают в одну ступень до концентрации 95-96% СО(NН₂)₂ в вакуум-выпарном аппарате при абсолютном давлении 0,4×10⁵ н/м² и температуре кипения 125⁰С. Упаренный раствор охлаждается в кристаллизаторе, при этом образуется кристаллический продукт.

     Для получения гранулированного карбамида раствор упаривают до состояния плава, после охлаждения которого продукт затвердевает. Раствор карбамида упаривают в две ступени: вначале до концентрации 95-96%, затем до 99,8% СО(NН₂)₂. вторую ступень выпаривания ведут при абсолютном давлении 0,003×10⁵ н/м².

Цель: Составить и рассчитать тепловые балансы процессов кристаллизации аммиачной селитры в грануляционной башне и сушки аммиачной селитры в сушилке барабанного типа.

Теоретические основы

     Отрицательным свойством аммиачной селитры является ее способность слеживаться. Уменьшение слеживаемости аммиачной селитры достигается путем ее гранулирования.

     Процесс кристаллизации аммиачной селитры экзотермичен. При кристаллизации плава происходят превращения кристаллических модификаций соли, которые протекают с выделением тепла. Количество тепла, выделяющегося при кристаллизации селитры, зависит от температуры плава, поступающего на кристаллизацию, и температуры соли после кристаллизации.

     Для получения аммиачной селитры в гранулированном виде кристаллизацию соли из плава проводят в грануляционных башнях.

Цель: Составить и рассчитать материальный и тепловой балансы двухступенчатого выпаривания растворов аммиачной селитры.

Теоретические основы

     Раствор аммиачной селитры из аппарата ИТН или из вакуум-испарителя отправляют на донейтрализацию и выпаривание.

     Выпаривание 64-65%-ного раствора аммиачной селитры ведут в две ступени при разрежении. 

     Начальный 64-65%-ный раствор аммиачной селитры в первой ступени выпаривается до концентрации 84% при постоянной температуре  около 84⁰С. Для выпаривания применяют вертикальные выпарные аппараты АС пленочного типа с поверхностью нагрева 500м². Для нагревания раствора в первой ступени выпаривания используют соковый пар из аппарата ИТН, а также пар давлением 1,3 ат.

     Во второй ступени 84%-ный раствор аммиачной селитры упаривается при температуре не выше 166⁰С до концентрации около 98,6%. Выпаривание ведут в горизонтальных аппаратах типа АС, представляющих собой  кожухотрубный двухходовой теплообменник (поверхность нагрева 120м²). Греющим агентом служит свежий насыщенный пар при давлении 9 ат.

     В процессе упаривания раствора аммиачная селитра частично гидролизуется с образованием свободной азотной кислоты, поэтому плав нейтрализуют газообразным аммиаком и направляют на кристаллизацию.

Цель: Научиться составлять и рассчитывать материальный баланс колонны синтеза аммиака.

Теоретические основы

     Синтез аммиака протекает по уравнению

N₂ + 3H₂ 2NH₃ + Q