В настоящее время в промышленном масштабе производятся азотные (аммиачная селитра, карбамид, сульфат аммония, кальциевая и натриевая селитры), фосфорные (простой и двой­ной суперфосфаты), калийные (хлорид и сульфат калия) и ком­плексные (нитрофоска, нитроаммофоска, фосфаты аммония) минеральные удобрения. Технология их получения в зависимо­сти от используемого сырья, качества конечного продукта, сте­пени отработанности процесса, наличия требуемого оборудова­ния, экологических условий в точке строительства завода и других показателей реализуется по различным схемам.

Азотные удобрения. Аммиачную селитру получают нейтрализацией 45—58%-й азотной кислоты газообразным ам­миаком, выпаркой раствора нитрата аммония и гранулировани­ем образовавшегося плава.

Кислота и аммиак, подогретые до 60—80 °С, взаимодействуют в аппа­рате ИТН (с использованием тепла нейтрализации) при поддержании сла­бокислой среды. Температура реакционной смеси достигает 125—135 °С, давление—120 кПа, содержание NH4NO3— от 62—65% (для кислоты кон­центрацией 45—49%) до 84% (для кислоты концентрацией 56%).

Полученный раствор упаривают под разрежением в одну — три ступени до плава концентрацией 98,4—98,6%, а затем доупаривают при атмосферном давлении до 99,7% NH4NO3. Плав поступает в грануляционную башню, про­дуваемую воздухом из расчета 8—10 м3 на 1 кг продукта, откуда гранулы выгружают при 70—90 °С и направляют на охлаждение, рассев и опудри - вание.

В агрегатах большой мощности АС — 67 (рис. 1-1) и АС — 72 концент­рированную азотную кислоту подогревают до 75—80 °С, а аммиак — до

120—125 °С. При этом получают раствор аммиачной селитры концентрацией 94—96% при температуре 160—170 °С. Выпарку проводят в одну ступень с подогревом воздухом и паром. Отходящие из нейтрализатора и выпарного аппарата пары промывают раствором NH4NO3. Плав при температуре 190 °С разбрызгивают в башне, гранулируют и охлаждают до 125—130 °С, а затем в псевдоожиженном слое до 45—55 °С.

Карбамид получают синтезом из NH3 и С02, постадийной дистилляцией растворов с выделением непрореагировавших ве­ществ, выпариванием раствора до плава, гранулированием его и кондиционированием продукта. Технологические схемы полу­чения карбамида отличаются способами дистилляции и исполь-

РИС. 1-1. Схема производства аммиачной селитры в агрегате АС—67: Л 2, 9 — подогреватели; 3— нейтрализатор; 4 — донейтрализатор; 5 — выпарной аппарат; б —промывной скруббер; 7 — гидрозатвор; 8 —фильтр; 10 — емкость; 11 — центробежный насос; 12 —- грануляционная башня; 13 — холодильник К. С; М — вентиляторы; 15 — транспортер

зования непрореагировавших NH3 и СОг, а также способами получения товарного продукта из растворов.

Все шире применяют разнообразные схемы с полной рециркуляцией, т. е. возвратом в процесс всего избыточного аммиака и диоксида углерода. Возврат горячих газов после дистилляции сопряжен с затруднениями вслед­ствие возможности засорения трубопроводов твердым карбаматом аммония и коррозии компрессора. В связи с этим наибольшее распространение полу­чили схемы с полным жидкостным рециклом.

Синтю ведут в колоннах при давлении 18—20 МПа и температуре 185—195 *С в течение 30—40 мин. Степень конверсии С02 достигает 60— 70%. Плав дросселируют до 1,6—2 МПа и направляют в колонну дистилля­ции I ступени, где отгоняют аммиак, диоксид углерода и пары воды, посту­пающие в колонну фракционирования. Здесь конденсируются пары воды и небольшое количество аммиака, образуются соли аммония, растворяющиеся в аммиачной воде, которую направляют на орошение колонны. Жидкость возвращают на I ступень дистилляции, а очищенный аммиак при 45—65 °С поступает в конденсатор, где сжижается, а затем возвращается на синтез (на схеме не показано).

Образующийся в колоннах дистилляции I ступени и фракционирования раствор углеаммонийных солей дросселируют до 0,2—0,5 МПа и направляют в дистилляционную колонну II ступени, где при 110 °С полностью отгоняют аммиак и разлагают карбамат аммония. Раствор после этой стадии содержит 60—80% карбамида. Газ после II ступени дистилляции охлаждают и кон­денсируют, затем обрабатывают в промывной колонне. Здесь при 2—2,5 МПа и 95 *С поглощается до 90% СОг, а остальная часть — при 45 °С в верхней части колонны. Концентрированный раствор углеаммонийных солей сжимают до 20 МПа и направляют в смеситель колонны синтеза. Более подробно процессы синтеза и дистилляции описаны в работе [2], технологическая схема представлена на рис. 1-2.

Раствор карбамида после дистилляции направляют на выпарку, прово­димую в две стадии: при температуре 118—120 °С и давлении 22—27 кПа до концентрации карбамида 92—93% и при 135—140 °С и 3 кПа до кон­центрации 99,5—99,8%. Плав гранулируют и охлаждают в башне, затем рас­сеивают гранулы и кондиционируют их с поверхности.

Фосфорные удобрения. Если азотные удобрения получают из газов (аммиак, диоксид углерода) и жидкостей (азотная кисло­та), то фосфорные и калийные — из жидкостей (вода, серная, азотная, фосфорная кислоты) и порошков (апатит, фосфориты, сильвинит и другие руды).

Применяемый в промышленности камерный метод производ­ства простого суперфосфата представлен схемой на рис. 1-3.

Процесс производства включает смешение серной кислоты и концентра­та фосфорсодержащей руды в течение 5—7 мин, выдерживание смеси в те­чение 1—2 ч при температуре 110—120 °С до затвердевания (на схеме не показано). Смесь выгружают на склад, где охлаждают до 40—50 °С и пе­риодически перемешивают в течение 7—10 сут. Степень разложения за это время увеличивается с 84—86 до 90—94%. Продукт смешивают с кальций­содержащими добавками для нейтрализации свободной кислоты, гранулиру­ют методом окатывания, сушат, выделяют товарную фракцию, охлаждают ее, а крупную фракцию дробят и вместе с мелкой возвращают в процесс. Отработанный сушильный агент очищают от пыли и фтора и выбрасывают в атмосферу.

Двойной суперфосфат производят в две стадии. Вначале получают фосфорную кислоту, наиболее распространен­ная технология которой основана на процессах экстракции и фильтрации.

Порошок фосфатов и серную кислоту смешивают в экстракторе в тече­ние 5—6 ч. В зависимости от гидродинамических и температурных условий в различных зонах аппарата происходит разложениё сырья и кристаллизация сульфата кальция (фосфогипса). Температуру, например 75—78 °С в дигид - ратиом процессе для апатита, поддерживают охлаждением пульпы воздухом либо в вакуум-испарителе. Образующиеся фтористые газы проходят абсорб-

РИС. 1-2. Схема синтеза и дистилляции карбамида: 1 — конденсатор аммиака; 2 — холодильник; 3 — колонна синтеза; 4 — смеситель; 5 — колонна фракционирования; 6 — плунжерный насос; 7, 11 — колонны дистилляции I и II ступеней; 8, 13 — подогреватели I и II ступеней; 9, /5 — сепараторы I и II сту пеней; 10, 19, 22, 28, 29 — центробежные насосы; 12 — сборник масла; 14, 17 — сборники

цию, а образующийся 10— 12%-й раствор кремнефтористоводородной кислоты откачивают на производство фтористых солей.

Фосфорную кислоту от фосфогипса отделяют вакуум-фильтрованием, включающим операции налива, фильтрования, промывки отвала, продувки и сушки ткани. Фосфогипс репульпируют или сразу отправляют в отвал. Про­дукционную фосфорную кислоту, содержащую (в зависимости от исходного сырья) в дигидратном процессе 20—32% Р2О5, в полугидратном процессе — 38—48% Р2О5, при необходимости упаривают или непосредственно направ­ляют на производство удобрений (рис. 1-4).

Термический метод получения фосфорной кислоты из элементного фос­фора, как правило, для производства удобрений не используют из-за высокой стоимости продукции.

Двойной суперфосфат — продукт взаимодействия фос­фата с фосфорной кислотой. Его получают описанным выше камерным или поточным методом.

Поточный метод предусматривает смешение реагентов при 50—55 °С в течение 1 ч до разложения фосфорита на 52—53%, сушку пульпы при 90— 95 °С с одновременным доразложением сырья до 70—80%, гранулирование, рассев и охлаждение продукта. Отработанный сушильный агент после очист­ки выбрасывают в атмосферу.

В зависимости от способа сушки возможны варианты технологической схемы. При предварительном удалении влаги сушкой пульпы в распылитель­ной сушилке (рис. 1-5) получаемый порошок смачивают оставшейся частью пульпы, гранулируют методом окатывания и вновь сушат в барабанной су­шилке. Многоступенчатость сушки и необходимость дополнительной подго­товки твердого полупродукта перед стадией гранулирования усложняют эксплуатацию схемы. Этот способ производства в настоящее время в про­мышленности не применяется. Другой способ предусматривает 5—7-кратный по отношению к продукту возврат ретура, смачивание его пульпой, сушку

раствора карбамида; 16 — вакуум - испаритель; 18, 21 — конденсаторы I и II ступеней; 20__ вакуум-насос 23 — напорный бак с подогревом; 24 — абсорбер; 25 — сборник растворов аммонийных солей; 26 — десорбер; 27, 30 — теплообменник; 31 — испаритель; п — пар; к — конденсат

в барабанной сушилке. Наибольшее распространение получил способ одно­временного гранулирования и сушки пульпы двойного суперфосфата влаж­ностью 30—40% во вращающемся барабане с насадкой (БГС), используемый также в технологии комплексных удобрений.

Калийные удобрения. Основное в нашей стране калийное удобрение — хлорид калия производят двумя способами: флотационным и растворением с раздельной кристаллизацией. Флотационным способом перерабатывают сильвинитовые руды: предварительно выделяют глинистый шлам, затем разделяют КС1 и NaCl. Технологическая схема зависит от содержания не­растворимого остатка в исходных сильвинитовых рудах, а также от степени их измельчения.

Рассмотрим, например, схему с предварительной флотацией глинистого шлама (рис. 1-6). Руду измельчают в мельнице мокрого помола, рассеивают на сите, глинистый шлам флотируют. После перечистки пенного продукта без дополнительной подачи реагентов пульпу (Ж:Т=1,6—2,0) осветляют в сгустителе, шлам промывают и откачивают в отвал, а осветленный раст­вор — в производственный цикл.

Сильвинитовую пульпу после шламовой флотации подвергают основной флотации. Пенный продукт после перечистки является концентратом хлорида калия, который обезвоживают в центрифуге и направляют на сушку. Гото­вый продукт содержит 93—95% КС1 при степени извлечения из руды 90— 92%. Галитовые хвосты (Ж:Т=2,4—2,8) разделяют на две фракции: круп­ную фильтруют на вакуум-фильтре, а мелкую предварительно сгущают до Ж:Т=0,8—1,2, а затем тоже фильтруют.

Молотый

Галургический способ основан на различной растворимости в воде КС1 и NaCl при температурах 20—25 и 90—100 °С. Он включает следующие процессы: дробление сильвинитовой руды, выщелачивание КС1 из сильвинита горячим оборотным маточным раствором, разделение горячего щелока и от­вала, осветление от солевого и илистого шлама, кристаллизацию КС1 при охлаждении раствора, нагревание маточного раствора и возвращение его на растворение сильвинита (рис. 1-7).

Обработку сильвинитовой руды щелоком при 105—115 °С производят последовательным смешением прямотоком и противотоком, исключая тем самым выпадение мелких кристаллов NaCl на первой стадии. Коэффициент растворения после дополнительной обработки щелоком при 70 °С составляет 0,97. Насыщенный щелок сгущают в отстойниках в присутствии крахмала или полиакриламида. Осветленный раствор медленно охлаждают в много­ступенчатой вакуум-кристаллизационной установке, где выделяется крупно­кристаллический (не менее 0,15 мм) КС1. Сгущенную пульпу подают на горизонтальные автоматические центрифуги периодического действия, где получают кристаллы КС1 влажностью 5—8%. Их сушат во вращающемся барабане или аппарате с псевдоожиженным слоем при температуре около 100 °С до влажности 1—1,5%. Для устранения слеживаемости кристаллов в пульпу, поступающую на центрифугирование, добавляют алифатические амины (на 1 т КС1 — 200 г аминов). Последние существенно влияют на смачиваемость кристаллов КС1, что ухудшает условия гранулирования про­дуктов, в состав которых они входят (например, комплексных удобрений).

РИС. 1-5. Схема производства двойного суперфосфата методом предварительного удаления влаги сушкой: 1, 13 — бункера; 2 — питатель; 3 — реакторы; 4 — дозатор; 5 — насосы; 6 — топки; 7 — газораспределительное устройство; 8 — распылительный диск; 9 — распылительная сушилка; 10 — скребки; 11 — шнек; /2 —элеваторы; 14 — двухвальный смеситель; 15 — сушильный барабан; 76 — грохот; 17 — дробилка; 18 — холодильник КС; 19 — барабан-нейтрализатор; 20 — циклон; 21 — батарейный циклон; 22 — турбулентный скруббер; 23 — брызгоуловитель; 24 — труба Вентури; 25 — вентилятор

Комплексные удобрения. Комплексные (многосторонние) удобрения содержат два или три основных питательных элемен­та (азот, фосфор, калий), а иногда и другие, например магний, кальций, серу, микроэлементы. Их выпускают в форме твердых (гранулированных) или жидких (ЖКУ) продуктов. Технологию последних [3] можно рассматривать как часть технологии пер­вых, т. е. процессы, их составляющие, сходны. В связи с этим схемы получения ЖКУ здесь не рассматриваются.

Гранулированные комплексные удобрения получают либо кислотной переработкой природных фосфатов (например, нитро­фоска, нитрофос) с получением азотфосфорсодержащей пульпы, либо аммонизацией кислот, полученных на отдельных линиях (аммофос, нитроаммофоска). Нейтрализованные пульпы при не­обходимости смешивают с калийным компонентом. Извлечение фосфора из руды проводят аналогично процессу получения фос­форной кислоты или пульпы двойного суперфосфата (см. выше). Дальнейшую переработку осуществляют по нескольким техно­логическим схемам, принципиально отличающимся способом предварительного удаления влаги.

Схема с удалением влаги сушкой пульпы аналогична схе­ме, описанной для двойного суперфосфата. Экстракционную фосфорную кис­лоту аммонизируют до рН=4—4,5, большую часть пульпы сушат в распы­лительной сушилке, порошок смешивают с остальной пульпой, гранулируют окатыванием и сушат. Гранулированный продукт рассеивают на три фрак­ции: мелкую направляют на гранулирование (ретур), крупную — на дробле­

ние и вновь на рассев, а среднюю — товарную — на охлаждение и кондицио­нирование. Отработанный сушильный агент из сушилок направляют на двух­ступенчатую очистку от аммиака и пыли в абсорберы, орошаемые водой или кислотой, возвращаемые в процесс аммонизации. Фтор из отработанных газов улавливают водой или известковым молоком.

Многоступенчатая сушка усложняет как сам процесс получения фосфа­тов аммония, так и очистку отработанных газов. Заключительная сушка во вращающемся барабане малоэффективна, а продукт после распылительной сушилки перед гранулированием требует дополнительной обработки (дроб­ление, дозирование, увлажнение). Эти недостатки обусловили нецелесообраз­ность освоения схемы в промышленности.

Более компактна схема с гранулированием прессованием получаемого в распылительной сушилке порошка. Вместо гранулирования окатыванием и сушки в этой схеме осуществляют процессы прессования, вызревания плитки, рассева и дробления (рис. 1-8). Основные недостатки технологии — значительное пылевыделение на всех стадиях, а также приме­нение наиболее дорогостоящего способа удаления влаги из разбавленных пульп сушкой.

СильВинит

РИС. 1-6. Схема производства хлорида калия с предварительной флотацией глинистого шлама: 1 — бункер; 2 — стержневая мельница; 3 — смесители; 4 — дуговые сита; 5 — насосы; 6 — флотмашина шламовой флотации; 7 — то же, для перечистки шлама; 8 — то же, для основной флотации сильвинита; 9 — то же, для перечистки концентрата хлорида калия; 10 — центрифуга; 11 — сгустители шлама; 12 — емкости; 13 — вакуум-фильтр для галитовых хвостов; 14 — вакуум-сборник; 15 — ресивер

РИС. 1-7. Схема производства хлорида калия галургическим способом: а — операции выщелачивания, промывки отвала и осветления насыщенного раствора:

1— бункер с питателем; 2— ленточный транспортер; 3— автоматические весы;

4, 5 — шнековые растворители; 6 — шнековый смеситель; 7 — трубчатый подогреватель; 8 — отстойник-сгуститель; 9 — смеситель для глинистого шлама; 10 — центробежные насосы; 11 — сборник солевого шлама; 12 — план-фильтр; 13 — вакуум-котел;

14, 16 — емкости для промывной воды; 15 — барометрическая емкость;

17 — барометрический конденсатор; 18 — брызгоуловитель; 19 — вакуум-насос; б — операции кристаллизации, отделения от маточного раствора и сушки:

1 — поверхностные конденсаторы; 2 — вакуум-насос; 3 — дополнительные конденсаторы; 4 — пароструйные эжекторы; 5 — конденсаторы смешения; 6 — ловушка; 7 — емкость;

8 — вертикальный вакуум-корпус (I ступень); 9 — горизонтальные вакуум-корпусы (II—XIV ступени); 10 — вентилятор-дымосос; —циклон; 12 — барабанная сушилка; 13, 14 — барометрические емкости; 15 — смеситель; 16 — центрифуга; 17 — сгуститель;

18 — емкость для маточного щелока; 19 — смеситель пульпы; 20 — центробежные насосы;

21 — емкость для пульпы.......... ,

Схема с удалением влаги выпаркой пульпы включает ста­дии аммонизации кислоты, упаривания пульпы до содержания влаги 18— 35% в трехкорпусной установке с доупаривателем, сушку и гранулирование в барабанном грануляторе-сушилке (БГС) (рис. 1-9). Последующие стадии рассева, Дробления, охлаждения и кондиционирования продукта, а также очистки отработанных газов как в этой, так и в других схемах аналогичны описанным выше. К недостаткам данной схемы относятся невысокий коэф­фициент теплопередачи и ненадежная работа выпарных аппаратов, связан­ные с инкрустацией на стенках греющих камер.

Схема с удалением влаги выпаркой кислоты (рис. 1-10) начинается в этой стадии. Далее кислоту, содержащую 50—52% Р2О5, раз­бавляют стоками от абсорбции до 47% Р2О5 и частично аммонизируют до соотношения i?=NH3: Н3РО4=0,7 в емкостных реакторах. Пульпу смешивают с ретуром (кратность 4—8), а в производстве комплексных удобрений — с хлоридом калия и аммиачной селитрой (плав или гра­нулы), во вращающемся барабанном аммонизаторе-грануляторе (АГ) при одновременной подаче в него под слой материала аммиака. Шихту до- аммонизируют до jR= 1,05—1,1 и гранулируют при температуре 80—90 °С и влажности 1,5—2,5%, а затем высушивают в барабанной сушилке. Недо­статками этой схемы являются высокая коррозионная активность крепкой горячей кислоты, что удорожает узел выпарки, а также многостадийность и высокая ретурность.

Тем не менее в промышленности главным образом используют схемы с АГ и БГС. В последнее время все чаще для аммонизации крепких кислот применяют трубчатый реактор. Это существенно сказывается на структуре всей схемы и упрощает ее эксплуатацию, поскольку позволяет нейтрализовать кислоту в одну стадию.

Значительное уменьшение ретурности и выбросов аммиака в абсорбцию достигается в схеме с разделением потоков кислоты (рис. 1-11). Часть крепкой фосфорной кислоты аммонизируют в емкостном реакторе до і #=0,7, направляют в АГ на смешение с плавом аммиачной селитры, хлори - 1 дом калия и ретуром, гранулируют при одновременной доаммонизации до #=1,1. Ббльшую часть кислоты разбавляют стоками от абсорбции до содер­жания 40% Р2О5, аммонизируют в трубчатом реакторе до #=1,1 и распы - ливают в БГС, куда подают также шихту из АГ. Обработку сухого продукта и выхлопных газов ведут по описанной выше схеме. Благодаря улучшению условий сушки в барабанной сушилке (большая часть влаги находится в поверхностном слое гранул в виде тонких пленок, что позволяет увеличить тепловой потенциал теплоносителя и уменьшить время пребывания материа­ла в сушилке) производительность всей линии увеличивается на 10—15% по сравнению со схемой с АГ (см. рис. 1-10).

і Разработана и проверена в промышленных условиях схема с выпар­

кой частично аммонизированной пульпы. Фосфорную кислоту аммонизируют до #=0,5—0,6, а затем упаривают. Это позволяет сократить расход тепла на нагрев пульпы, а главное, значительно понизить ее корро­зионную активность и обеспечить более глубокую упарку с меньшими затра­тами. Далее пульпу доаммонизируют и в зависимости от степени упарки перерабатывают по схеме с АГ или БГС.

Как видно даже из краткого знакомства с технологией мине - , ральных удобрений, круг осуществляемых процессов и их ком­бинаций весьма широк и многообразен. Однако все технологи­ческие схемы производства, например комплексных удобрений, предусматривают одновременное или последовательное проведе­ние таких операций, как тонкое измельчение фосфатного сырья, / смешение его с газообразным или жидким аммиаком, кислота­ми, сопровождающееся химическими взаимодействиями, упари-

вание кислоты или образовавшихся пульп, гранулирование, уда­ление жидкости сушкой или охлаждением, классификация по размерам, дробление, охлаждение гранулированного продукта, очистка отработанных газов от пыли и вредных примесей. При проведении этих процессов выделяется тепло, выходит газооб­разная фаза, осаждается твердая фаза, получаются продукты с широким диапазоном физических свойств, причем каждому про­цессу присущ свой комплекс сопутствующих явлений. Это в значительной мере затрудняет подбор типового оборудования для технологических линий.

Для проведения процессов получения минеральных удобре­ний используется самая разнообразная аппаратура, как приме­няемая в других отраслях промышленности, так и специальная, пригодная только для данного процесса одной технологии. Тем не менее требования к этой аппаратуре едины и сводятся к не­обходимости достижения максимальной производительности тех­нологической линии при получении удобрений заданного качест­ва с допустимыми затратами при нормальных экологических и социальных условиях эксплуатации. Анализ эффективности и усовершенствование технологических линий возможны только с учетом как общности отдельных процессов, так и особенностей их проведения в аппаратах различных типов, в том числе взаи­мовлияния внутри линии.

Одним из действенных методологических принципов иссле­дования таких сложных объектов, каковыми являются линии производства удобрений, является системный подход. Этот тер­мин охватывает группу методов, с помощью которых реальный объект описывается как совокупность действующих компонен­тов. Методы теории систем интенсивно проникают в самые раз­личные области науки и техники [4—7 и др.]. В химической промышленности системный подход применен при рассмотрении как целых производств, так и отдельных процессов [8—14 и др.]. Однако технологические линии получения удобрений в этом ас­пекте ранее не рассматривались.

РИС. 1-8. Схема производства аммофоса с удалением влаги сушкой и гранулированием прессованием:

1 — аммонизаторы; 2 — сборники пульпы; 3 — насосы для пульпы;

4 — абсорбер; 5 —напорный бак;

6 — распылительная сушилка;

7 — топка; 8 — транспортеры;

9— дробилки; 10 — элеваторы;

// — грохоты; 12 — прессы;

13 — бункера;

14 — транспортер-вызреватель плитки

В производстве минеральных удобрений существуют отноше­ния соподчиненности в виде иерархической структуры, которая в порядке убывания имеет следующие ступени: 1) совокупность цехов, производящих удобрения; 2) цех, состоящий из отдель­ных технологических линий; 3) технологическая линия как сово­купность типовых процессов; 4) типовой процесс химической технологии. Последняя ступень не является самостоятельной, по­скольку не может обеспечить достижение основной цели — полу­чения продукта заданного качества. Первая ступень — область управления экономикой, в данной книге не рассматриваемая. Здесь будут показаны взаимосвязи внутри линии и перераспре­деление нагрузок внутри цеха (см. также гл. 9).

Взаимодействие аппаратов в технологической линии харак­теризуется многофакторностью и сложностью взаимовлияния, наличием обратных зависимостей между качеством вырабаты­ваемой продукции и производительностью оборудования, значи­тельной нестабильностью исходного сырья по основным показа­телям качества, существованием возмущающих факторов, неоп­ределенных по числу и природе. Очевидно, что каждый отдель­ный аппарат, работающий в составе линии, влияет на смежные. Принимая во внимание необходимость обеспечения замкнутого цикла, т. е. отсутствия выбросов, необходимо учитывать, что последующие в линии аппараты влияют на работу предыдущих. Большая часть таких воздействий может быть выявлена только после тщательных исследований в рамках целой линии, пред­ставленной в виде системы.

Система — упорядоченное определенным образом множество элементов, взаимосвязанных между собой и образующих целост­ное единство, свойства которого отличаются от суммы свойств, составляющих его элементов. Отличие качества системы от сум­мы качеств составляющих ее элементов объясняется тем, что они взаимодействуют не в целом, а определенными свойствами.

РИС. 1-9. Схема производства аммофоса с предварительным удалением влаги выпаркой пульпы:

/ — скоростной аммонизатор-испаритель (САИ); 2 —выпарные аппараты; 3 — насосы; 4 — сборник упаренной пульпы- !-Кяп»«»пви8 гранулятор-сушилка (БГС); в - элеваторы; 7-грохот; 8- дробилки; 9 - холодильник кипящего слоя для гранул ’ 10 - абтобеп I ступени; // — абсорбер II ступени; 12 — испаритель жидкого аммиака; 13, 13' — промежуточные емкости - // — теплообменники - 15 — вентиляторы; 16 — циклоны; 17 — транспортер; 18 — выхлопная труба ’ ’

В атмосферу РИС. 1-10. Схема производства аммофоса с предварительным удалением влаги выпаркой кислоты:

1 — аммонизаторы; 2 — аммонизатор-гранулятор (АГ); 3 — сушильный барабан; 4 — циклоны; 5 — грохоты; 6 — холодильник; 7 — транспортер; 8 — элеваторы; 9 — дробилка; 10, И — абсорберы; 12 — топка

го

РИС. 1-11. Схема производства сложных удобрений с разделением потоков кислоты: 1 — емкостной аммонизатор для крепкой фосфорной кислоты; 2 — аммонизатор-гранулятор; 3 — смеситель; 4 — насос; 5 —трубчатый реактор; 6 — сушильный барабан; 7 — элеватор; 8 — грохот; 9 — дробилка; 10 — холодильник; 11 — вентиляторы

Система имеет следующие особенности: 1) наличие целей функ­ционирования, которые достигаются решением одной или не­скольких задач; 2) наличие управления — процесса упорядоче­ния системы, т. е. приведения ее в соответствие с поставленны­ми целями и задачами; 3) наличие определенной структуры, распадающейся на ряд подсистем; 4) непрерывное изменение состояния элементов подсистем без изменения структурного гра­фа системы.

Отмеченные свойства систем в полной мере относятся к тех­нологическим линиям производства минеральных удобрений. Действительно, состояние каждого аппарата линии определен­ным образом ограничивает возможные состояния других аппа­ратов, что уже само по себе характеризует это множество как систему. Кроме того, линия имеет вполне определенные цели функционирования — получение продукта заданного качества, управление путем воздействия на характер функционирования, структуру, т. е. упорядоченность связей, обусловленную выпол­нением отдельными частями линии задач, являющихся частью задачи системы.

Таким образом, аппараты, обеспечивающие производство удобрений, являются элементами одного большого агрегата, и оптимизация одного элемента без учета его связей с другими часто приводит к тому, что вся линия работает далеко не в оп­тимальных условиях. Для повышения эффективности работы линий их следует рассматривать как системы осуществляемых в них процессов.