Приведенные в гл. 2—8 зависимости позволяют использо­вать их для интенсификации различных процессов, а оптими­зация совокупного взаимодействия процессов — выявить режи­мы наиболее эффективного функционирования выбранной тех­нологической схемы (см. разд. 9.2). Однако продукцию задан­ного качества можно получить альтернативными путями, со­поставительная оценка которых в оптимальных условиях и по­зволит выбрать схему производства.

Как отмечалось в главе 1, предварительную оценку процессов ведут по тех­нологической эффективности. Зная эффективность отдельных элементов (Эь Э2, Э3, ..., Эп), эффективность системы рассчитывают по уравнению

3=3і323з ... ЭпДЭгЭа... Эп+Э^з... ЭП+Э, Э2... Э„_,). (9.23)

Результаты расчета (на 1 кг продукта) по уравнению (9.23) схем получе­ния двойного суперфосфата, аммофоса и нитроаммофосов сведены в табл. 9,2 и 9,3. Анализ расчетных данных показал, что, несмотря на использование бо­лее эффективного гранулятора, схема с применением распылительных сушилок наименее выгодна, поскольку трудозатраты на приготовление порошка значи­тельны. Схема с АГ несколько менее эффективна, чем схема с БГС, ввиду необ­ходимости увеличения расхода энергии на транспортирование, дробление и гро­хочение, использования большего числа аппаратов и увеличения нагрузки на выпарные аппараты. Следовательно, гранулирование из пульп предпочти­тельнее.

Для сопоставления схем получения различных продуктов из одного сырья технологическая эффективность Э была опреде­лена в пересчете на 1 кг питательных веществ:

Приведенные данные показывают, что на современном уровне развития технологии минеральных удобрений отличия в способе производства и виде продукции несущественно ска­зываются на эффективности системы в целом. Однако предпоч­тение следует отдавать производствам сложных удобрений.

Предложенная методика расчета эффективности позволяет учитывать все стадии переработки, сопоставлять разнотипное оборудование и осуществлять его выбор по совокупной работе. По данной методике возможно также сопоставить схемы полу­чения различных удобрений из одинакового сырья. Однако, если технологическая эффективность различных систем отлича­ется незначительно, то по ней еще нельзя сделать окончатель­ный выбор схемы, поскольку трудозатраты на ее обслуживание учтены лишь косвенно через коэффициент технического исполь­зования.

Как показано выше, обобщенной оценкой функционирова­ния системы служит комплексный показатель — прибыль от выпуска продукции требуемого качества. Для примера сопоста­вим по этому показателю качество функционирования систем

получения аммофоса по различным технологическим схемам. Вначале рассмотрим только одну составляющую прибыли — се­бестоимость переработки в центральной подсистеме сушки и гранулирования.

В табл. 9.4 приведены сравниваемые элементы затрат, вхо­дящие в себестоимость аммофоса (при прочих равных затра­тах), гранулированного в различных аппаратах [335]. Как вид­но из данных таблицы, технологические затраты (без учета затрат на обслуживание) на получение аммофоса минимальны в аммонизаторе-грануляторе (АГ). Гранулирование в окаточ - ном барабане (ОБ) несколько дороже за счет увеличения рас­хода топлива и амортизационных отчислений, несмотря на уменьшение затрат энергии в результате снижения ретурности процесса. Затраты на гранулирование в грануляторах БГС к с псевдоожиженным слоем (ПС) примерно одинаковы, хотя составляющие себестоимости различны. В первом случае выше амортизационные отчисления, во втором — больше расходы на топливо. Прессование (Пр) — энергоемкий метод, что сущест­венно сказывается на себестоимости продукта.

Таким образом, в подсистеме гранулирования минимальная себестоимость у аммофоса, получаемого в аппарате АГ, а мак­симальная— у аммофоса, получаемого в БГС и ПС. Однако высокая себестоимость гранулирования объясняется не столько конструктивными особенностями аппаратов, сколько качеством поступающего на переработку сырья. В ПС удаляется основное количество влаги, тогда как в ОБ, АГ и пресс-гранулятор полу­продукты поступают в виде концентрированной пульпы или порошка. Поэтому при сравнении работы этих аппаратов сле­дует учитывать также и себестоимость переработки экстракци­онной фосфорной кислоты в полупродукт, поступающий на гра­нулирование. Повышенная себестоимость сырья частично ком-

пенсируется уменьшением затрат на очистку стоков и газовых выбросов.

В целом по промышленным технологическим системам про­изводства аммофоса средние показатели эффективности и на­дежности приведены в табл. 9.5. Как было показано выше, со­ставляющие эффективности [см. уравнение (1.8)] зависят от надежности, с увеличением которой уменьшается себестоимость и возрастает эффективный фонд рабочего времени, а также оптимальная производительность, т. е. в конечном итоге — при­быль. Наименьшая себестоимость и наибольшие надежность, производительность, прибыль (с учетом потерь от простоев) соответствуют схеме с применением АГ. Это объясняется ис­пользованием, хотя и более дорогого, но более технологичного сырья — высококонцентрированной фосфорной кислоты. Наи­худшие показатели у схемы с применением ОБ, несмотря на сравнительно низкие технологические затраты на гранулирова­ние. Это лишний раз подтверждает необходимость системного подхода при оценке и совершенствовании технологических ли­ний производства минеральных удобрений.

Принимая во внимание целесообразность обесфторивания фосфорной кислоты упариванием, лучшим способом для даль­нейшей переработки ее в аммофос следует признать схему с АГ. В случае невозможности глубокого упаривания кислоты из-за увеличения ее вязкости и получения пульпы влажностью не более 35% целесообразно применять аппараты БГС. Без упаривания пульпы, полученной из разбавленной кислоты, для гранулирования аммофоса можно применять пресс или аппа­рат с псевдоожиженным слоем (подача жидкости сверху — аппарат РКСГ). Схема с прессованием включает производство

порошка в распылительных сушилках, подготовку его для прес­сования и последующие операции по получению гранул' Из-за многостадийное™, неудовлетворительного качества порошка» трудности соблюдения санитарных норм по запыленности в це­хе, отсутствия прессов с большой производительностью этот способ не может быть рекомендован для новых цехов аммофо­са. Для пульп высокой влажности наиболее эффективен способ гранулирования в РКСГ, позволяющий в одном компактном аппарате частично упаривать пульпу, получать и высушивать гранулы.

Таким образом, сопоставление эффективности линий по при­были от выпускаемой продукции с учетом их надежности по­зволяет решить вопрос о выборе аппаратурно-технологической схемы производства. В частности, как показано выше, из раз­личных вариантов компоновки линий производства фосфатов аммония предпочтение следует отдать схемам с использовани­ем барабанных грануляторов различных типов.

[1] Глауконит — минерал переменного состава, близкий к гидрослюдам, содер­жит 40—50% SiO,; 15—30% Fe203; 2—10% АЬ03; 1—3% FeO; 2—4% MgO; 0,5—1,5% CaO; 6—9% КгО; до 2% Na20; 6—8% H20. Селадонит — рас­пространенная в фосфоритных рудах разновидность глауконита, наиболее богатая оксидами железа.

[2] При 80 °С и концентрации P2Os в жидкой фазе до 40% и ниже в осадок выпадает средняя соль состава FeP04-2H20. При концентрации выше 40% Р205 выпадает гидросоль (кислая соль) состава FeH3(P04)2-2,5H20 [22].

[3] На практике не следует рекомендовать для переработки в экстракцион­ную фосфорную кислоту фосфатное сырье, в котором массовое соотношение Fe203-100/P2C>5> 10%, если к тому нет дополнительных стимулов (исполь­зование побочных продуктов, низкая стоимость сырья и др.).