900,000 طن/سنة من الأسمدة المركبة كبريتات الأمونيوم مبخر MVR

مخطط العملية

1. المواد والديناميكا الحرارية

تبلغ درجة غليان كبريتات الأمونيوم (Δbpe) 6.5 درجة مئوية. عند 55% وزنًا و90 درجة مئوية، يكون المحلول شديد التآكل وغنيًا بالشوائب العضوية، مما يُظهر ميلًا قويًا للرغوة. يعتمد التصميم على نظام إعادة تدوير متوسط التفريغ (MVR) على مرحلتين: أولًا، خفض تركيز الغشاء إلى 35%، يليه تبلور بالدوران القسري إلى 55%، مما يُوازن بين استهلاك الطاقة وخصائص منع الرغوة.

2. نظرة عامة على العملية

محلول أم كبريتات الأمونيوم ← مرشح سلة (400 ميكرومتر) ← مسخن أولي (يستعيد الحرارة الحسية للمكثف حتى درجة الغليان) ← مبخر غشائي ساقط من المرحلة الأولى ← مبخر دوران قسري من المرحلة الثانية ← بلورة أوسلو ← جهاز طرد مركزي ثنائي المرحلة بمكبس دافع ← مجفف سرير مميع ← تعبئة. يُسخّن البخار الثانوي إلى 18 درجة مئوية بواسطة ضاغط طرد مركزي من سبيكة التيتانيوم، ثم يُعاد استخدامه؛ ويُستخدم المكثف، بموصلية ≤30 ميكروسيمنز/سم³، بعد معالجة السرير المختلط بالتلميع، بالكامل كماء غسيل لتحبيب الأسمدة المركبة، مما يحقق عملية حلقة مغلقة.

3. المعلمات الرئيسية

• معدل تدفق مياه التبخر: 62 طن/ساعة

• تركيز العلف: 12%

• محتوى المواد الصلبة المفرغة: 55%

• الضاغط: طرد مركزي أحادي المرحلة، قطر المروحة 1.6 متر، الطاقة 5.2 ميجاوات، الكفاءة الأيزنتروبي 86%، نطاق السرعة 20-105%

• معامل انتقال الحرارة الكلي: مقطع الفيلم الساقط ≥4.2 كيلو واط·م⁻²·ك⁻¹، مقطع الدوران القسري ≥3.0 كيلو واط·م⁻²·ك⁻¹

• استهلاك الكهرباء لكل طن من الماء: 26.8 كيلوواط ساعة

• وفورات الفحم القياسية السنوية: 41000 طن

• خفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون: 107000 طن/سنة

اختيار المعدات والمواد

1. السخان: يستخدم قسم الفيلم المتساقط أنابيب تبادل حراري من الفولاذ المزدوج φ25×1.5 مم 2205، بطول 6 أمتار، و11000 أنبوب في المجموع، والجانب الغلافي Q345R؛ قسم الدورة القسرية من النوع اللوحي، ومساحة اللوحة الفردية 2 متر مربع، وإجمالي مساحة تبادل الحرارة 3500 متر مربع.

2. حجرة التبخير: φ4.2م×14م، 2205 + لوحة مركبة من التيتانيوم، مزيل ضباب من شبكة سلكية من التيتانيوم مع احتفاظ بنسبة 99.5%، زاوية مخروط سفلية 60 درجة + مضخة تدفق محورية مثبتة على الجانب بمعدل تدفق 18000 م³/ساعة، رأس 4 م، تحويل التردد، سرعة تدفق الملاط البلوري 3.5 م/ثانية، دورة التدرج ≥30 يومًا.

3. الضاغط: مروحة متكاملة من سبيكة التيتانيوم TA19، مطحونة بخمسة محاور، مطلية بالليزر على السطح بطبقة مقاومة للتآكل؛ مدخل مزود بجهاز إزالة الضباب ثنائي المرحلة من شبكة سلكية + إعصار لضمان كثافة القطرات ≤20 مجم/ نيوتن متر مكعب.

4. التنظيف عبر الإنترنت: نظام التنظيف في المكان (CIP) المجهز بـ 5% HNO₃ و3% NaOH ومثبط الترسبات الخاص PAA-Na، 25 جزء في المليون، يبدأ تلقائيًا كل 25 يومًا من التشغيل أو عندما ينخفض الضغط إلى >50 كيلو باسكال، ووقت التنظيف ≤4 ساعات.

توفير الطاقة والاقتصاد: مقارنةً بالمفاعل الأصلي رباعي التأثير، يوفر هذا المفاعل 343 ألف طن من البخار، و2.4 مليون طن من المياه المتداولة، و58 مليون يوان من تكاليف التشغيل سنويًا. يبلغ استهلاك الطاقة للوحدة 28 كيلوواط/ساعة/طن من المياه.

حماية البيئة والسلامة:

1. غاز العادم: بعد تكثيف البخار الثانوي، تدخل الغازات غير القابلة للتكثيف (NH₃ ≤ 2 ملغ/م³) إلى برج التخليل ذي المرحلتين.

٢. السائل الأم: يخضع السائل الأم الغني بالمواد العضوية، والمُطرود بالطرد المركزي، لعملية تجفيف بالرش على نطاق صغير وحرق في فرن دوار. بعد عملية نزع النتروجين بتقنية SNCR، يُطابق غاز المداخن معايير الانبعاثات. تُصهر بقايا النفايات لإنتاج الزجاج، مما يُحقق "مكب نفايات خالٍ من السائل الأم".

3. الضوضاء: يتم وضع الضاغط داخل حاوية عازلة للصوت، وتستخدم المحطة تقنية امتصاص الصوت، مما يؤدي إلى ضوضاء حدودية أثناء النهار ≤ 55 ديسيبل (أ).

4. السلامة: تم تجهيز المبخر بقرص تمزق وصمام أمان لتخفيف الضغط المزدوج.

الأتمتة: باستخدام نظام تحكم آلي من كانج جينغوي مزود بـ 4200 نقطة إدخال/إخراج، يتم تحسين معايير رئيسية، مثل شدة التبخر، وخط تدفق الضاغط، وحجم جزيئات البلورات، بشكل آني، مع تقلبات في استهلاك الطاقة أقل من ±1%. يتيح النظام المراقبة عن بُعد، مما يتيح التشغيل الآلي، وعمليات التفتيش التي تتطلب عددًا أقل من الموظفين، مما يقلل عدد الموظفين من 18 موظفًا في كل وردية إلى 6 موظفين.

النتائج التشغيلية

١. السعة: تبلغ سعة التبخير الفعلية ٦٤ طنًا/ساعة، متجاوزةً السعة التصميمية بنسبة ٣٪؛ ويبلغ ناتج كبريتات الأمونيوم الثانوي ٣.٢ طن/ساعة، مما ينتج عنه طاقة إنتاجية سنوية قدرها ٢٦,٠٠٠ طن. نيتروجين ≥ ٢١٪، ماء ≤ ٠.٣٪، تُعاد جميعها إلى خط إنتاج الأسمدة المركبة.

2. مياه الصرف الصحي: مكثفات COD ≤ 40 ملغم/لتر، ونيتروجين الأمونيا ≤ 5 ملغم/لتر، مع قدرة إعادة تدوير سنوية تبلغ 520 ألف طن.

3. الموثوقية: وقت تشغيل 98%، دورة تنظيف مخططة لمدة 30 يومًا، أقصى وقت تشغيل 46 يومًا؛ معدل فشل المعدات 0.3 مرة/شهر، وهو أقل بكثير من متوسط الصناعة البالغ 1.5 مرة/شهر.

قيمة العميل

يستبدل هذا المشروع بشكل كامل تقنية التبخر متعدد التأثيرات التقليدية بتقنية MVR، مما يوفر حلاً لتركيز كبريتات الأمونيوم "خالي من البخار، وخالٍ من الانبعاثات، ومنخفض التكلفة" لمصنع أسمدة مركبة بطاقة إنتاجية تبلغ 900 ألف طن سنويًا، مما يولد فوائد اقتصادية سنوية تبلغ 58 مليون يوان ويقلل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بمقدار 107 ألف طن.