Жидкие удобрения, их достоинства и недостатки

23.Жидкие удобрения, их достоинства и недостатки. Виды жидких азотных удобрений . Растворы « карбамид - аммиачная селитра» (КАС). Основы технологии растворов КАС,

Наряду с твердыми удобрениями достаточно распространены и жидкие удобрения. Различают жидкие азотные удобрения (ЖАУ) и жидкие комплексные удобрения (ЖКУ), содержащие N, Р или N, Р, К.

Виды ЖАУ:

- жидкий (безводный) аммиак - самое концентр-ое уд-ие (82,3% N)

- аммиачная вода (водный аммиак): марки А и Б содержание NH₃ ³25%;

- аммиакаты (водные растворы NH₃, NH₄NO₃, CО(NH₂)₂ или Ca(NО₃)₂ - светлые жидкости, r в пределах 900 – 1250кг/м³).

- растворы КАС (гомогенные водные системы, содержащие карбамид и аммиачной селитру).

Преимущества жидких удобрений перед твердыми:

1)получение по более простой "короткой" схеме, без материалоемких стадий упарки и грануляции;

2)меньшая себестоимость благодаря экономии на капитальных затра­тах, паре на упарку, электроэнергии на привод мощных вентиляторов и транспортеров;

3) сведение до минимума выброса вредных веществ в атмосферу (от­сутствие пыли селитры и карбамида из гранбашен);

4) исключается дефицитная и дорогая мешкотара;

5) отпадает необходимость в громоздких складских помещениях у производителя и потребителя:

6) обеспечивается полная механизация работ по погрузке, выгрузке и внесению в почву;

7) совмещение агрохимических операций благодаря добавлению к жид­ким удобрениям микроэлементов, гербицидов и пестицидов и внесению в почву в виде общего раствора;

8) равномерное внесение и распределение питательных веществ в почвенном слое.

В производстве и применении жидких удобрений имеются следующие недостатки: 1)выпадение солей из растворов при пониженных температурах: сезонный характер производства и доставки потребителю (март - ноябрь).2)потери азота из-за большого равновесного давления аммиака над жидким аммиаком и аммиакатами; 3)сооружение резервуаров большой емкости;4)созда­ние специального оборудования для внесения в почву и парка цистерн для перевозки (железнодорожных и автомобильных).5)Серьезным недостаток - корродирующее действие.

Наиболее распространены р-ры КАС, кот. обычно производят смешением 70%-го р-ра карбамида (117°С) и 82-91%-го р-ра нитрата аммония (130¸145°С).После охлаждения смеси + газообразный аммиак (до 0,5%) и раствор фосфатов аммония (до 0,5% Р₂О₅). Преимущество р-ров КАС перед многими ЖАУ – небольшое давление паров аммиака, что делает их исключительно удобными в использовании Выпускаются марки КАС-28, КАС-30 и КАС-32, массовая доля общего N в кот. соответственно = 28, 30 и 32%. Азот в удобрении находится в аммонийной, нитратной и амидной формах. Добавка NH₃ нужна для создания слабощелочной среды (рН=7,5), в которой эффективно действует фосфатный ингибитор коррозии. Применение ингибиторов корро­зии позволяет использовать для хранения и перевозки р-ров КАС ем­кости из углеродистой стали. Общий азот продукционного р-ра КАС слагается из N карба­мида, N аммиачной. Согласно ТУ показатели качества готовых р-ров КАС, обязательные для производителя, ограничивается показателями химического состава удобрения (табл. 1).

Таблица 1 Химический состав растворов КАС

Наименование показателя	КАС-28	КАС-30	КАС-32
1. Суммарная массовая доля азота , %	27¸29	29¸31	31¸33
2. Масс. отношение «карбамид: амселитра»	0,73¸0,83	0,73¸0,83	0,73¸0,83
3.Щелочность в пересчете на свободный аммиак, %	0,05¸0,50	0,05¸0,50	0,05¸0,50
4.Массовая доля ингибитора коррозии в пересчете на Р2О5 , %	0,20¸0,50	0,20¸0,50	0,20¸0,50

В табл. 2 приведены содержания NH4NO3 и CO(NH2)2 и фи­зические свойства удобрения. Удобрение имеет значительную плотность - от 1,265 до 1,326 г/см3 (т/м3), что да­ет экономию при сооружении складских емкостей и транспортных цистерн. Низкие tº кристаллизации (КАС-28 и КАС-30) и tº за­мерзания (все марки) позволяют выпускать удобрение почти круглогодич­но, особенно при оснащении емкостей и цистерн обогревом. В случае за­мерзания при размерзании свойства р-ров КАС полностью восстанавли­ваются.

Табл.2 Содержание основных компонентов и физические свойства р-ров КАС

Наименование показателя	КАС-28	КАС-30	КАС-32
1. Масс. доля нитрата аммония, %	39,1¸41,1	41,1¸43,1	43,1¸45,1
2. Массовая доля карбамида ,%	29,6¸31,6	31,6¸33,6	33,6¸35,6
3. Плотность при 20°С, г/см3	1,265¸1,292	1,285¸1,316	1,306¸1,326
4. Вязкость при 20°С, сП , не более
5. tº °С, не выше	-17	-10	-2
6.Температура замерзания ,°С	-26	-26	-26

Технология производства КАС основана на непрерывном процессе смешения р-ра NH₄NO₃ и р-ра CO(NH₂)₂ и + необходимых количеств воды и ингибитора коррозии, при этом отсутствуют операции доупаривания, гранулирования, кондиционирования => низкая себестоимость. Н₂О ====>

Р-р CO(NH₂)₂ (110 °С) ========> смеситель ===> Н₂О-й холодильник =>

90%-й р-р NH₄NO₃ (110°С) =====> (охл-ие до 40 °С)

NH₃, фосфорная кислота =======>

52. Физико-химич. основы производства ЖАУ. Система «CO(NH₂)₂ - NH₄NO₃ - Н₂О»

Получение водного NH₃ из газообразного: NH₃ поступ-т в тарельчат. колонну с колпачками, нижняя часть кот. – трубчатый теплооб-к (в нем отводится часть Q, выделяющ-ся при раствор-ии NH₃). По трубам теплооб-ка движ. Н₂О, в межтрубн-м простр-ве – р-р NH₃ (через него барботир-т NH₃-газ. Окончател-ое поглощение происх-т в верхней части колонны на тарелках со змеевиками. Поглощение NH₃ происх. химочищ. Н₂О. При длит-ном хран-ии р-ров NH₃ из них выдел-ся некот. кол-во NH₃, кот. возвращ-т в абсорбц-ю колонну. На произв-во 1т NH₃ расх-ся: 3м³ химочищ. Н₂О, 200 м³ оборотн.Н₂О, 28,8 МДж эл/эн.

Основные апп-ты в произв-ве аммиакатов – реактор для пригот-ия жидкого уд-ия и Н₂О-й холод-к, ч/з кот. циркул-т приготовл- ый р-р. tº р-ра поддерж-ся на уровне 20-25ºС. Аммиакаты на основе NH₄NO₃: сначала залив-т стол-ко воды, скол-ко треб-ся для зад-го состава, пропуск-т ч/з нее NH₃-газ для получ-ия 10-15%-го р-ра. Затем в циркулир-й Н₂О-й NH₃ постеп-но +горячий 75-85%-й р-р NH₄NO₃. Аммиакаты на основе аммиачн. и кальциев. селитр: в реактор одновр-но с NH₄NO₃ + 75-80%-й р-р Са(NO₃)₂. Аппаратура для произв-ва аммиакатов д.б. изготовлена из нержав. стали, алюминия или из пластмасс. tº кристалл-и аммиакатов ↓ с ↑ содерж-я в них NH₃ и ↓ содерж-я Н₂О.

Диаграмма Розебома. Р-ры КАС, содерж-ие 28-32% N широко распростр-ны.

Задача. В распор-ии технолога им-ся 3 исх-х в-ва для пригот-ия р-ров КАС:70%-й р-р CO(NH₂)₂, 85%-й р-р NH₄NO₃ и Н₂О. Рассчит-те расход сырья на пригот-ие указ-х марок удобр-ия. Опр-те для каждой марки: состав, общее содерж-ие N, tº кристалл-и. Расчеты вести на 1000 кг смеси 70% CO(NH₂)₂ и 85%-го р-ра NH₄NO₃. Марки: 1)уд-ие, имеющее tº кристалл-и +10 ºС; 2)уд-я с масс-й долей общ. N 27% и min возможной tº крист-ии; 3)уд-ия с масс. Долей 30% CO(NH₂)₂ и 30% NH₄NO₃.

1)Проводим линию, она пересек-т линию изотермы +10ºС в 2-х точках Е и F. Т.о.,имеется 2 состава КАС, удовлетвор-х зад-му усл-ю. Координаты состава Е: CO(NH₂)₂ – 40%, NH₄NO₃ – 37%, Н₂0 – 23%. Состав F: CO(NH₂)₂ – 28% ,NH₄NO₃ – 52%, Н₂0 – 20%. Расчет масс для пригот-ния составов: Состав F: g(исх) р-ра CO(NH₂)₂ – Х кг

g(исх) р-ра NH₄NO₃ – 1000-Х кг

Х/ (1000-Х)= FD/FС=35/54, Х=393 кг р-ра CO(NH₂)₂

1000-393=607 кг р-ра NH₄NO₃

Общего азота – 31,8%

2)Условию удобр-я данного состава отв-т Н: 27%N, tº крист. тin, т.е. Н лежит на линии перегиба изотермы; составы, наход-ся справа и слева, им. более выс. tº крист. Состав в т. Н: CO(NH₂)₂ – 30% ,NH₄NO₃ – 38%,

Н₂0 – 32%, сод-ие общегоN – 27%. tº крист.= -20 ºС.

Готовим состав G: g CO(NH₂)₂ – Х кг

g NH₄NO₃ – 1000-Х кг

Х/ (1000-Х)= GD/ GС=43/47, Х=478 кг р-ра CO(NH₂)₂

1000-478=522 кг р-ра NH₄NO₃

К составу, отвечающему т. G, + Н₂О. У – масса добавляемой воды.

У/1000= GН/ КН=10/64 У=156 кг

3) g CO(NH₂)₂ – Х кг

g NH₄NO₃ – 1000-Х кг

Х/ (1000-Х)= МD/СМ=49/41, Х=544 кг р-ра CO(NH₂)₂

1000-544=456 кг р-ра NH₄NO₃

У – масса добавляемой воды

У/1000= LМ/ LК=16/56 У=286 кг

1000+286=1286 – масса смеси.

 

 

 

 

Развернуть

Открыть в широком формате