Репозиторій ЧДТУ

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ 
ЧЕРКАСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНОЛОГІЧНИЙ 
УНІВЕРСИТЕТ 
КАФЕДРА ХІМІЧНИХ ТЕХНОЛОГІЙ ТА ВОДООЧИЩЕННЯ 
 
Реєстраційний №________ На правах рукопису 
УДК _____________ 
 
«Допущено до захисту» 
Завідувач  кафедри ХТВ ЧДТУ 
___________________________ 
                                                       «___»   ______________2021р. 
 
 
КВАЛІФІКАЦІЙНА РОБОТА БАКАЛАВРА 
на тему 
Технологічна схема та апаратурне оформлення виробництва амонійної 
селітри. Стадія грануляції 
 
за спеціальністю 161 «Хімічні технології та інженерія» 
 
 
 
Науковий керівник: Виконав здобувач вищої 
Наталія ФЕЩЕНКО освіти: 
_____________________ 4 курсу 
Дмитро КОЗУПЛЯКА 
_________________________________ 
 
2021 
 
ВСТУП 
 
 Маючи родючі землі на Україні завжди багато вирощували 
сільськогосподарських культур. Останнім часом в зв’язку з закриттям багатьох 
потужних підприємств важкої та легкої промисловості, машинобудування, 
ткацького виробництва, скороченням та згортанням потужностей 
промислових підприємств, шахт, наша країна виходить на новий рівень 
аграрного виробництва. Зростають великі агропромислові комплекси, які 
здатні задовольнити потреби як наших громадян так і відправляти на експорт 
овочі та фрукти, зернові культури, соняшник, сою та рапс. 
 Із зростанням  попиту населення на  продукти харчування, та зернових 
культур для випічки хліба, постачання на птахофабрики  та продажу за 
кордон виникла потреба у розвитку і вдосконаленні в галузі виробництва 
мінеральних добрив. Одним з методів підвищення ефективності роботи 
агропромислових комплексів є використання  мінеральних добрив, в тому 
числі і азотних. 
Азотні добрива поділяють на аміачні, що містять азот у вигляді катіону 
NH +
4 , нітратні, що містять азот у вигляді аніону NO -
3 , аміачно-нітратні та 
амідні, в яких азот знаходиться у формі NH2–групи.  
Усі азотні добрива водорозчинні, добре засвоюються рослинами, проте 
швидко вимиваються з рясними дощами або при зрошенні з рівня кореневої 
системи рослин глибше в ґрунт. 
Нітрат амонію (аміачна селітра) — кристалічна речовина, добре 
розчинна у воді, а також гігроскопічна, тобто легко поглинає вологу з 
атмосферного повітря, а залежно від температури може існувати в п’яти 
кристалічних модифікаціях, що розрізняються структурою кристалів. 
Унаслідок високої розчинності у воді, гігроскопічності та через поліморфні 
модифікації, що супроводжуються виділенням тепла, добриво легко 
злежується, що призводить до ускладнень під час використання. Щоб 
запобігти вказаним недолікам, нітрат амонію слід зберігати за температури, 
нижчої 32°С, випускати в гранульованому вигляді з обробкою гранул 
речовинами, що утворюють гідрофобну плівку, а також вводити добавки, які 
перешкоджають поліморфним перетворенням. 
 У разі швидкого нагрівання до 400—500°С або ініціювання 
(наприклад, удару) речовина розкладається з вибухом: 
 
NH4NO3 = N2 + 2H2O + 0,5O2. 
 
 На цьому засновано використання нітрату амонію як компонента 
різних вибухових речовин — амонітів (суміші з органічними речовинами), 
амотолів (суміші з іншими вибуховими речовинами) та амоналів (суміші, що 
містять алюміній). 
Основою системи технології виробництва аміачної селітри є 
нейтралізація азотної кислоти газоподібним аміаком  
 
NH3 + HNO3 = NH4NO3 + 149 кДж, 
 
 з наступним упарюванням отриманого розчину та грануляцією нітрату 
амонію. 
Швидкий розвиток виробництва аміачної селітри визначає необхідність 
приділяти велику увагу всім аспектам технології, зберігання та перевезення 
цього продукту. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1 ТЕХНІКО-ЕКОНОМІЧНЕ ОБГРУНТУВАННЯ ОБРАНОГО 
СПОСОБУ ВИРОБНИЦТВА І ТЕХНОЛОГІЇ 
 
Проектування крупнотонажного агрегату для виробництва аміачної 
селітри було розпочато в кінці 60-х років. До цього часу стало помітне 
відставання якості продукту по техніко-економічним показникам 
виробництва в порівнянні з зарубіжними фірмами. 
 Для підвищення якості продукту розроблені та перевірені в діючих 
цехах випарні апарати з падаючою плівкою, що забезпечує отримання 
висококонцентрованого плаву (не менше 99,5 % NH4NO3): прості та 
економічні апарати охолодження гранул в киплячому шарі; статичні 
гранулятори лійкового типу, які забезпечують отримання більш крупних та 
рівномірних гранул; розроблені добавки типу (сульфатна, сульфатно-
фосфатна, магнезіальна та інші). Тим часом були розроблені агрегати по 
виробництву неконцентрованої азотної кислоти, в яких концентрація НNO3  
була піднята з 47 – 49 до 58 – 60 %.  
Вказані досягнення дозволили розробити нову технологічну схему та 
виконати проект крупнотонажного агрегату АС–67 потужність якого ≈ 1400 
т. Згодом  удосконалений агрегат під індексом АС–72 та АС–72М. 
Головними в виробництві аміачної селітри являються агрегати АС–67, АС–
72 та АС–72М. Загальними рисами цих схем є: 
 -  використання в якості сировини 58–60 % - ї азотної кислоти та 
газоподібного аміаку, надлишковий тиск якого не перевищує 0.3 МПа; 
         - нейтралізація азотної кислоти газоподібним аміаком під 
атмосферним тиском в апаратах для використання тепла реакції на 
випарювання води із розчину; 
         -  випарювання 88 – 92 %  розчину в одну ступінь під атмосферним 
тиском до стану висококонцентрованого плаву  (99,6-99,8 %-го) в апараті з 
падаючою плівкою протитечією гарячого повітря;  
 -  часткове використання сокової пари, що утворюється в апаратах 
ВТН, на підігрів азотної кислоти до 80-90 °С і повітря перед апаратом 
охолодження гранул в киплячому шарі; основну масу сокової пари не 
використовують, а спрямовують на змішування з повітрям, що викидаються 
з грануляційної башти;  
 -  інтенсивне гранулювання плаву у вежі (з високою швидкістю 
протиточного повітря і високою щільністю зрошення розбрискуючим 
плавом);  
 -  охолодження гранул в апараті з киплячим шаром; 
 -  промивка пароповітряної суміші (повітря з башт, сокової пари з 
ВТН і пароповітряної суміші з випарного апарату) розведеним розчином 
аміачної селітри в тарілчастому скрубері.  
 
1.1  Аналіз діючих промислових способів виробництва 
 
Особливістю агрегату АС-67 є розміщення всього основного 
технологічного обладнання (від стадії нейтралізації до стадії отримання 
плаву) на грануляційній вежі каскадом, без проміжних операцій 
перекачування розчинів аміачної селітри. Інша особливість агрегату АС-67 
полягає в тому, що повітря не відсмоктують із вежі, як звичайно в техніці 
баштового гранулювання мінеральних добрив, а нагнітають в башту знизу 
під грати киплячого шару одним потужним вентилятором, тобто вежа 
працює під підпором.  
 Азотну кислоту (58-60 % НNО3) попередньо підігрівають у 
кожухотрубчастому  теплообміннику  2 соковою порою з апаратів ВТН  3 до 
70-80 °С, газоподібний аміак  до 120-130 °С в теплообміннику 1 паровим 
конденсатом. Нагріті компоненти надходять в нижню реакційну частина 
апаратів ВТН; утворений в результаті реакції і випаровування частини води 
88-92 %-й розчин аміачної селітри містить 2-4 г/л вільної азотної кислоти, 
яку послідовно нейтралізують аміаком в донейтралізаторі 4, а в разі 
проскакування кислоти  в контрольному донейтралізаторе 5, з якого розчин 
самопливом надходить в випарний апарат 9, де його  упарюють  до 99,6-99,8 
%-го плаву. Після донейтралізаціі аміаком в апараті 12 плав самопливом 
надходить на розбризкування в лійкові гранулятори 15. Застиглі в польоті 
гранули подають на решітку апарату 17, де в киплячому шарі 
охолоджуються, і після обприскування диспергатором НФ в апараті 26 
надходять на упаковку.  
 Охолодження гранул в киплячому шарі регулюється таким чином: у 
залежності від вологості і температури зовнішнього повітря частину його 
підігрівають парою в теплообміннику 19 і подають на змішування з 
основним потоком повітря, що нагнітається в башту вентиляторами 20 і 21. 
Соковий пар з реакційної частини апаратів ВТН надходить в промивну 
частина, забезпечену чотирма тарілками і бризговідбійником. На нижніх 
тарілках йде відмивання сокової пари від аміаку 20-25 %-м розчином кислої 
аміачної селітри, на верхніх-конденсатом сокової пари від бризок селітри. 
Далі соковий пар частково направляють на підігрів азотної кислоти, а 
основну масу - в промивний скрубер 8; на вході під його нижньою тарілкою 
сокова пара змішується з повітрям з башти; сюди ж надходить 
пароповітряна суміш з випарного апарату 9. На тарілках промивного 
скрубера, зрошуваних підкисленним розчином селітри, пароповітряна 
суміш очищується від аміаку і пилу селітри. Розбавлений 20-25 %-й розчин 
з промивного скрубера 8 направляють в промивну частину апарату ВТН, з 
промивної - в його реакційну частину.  
 Кондиціонуюча сульфатна добавка утворюється при введенні сірчаної 
кислоти. У початковій схемі 92%-у сірчану кислоту в невеликих кількостях 
подавали в змішувачі азотної та сірчаної кислоти, встановлені перед 
апаратами ВТН, згодом з метою підвищення вибухобезпечності процесу 
змінили подачу сірчаної кислоти, і в даний час її вводять після апаратів ВТН 
у 88 - 92%-й розчин селітри (у донейтралізатор 4). Тут вона нейтралізується 
газоподібним аміаком . Технологічня  схема  агрегату АС-67 зображена на 
рисунку 1.1. 
 
1, 2 – теплообмінники; 3 – апарати ВТН; 4, 6 – до нейтралізатори; 7 – випарний апарат; 
 8 – промивний скрубер; 9 – комбінований випарний апарат; 10, 9 - підігрівачі повітря;  
11 – фільтр плаву; 12 – гідрозатвор-нейтралізатор; 13, 25 - бак для розчину селітри;  
14, 24 – насоси центробіхні; 15 – гранулятор; 16 – гран башта; 17 – апарат КШ;  
18, 20, 21 – вентилятори; 22 – нагнітач повітря;  23 – конвеєр; 26 – класифікатор гранул. 
  
Рисунок 1.1 – Технологічна схема агрегата АС – 67 
 
На початку 70-х років ця проблема була вирішена за допомогою 
добавки «Нукло». Цю порошкоподібну, нерозчинну добавку можна вводити 
тільки в висококонцентрований плав; отже, при розташуванні обладнання 
для отримання плаву у верхній частині башти потрібно спорудження 
транспортної лінії подачі порошку на висоту приблизно 70 м. Завдання 
полегшується, якщо перекачувати висококонцентрований плав з добавкою 
«Нукло» спеціальним насосом. Перекачування висококонцентрованого 
плаву не тільки розширює можливість використання різних добавок, але і 
дозволяє різко зменшити масу грануляційної башти.  
Успішна розробка вітчизняного високонапірного насосу для 
перекачування 99,6-99,8 %-го плаву дозволила остаточно сформувати новий 
підхід до розміщення всього технологічного устаткування, включаючи 
вузол випарки, який був реалізований у технологічній схемі агрегату АС-72.  
 Додатково з метою усунення перерахованих вище недоліків схеми 
АС-67 і підвищення якості продукту у схемі АС-72 прийняті наступні 
технічні рішення:  
- замість сульфатної добавки застосована більш ефективна сульфатно-
фосфатна добавка;  
- збережено обприскування гранул поверхнево-активними 
речовинами;  
 - передбачено отримання гранул більш рівномірного складу (не менше 
70-80 % фракції 2-3 мм) за рахунок застосування віброгрануляторів;  
 - передбачено підвищення міцності гранул як результат впливу трьох 
чинників: застосування сульфатно-фосфатної добавки, отримання більш 
великих гранул (зменшення фракції менше 2 мм), регулювання темпу 
охолодження гранул, для чого був застосований секціонований винесений 
апарат з киплячим шаром і роздільною подачею повітря в кожну секцію;  
 -  для перекачування плаву застосований насос.  
Технологічна  схема  агрегату АС-72 зображена на рисунку 1.2. 
 
 
1, 2, 7, 24 - підігрівачі; 3-апарат ВТН; 4, 5 - донейтралізатори; 6 - випарний 
апарат; 8 - нагнітач; 9 - гідрозатвор-донейтралізатор; 10 - фільтр плаву;  
11, 14 - баки; 12 - насос; 13 - насос відцентровий; 15 - напірний бак;  
16 - гранулятор акустичний; 17 - гранулятор монодисперсний;  
18 - промивної скрубер; 19, 23 - вентилятори; 20 - грануляційна башта;  
21, 25 - конвеєри; 22 - апарат КШ ; 26 - елеватор; 27 - апарат для обробки 
гранул. 
 Рисунок 1.2 – Технологічна схема агрегату АС – 72 
 
У схемі АС-72 замість двох донейтралізаторів швидкісного типу був 
застосований один загальний для двох апаратів ВТН об'ємний 
донейтралізатор 4, що підвищує точність регулювання надлишку аміаку в 
донейтралізованому розчині перед випарним апаратом і відповідно зменшує 
забруднення повітря аміаком на виході з випарного апарату. Надалі було 
визнано доцільним додати контрольний донейтралізатор 5, щоб надійно 
запобігти потраплянню кислих розчинів у випарний апарат 6, так як після 
рішення про подачу сірчаної та фосфорної кислот не в апарати ВТН, а в 
донейтралізатор 4 така небезпека підвищилася. Це технологічне рішення 
поширене і на агрегати АС-67.  
У схемі АС-72 застосовані безперервно діючі автоматичні аналізатори 
рН середовища розчину на виході з апарату ВТН 3, донейтралізаторів 4 і 5, 
гідрозатвору 9, що підвищило, стабільність технологічного режиму 
нейтралізації і донейтралізаціі розчинів і (в поєднанні із застосуванням в 
апараті ВТН ковпачкових тарілок в промивній частині замість сітчатих) 
призвело до зниження забруднення сокової пари на виході з ВТН і 
пароповітряної суміші з випарного апарату аміаком і аміачною селітрою.  
Випарний апарат 6 у схемі АС-72 забезпечений промивачем повітря, 
що додатково знижує надходження забруднень (NH4NO3 і NH3 ) у 
промивному скрубері 18.  
 Висококонцентрований плав (99,7- 99,8% NH4NO3) на виході з 
випарного апарату 6 проходить донейтралізацію в гідрозатворі  9, потім 
через фільтри 10 надходить у бак 11, на якому встановлений занурювальний 
насос 12, перекачує плав на верх башти в напірний бак грануляторів.  
 Гранули охолоджують у виносному апараті 22, який розділений на 3 
секції, в кожну секцію подають повітря окремим вентилятором 23 через 
підігрівники 24. 
 З урахуванням досвіду експлуатації агрегатів АС-72 і посилення 
вимог з охорони повітряного середовища він був модернізований.  
Принципова схема  агрегату АС-72М відрізняється від схеми АС-72 
наступним: 
 - встановлений скрубер з фільтруючими елементами. Це дозволяє 
більш ретельно очистити пароповітряну суміш з випарного апарату 6  від 
аміаку кислим розчином аміачної селітри на сітчатих тарілках, а від бризок і 
аерозольних частинок селітри - на волокнистому фільтрі; 
 - встановлений промивної скрубер для відмивання непрореагованого 
аміаку з парів донейтралізаторів;  
 - промивної скрубер на башті оснащений фільтрами на основі 
волокнистих матеріалів для уловлювання аерозольних часток аміачної 
селітри (у зв'язку з цим вентилятори  замінені на більш високонапірні);  
- для кондиціонування готового продукту застосована магнезіальна 
добавка,яка добре себе зарекомендувала не тільки при зберіганні продукту в 
поліетиленових мішках, але і при його зберіганні та перевезенні без тари.  
 
1.2 Огляд існуючих конструкцій грануляторів 
1.2.1 Класифікація грануляторів 
Гранулятори плавів азотних добрив мають різну форму перфорованої 
оболонки . Зазвичай вони мають осьову симетрію.  
По формі робочої частини (перфорованої оболонки) гранулятори плавів 
азотних добрив можна поділити на наступні типи: 
 циліндричні, які в свою чергу поділяються на: 
 циліндричні; 
 циліндричні ступеневі;  
 конічні, які в свою чергу поділяються на:  
 конічні 
 конічні із зворотними конусами; 
 конічні із гофрами; 
 кулястої форми, які в свою чергу поділяються на: 
 сферичні; 
 параболоїдальні; 
 чашоподібні; 
 ступеневі; 
 кулясті із гофрами; 
За наявністю внутрішніх пристроїв в корзині гранулятора (перфорованої 
оболонки) їх можна класифікувати на: 
 без внутрішніх пристроїв; 
 з внутрішніми пристроями, які в свою чергу поділяються на: 
 з радіальними лопатами; 
 з незалежно обертовими лопатами; 
 з горизонтальними перегородками; 
 з лопатами гвинтового профілю; 
 із внутрішнім перфорованим циліндричним розподільником. 
Окрім цього, гранулятори плавів азотних добрив поділяються на 
 статичні; 
 вихрові гранулятори з тангенціальним уведенням плаву  
в перфоровану оболонку; 
 вихрові гранулятори з турбіною для розкручування 
плаву; 
 динамічні або гранулятори, що обертаються 
Обертання віброгранулятора сприяє розосередженню гранул по різних 
траєкторіях, завдяки чому поліпшуються умови теплообміну в грануляційній 
вежі, а також спрощується обслуговування віброгранулятора. 
В останні роки перевагу в основному віддають відцентровим 
циліндричним і конічним грануляторам та грануляторам з чашоподібними 
оболонками. Це пояснюється простотою їх виготовлення й кращими 
показниками для одержання досить рівномірних крапель рідини або 
гранул. 
Гранулятори всіх типів виготовляються з нержавіючої сталі. Товщина 
металу перфорованої оболонки - 1÷10мм. 
 
1.2.2 Відцентрові гранулятори 
Гранулятор відцентрового типу (рисунок.1.3) обертається із частотою 
6,7-7,5 1/с (400-450 об/хв.). При роботі таких грануляторів основне 
навантаження по гранулам лягає на відносно невеликий кільцевий простір 
башти, тоді як її центральний і бічний обсяги практично не працюють. 
Внаслідок різної кутової швидкості, навіть у випадку використання кращих 
відцентрових грануляторів, у башту диспергуються неоднакові по розмірах 
краплі плаву, на охолодження й формування яких потрібні різний час і різна 
висота польоту. 
Відцентрові гранулятори [4-7] найкраще відповідають вимогам для 
грануляції плавів, що містять суспензії і для плавів складних добрив. 
Основними труднощами при гранулюванні плавів, що містять суспензії, є 
часті забивання отворів твердими частками. Відфільтрувати частки суспензії, 
що закупорюють отвори витікання, в ряді випадків не можливо, тому що ці 
частки суспензії є або складовою частиною добрива, або їх вводять у плав 
для зменшення злежуваності. 
Відцентрові гранулятори показують добрі результати на баштах 
діаметром понад 15м. 
  
Рисунок 1.3 – Відцентрові гранулятори циліндричної (а) і конічної форми (б) 
 
1.2.3 Вихрові гранулятори 
Особливістю таких грануляторів [4-7] є те, що вони мають рухомі 
лопаті, які знаходяться всередині перфорованої оболонки. За допомогою 
цих лопатей плаву надається обертальний рух, відносно нерухливої стінки 
оболонки. Тоді, змінюючи швидкість обертання лопатей та відносну 
швидкість плаву, можна регулювати значення тиску рідини в оболонці, що 
дає змогу в широких межах міняти перетин струменів рідини, які витікають 
із отворів оболонки. Тонкі струмені рідини можна одержувати при витіканні 
рідини з отворів значно більшого діаметра, чим у випадку, коли відносна 
швидкістьâ³ä  0 . Це істотно підвищує надійність роботи гранулятора, 
дозволяє змінювати перетин струменів і, отже, краплі (гранули) шляхом 
зміни величини â³ä . Вихрові гранулятори рисунок 1.4 та 1.5. 
Надання плаву обертального руху, відносно нерухливої стінки 
оболонки, можна досягти внаслідок його тангенціального введення в 
перфоровану оболонку.  
 
 
Рисунок 1.4 - Вихровий гранулятор з тангенціальним уведенням плаву 1 в 
перфоровану оболонку 2 
 
1 - вал; 2 - вузол підшипників; 3 - вхід плаву; 4 - кріпильний фланець;   
5 - нерухома перфорована оболонка;  6 - обертова турбіна 
 
Рисунок 1.5 - Вихровий гранулятор з турбіною для розкручування плаву:  
 
 
1.2.4 Статичні акустичні гранулятори 
Виходячи з умов розвитку хімічної галузі України за часів СРСР, 
виробництва азотних добрив проектувалися та споруджувались під 
гранулятори конструкції НДІ «ХИММАШ». Для вітчизняних 
великотоннажних агрегатів аміачної селітри та карбаміду в НДІ 
«ХИММАШ» були створені два типи акустичних грануляторів АГ-З16 і АГ-
З20 різної продуктивності й з різними (відповідно до розмірів грануляційних 
веж) розмірами зон зрошення. Ці гранулятори з 1975 р. серійно випускаються 
Димитровградським. заводом хімічного машинобудування. При порівняно 
малих габаритах (діаметр 320мм, вага 23кг) ці гранулятори мають 
продуктивність відповідно  16 і 20 т/ч по  готовому продукту й забезпечують  
великотоннажні  виробництва обсягом 450 тис.т/рік. На базі серійних 
акустичних грануляторів в НДІ «ХИММАШ» були розроблені їх модифікації 
зі збільшеною продуктивністю до 25-30 т/год., які також експлуатуються на 
ряді заводів. Одержуваний на акустичних грануляторах продукт по 
гранулометричному складу перевищує вимоги ГОСТ 2-75 по товарній 
фракції гранул і по фракції 2-3мм. Так, за даними заводів, де працюють 
акустичні гранулятори, виробляється продукт в якому фракція 2-3мм 
становить 60-80%. Випробування акустичних грануляторів, а також 
обстеження, виконані за участю НДІ «ГИАП» і самих підприємств-
виробників, показують на реальну можливість одержання практично 
монодисперсного продукту зі змістом гранул фракції 2-3 мм до 85%. 
Були створені акустичні гранулятори для плаву карбаміду з метою 
підвищити однорідність продукту й вмісту у ньому фракції гранул 2-3мм. У 
порівнянні з гранулюванням аміачної селітри основна складність тут у тому, 
що в карбаміду більш висока теплота кристалізації. З огляду на труднощі 
охолодження й кристалізації гранул в умовах промислового виробництва 
діючих цехів розроблені акустичні гранулятори карбаміду з продуктивністю 
6-8 т/год.[4-7]. 
Разом з тим, одержати продукт гарної якості з використанням 
грануляторів НДІ «ХИММАШ» неможливо, виходячи із особливостей 
конструкції вібросистеми. Вібраційна система цих грануляторів розрахована 
для роботи на певному навантаженні по плаву. Зміни витрати плаву 
спричиняють відмову у роботі вібросистеми. Це приводить до вільного 
розпаду струменів. Крім того, зміни витрати плаву можуть приводити до 
роботи вібросистеми в нестабільному режимі, що приводить до розбіжності 
частотних характеристик вібросистеми зі швидкістю витікання плаву з 
отворів, що, у свою чергу, погіршує якість продукту. 
 
1.2.5 Вібраційні гранулятори з верхнім мембранним випромінювачем 
Віброгранулятори з верхнім мембранним випромінювачем коливань – 
це одна з перших конструкцій грануляторів вібраційного типу [4-7]. На 
рисунку 1.6, показаний цей пристрій. Гранулятор має патрубок 1 для 
введення плаву, розподільну решітку 2, перфороване чашоподібне днище 
3 з отворами для витікання плаву. У верхній частині порожнини днища є 
еластична або пружна мембрана 4, з'єднана за допомогою штока 5 з 
механічним або електродинамічним вібратором 8 тієї або іншої 
конструкції. Вібратор 8 установлений на амортизаційній підкладці 7.  
Чашоподібне перфороване днище кріпиться до корпуса фланцевим 
з’єднанням 6. Віброгранулятор працює таким чином. Плав по патрубку 1 
через розподільну решітку 2 надходить у порожнину чашоподібного 
днища 3 і витікає у вигляді струменів з отворів днища 3 у грануляційну 
башту. Одночасно вібратор 8 через шток 5 приводить в дію мембрану 4, 
яка розташована в плаві, у коливальний рух із фіксованою частотою. 
У порожнині днища 3 у плаву поширюються пружні хвилі.  Це 
приводить до періодичної зміни тиску (напору) плаву перед отворами 
витікання й відповідно до періодичної зміни швидкості витікання плаву з 
отворів. При цьому на поверхні струменів плаву, що витікають зі змінною 
швидкістю, утворюються збурювання (звуження й розширення) із 
частотою, що дорівнює частоті вібратора. Якщо відстань між двома 
сусідніми звуженнями більше довжини окружності незбуреного 
струменя, то збурювання швидко росте під дією сили поверхневого 
натягу плаву, і струмінь розпадається на рівномірні краплі.  Падаючи у 
вежі назустріч потоку холодного повітря, краплі плаву кристалізуються, 
перетворюючись у гранули. 
При роботі на змушених коливаннях в якості мембрани може бути 
використаний фторопласт або гофрована нержавіюча сталь.  При роботі 
в режимі резонансу мембрану виготовляють із титану або нержавіючої 
сталі. Мембрана може бути опуклої або плоскої форми, при цьому 
плоска мембрана простіше у виготовленні. 
 
 
Рисунок 1.6 – Вібраційний гранулятор з мембранним випромінювачем 
 
Віброгранулятор з мембраною-днищем. У цьому грануляторі 
мембрана, що випромінює коливання, являє собою плоску центральну 
неперфоровану частину чашоподібного днища (рисунок 1.7).  
У перших конструкціях такого гранулятора кульковий вібратор був 
прикріплений під днищем у центрі [4–7]. Згодом вібратор 10 був  
 
 
винесений наверх і з'єднаний із центральною частиною днища 
стрижнем 3. 
 
 
Рисунок 1.7 – Модифікація вібраційного гранулятора  
 
Гранулятор працює в такий спосіб. Плав по трубі 11 по кільцевому каналу 9 
через розподільник 5 (тієї або іншої конструкції) надходить у порожнину 
перфорованого днища 1 і витікає з отворів у цьому днищі. Центральна частина 2 
днища 1 діаметром 100-300 мм виготовлена плоскою й без отворів. При роботі 
вібратора 10 днище 1, з'єднане зі стрижнем 3, вібрує, випромінюючи акустичні 
коливання в плав, що заповнює порожнину днища. Це приводить до дроблення 
струменів плаву на рівномірні краплі, як в описаному вище грануляторі. 
Якщо в гранулятор разом із плавом попадає повітря, то пухирці повітря 
сепаруються на вільній поверхні плава й виходять із гранулятора через отвір 12. 
У корпусі 4 гранулятори встановлений п'єзометричний датчик 7 для контролю 
рівня плаву в грануляторі й регулювання навантаження. Для запобігання 
засмічування отворів витікання випадковими твердими частками й для 
сепарування пухирців повітря передбачена сітка 6. У башті гранулятор 
установлюється на опорне й ущільнювальне кільце 8. 
 
1.2.6 Віброгранулятор з регулятором рівня плаву 
Для стабілізації напору плаву перед отворами витікання розроблений 
віброгранулятор із простим і надійним поплавковим регулятором рівня плаву  
[3, 4, 6] (рисунок 1.7). Цей гранулятор має вібратор 1, з'єднаний 
стрижнем 6 з перфорованим днищем 7, патрубок 2 для підведення плаву, 
датчик 3 напору, кришку 4. Для регулювання рівня в грануляторі 
передбачена поворотна заслінка 5, пов'язана з поплавком 6.  У днищі 7 є 
отвори 8 для витікання плаву. Змінна фільтрувальна сітка 9 запобігає 
засмічуванню отворів 8 випадковими частинками, які можуть бути в плаву, і 
сепарує пухирці повітря. Розподільник 10 служить для рівномірного 
введення плаву. У верхній частині гранулятора передбачене фланцеве 
ущільнення 11. У грануляторі над вільною поверхнею плаву може 
підтримуватися заданий тиск повітря, що вводиться по патрубку 12. 
При певному рівні плаву поплавок 6 спливає й прикриває поворотну 
заслінку 5, запобігаючи подальшому підвищенню рівня.  
 
Рисунок 1.7 - Віброгранулятор з поплавковим  регулятором рівня 
 
Для тонкого регулювання пропускної здатності гранулятора при 
постійному рівні плаву над вільною поверхнею плаву створюється будь-
який заданий тиск повітря, що надходить по патрубку 12.  П’єзометричний  
датчик рівня 3 дозволяє контролювати загальний напір плаву перед 
отворами витікання. 
Цей гранулятор забезпечує стабілізацію процесу гранулоутворення й 
високу якість гранул. 
 
1.2.7  Віброгранулятори з гофрованим днищем 
При грануляції плавів спостерігаються зіткнення рівномірних крапель, 
отриманих при вібродрібленні струменів, з утворенням гранул з подвоєною й 
навіть потроєною масою. Азотно-тукові заводи випробували 
віброгранулятори з отворами витікання від 0,8 до 1,4 мм. При цьому 
ситовим аналізом і візуальним контролем було встановлено, що кількість 
подвоєних гранул істотно залежить від діаметра отворів витікання, напору 
плаву перед отворами витікання, різниці між температурою плаву й 
температурою його кристалізації [5-7]. 
Застосування віброгранулятора із плоским перфорованим днищем 
дозволяє здійснити процес вібродроблення в більш широкому діапазоні 
навантажень. Однак такий віброгранулятор дає вертикальний вузький 
щільний факел гранул, що погіршує умови теплообміну й веде до їхніх 
зіткнень і злиття в польоті, налипанню на стінках вежі.  
Усунути зазначені недоліки можна зміною форми перфорованого 
днища. Віброгранулятор із днищем у вигляді кільцевих, симетричних 
відносно вісі гофр, у яких на одному горизонтальному рівні просвердлені 
отвори, а їхні осі спрямовані під різними кутами до обрію (рисунок 1.8). 
 
 
 
Рисунок 1.8  Віброгранулятор з гофрованим днищем 
 
На віброгранулятор встановлюється вібратор 8, який має обойму 9 від 
шарикопідшипника, тангенціальне уведення 10 для подачі стисненого 
повітря, сталева кулька 11, вільно розміщена у біговій доріжці обойми 9, 
пластину-резонатор 5, кріпильні пластини 7, болти 6, хомут 12 для 
кріплення, стрижень 4, закріплений гайкою 21 до нижньої частини 
гофрованого перфорованого днища 20 з отворами 19 для витікання плаву. 
Устя отворів розташовані в одній горизонтальній площині, але під різними 
кутами до обрію. На кришці 2 є додаткові вібратори 1 для створення 
крутильних коливань при роботі на плаву, що містить велику кількість 
часток шламу. Труба 13 служить для підведення плаву в гранулятор, а сітки 
17, 18 призначені для рівномірного розподілу плаву перед отворами 
витікання та для ламінаризації потоку плаву. Патрубок 3 призначений для 
видалення газів із гранулятора. Фланці 15 і 16 служать для з’єднання 
нижньої й верхньому частин гранулятора, а фланець 14 для кріплення 
гранулятора в башті. 
Віброгранулятор працює наступним чином. Плав по трубі 13, 
подається в гранулятор, проходить через розподільні сітки 17 та 18 і 
через отвори 19, просвердлені в днищі 20 витікає у вигляді струменів у 
башту або апарат, під різними кутами до обрію. Так як гирла отворів 19 
розташовані в одній горизонтальній площині, a їх вісі за рахунок 
вісесиметричних гофрів розташовані під різними кутами до обрію, при 
роботі на будь-яких напорах швидкість витікання плаву із всіх отворів 
буде однакової, а факел розбризкування буде розширюватися, що 
поліпшує умови теплообміну й запобігає злиттю гранул у польоті.  
Так як швидкість витікання плаву із всіх отворів однакова, то при 
роботі вібратора 8, що надає центральної частини днища 20 коливання  
заданої стабільної частоти, на струмені плаву будуть накладатися 
збурювання з однаковою довжиною хвилі. Це приведе до дроблення всіх  
струменів на строго рівномірні краплі й при малих напорах. 
Стиснене повітря на вібратор 8 подається по тангенціальному 
уведенню 10. Взаємодіючи з кулькою 11, повітряний вихор надає кульці 
обертовий рух. Виникаюча відцентрова сила через стрижень 4 діє на 
центральну частину днища 20, де немає отворів.  
При коливаннях центральної частини днища 20 у плаву, що заповнює 
гранулятор, і по днищу 20 поширюються пружні хвилі, що приводять до 
утворення регулярних збурень на струменях плаву, що приводить до 
розпаду струменів на строго рівномірні краплі. Замість кулькового 
пневматичного вібратора можна використовувати будь-який вібратор, 
наприклад електродинамічний або електромагнітний, або мембранний 
випромінювач коливань (його встановлюють над перфорованим днищем).  
При використанні кулькового вібратора для узгодження частоти 
роботи вібратора з оптимальною релеєвською частотою можуть бути 
передбачені дві або більше пластини-резонатори 5, розрахованих на різні 
частоти. Властивість кулькового вібратора така, що він настроюється на 
частоту одного з резонаторів (залежно від тиску стисненого повітря, яке 
подається по патрубку 10). Міняючи тиск повітря перед патрубком 10, 
можна міняти частоту збурень струменів, що необхідно при зміні напору 
плаву перед отворами 19 більш ніж в 2 рази. 
Використання описаного гранулятора доцільно при напорах плаву 0,3-
0,1 м з одержанням гранул  2,5-3 мм. Однак для кристалізації таких 
великих крапель плаву необхідно збільшити час польоту гранул аміачної 
селітри у вежі до 5,5-7с [4, 5], що можливо або в результаті збільшення 
висоти або підвищення швидкості повітря у башті. 
 
1.2.8 Обертові віброгранулятори 
Коли неприпустима наявність у гранулометричному складі значної 
кількості гранул, що зштовхнулися («здвоєні» гранули), доцільно 
здійснювати обертання віброгранулятора за допомогою привода.  При цьому 
кожна гранула буде рухатися по різних траєкторіях. Це зменшує кількість 
зіткнень гранул в 5-8 разів у порівнянні з даними для статичних грануляторів і 
при використанні отворів  1,2-1,5 мм дозволяє одержати практично 
монодисперсний продукт. Особливо важливо це при грануляції плаву 
карбаміду, тому що краплі подвоєної маси не встигають кристалізуватися у 
баштах висотою 20-30 м. Одна з конструкцій обертового віброгранулятора 
показана на рисуноку 1.9 [3-7]. Як вібратор можна застосувати сирену або 
кульковий вібратор. Застосування обертових віброгрануляторів - найбільш 
раціональний шлях одержання монодисперсних гранул у великих промислових 
масштабах. 
 
1  вібратор; 2  мембрана; 3  перфорована оболонка; 4  отвору витікання; 5 
 порожній вал; 6  патрубок для введення повітря; 7  шків; 8  вузол 
підшипників;  9 – патрубок введення  плаву; 10 - фланець 
 
Рисунок. 1.9  Обертовий вібраційний гранулятор 
 
НДІ «ХИММАШ» розробив акустичний гранулятор обертового типу для 
грануляційних башт діаметром 16 м і центральним зрошенням. Позитивною 
якістю цього типу гранулятора є використання в ньому принципу обертання для 
розсіювання крапель плаву по різних траєкторіях у грануляційній вежі. Це дає 
можливість інтенсифікувати процес теплообміну в башті. Розсіювання крапель 
плаву по різних траєкторіях зменшує кількість їх зіткнень між собою  
 
 
й дозволяє зберегти однорідність гранул. В результаті цього на обертовому 
грануляторі, в порівнянні з статичним, кількість гранул фракції 2-3мм 
підвищується в середньому до 80-90%, за рахунок зниження великих і 
недостатньо охолоджених гранул фракції більше 3мм. 
В результаті проведення пошуку по устаткуванню для грануляції 
(диспергування) плаву азотних і комплексних добрив на їхній основі 
баштовим методом було виявлено, що даному типу устаткування 
приділяється належна увага вітчизняним і закордонними науково-дослідними 
й виробничими організаціями. Провідними країнами в області розробки 
такого типу грануляційного встаткування є Російська Федерація і Японія. 
Найбільша кількість патентів видана на конструкції грануляторів, при 
роботі яких можливо одержувати мінеральні добрива поліпшеної якості, 
зокрема необхідного гранулометричного состава, що досягається за рахунок: 
- регулюванням рівня напору розплаву (швидкості витікання плаву з 
отворів) у напірній ємності або ємності гранулятора; 
- регулювання режимів гранулювання, таких як температурний режим, 
швидкість обігу ємності, при зміні параметрів вхідного й вихідного 
матеріалу, що надходить у гранулятор; 
-  зміни фізик-хімічних властивостей гранульованих матеріалів 
(введення до складу плаву азотного добрива різноманітних порошкоподібних 
або рідких добавок, які поліпшують їхні якісні характеристики). 
Другим напрямком модернізації грануляційного встаткування є 
вдосконалення їхньої конструкції: 
- усунення кристалізації плаву в грануляторах; 
- розширення діапазону виробничих навантажень при збереженні моно 
дисперсності готового продукту по гранулометричному составі; 
- застосування більше ефективних пристроїв при проведенні окремих 
операцій процесу гранулювання (розподільників плаву, прибудував для 
подачі й фільтрування плаву в грануляторі). 
Окремі вдосконалення конструкції грануляторів спрямовані на 
забезпечення більше високої надійності в їхній роботі за рахунок: 
- зниження ерозійного зношування окремих поверхонь корпуса 
гранулятору; 
- зміни величини гідродинамічних впливів на деталі гранулятору; 
- виключення застійних зон при роботі гранулятора; 
- спрощення окремих елементів конструкції. 
 
1.3 Перспективи удосконалення існуючих технологій. 
 
Розроблено спосіб виробництва амонійної селітри без випаровування. 
Схема методу без випаровування наведена на рисунку 1.10.  
 
 
 
1 — підігрівач азотної кислоти, 2 — підігрівач аміаку, 3 — реактор 
(нейтралізатор), 4 — сепаратор емульсії, 5 — барабанний кристалізатор,  
6 — ніж, 7 — барабанна сушарка 
 
Рисунок 1.10 – Технологічна схема отримання аміачної селітри 
 без випаровування води:  
 
 
В нагрівачах 1 та 2, що обігріваються парою з сепаратора емульсії 4, 
азотну кислоту та аміак нагрівають і спрямовують у нейтралізатор 3, де 
внаслідок реакції утворюється емульсія з водного розчину нітрату амонію  
та водяної пари. Емульсію розділяють у сепараторі 4, причому сплав 
NH4NO3 надходить в кристалізатор 5, де відбувається процес кристалізації 
з утворенням на поверхні барабана шару твердого нітрату амонію 
завтовшки 1 мм, який зрізають ножем 6, і надходить у барабанну сушарку 7. 
Розроблено вихровий гранулятор з вібраційним розпиленням плаву. 
В основу винаходу поставлена задача удосконалення способу 
гранулювання рідкого матеріалу шляхом здійснення його розпилення без 
надання додаткового моменту руху під дією гідростатичного напору і 
власної ваги з одночасним накладенням на струмінь розплаву регулярних 
електромагнітних коливань, що забезпечує рівномірність контакту кожної зі 
створених гранул з вихровим осесиметричних потоком теплоносія і 
збільшення ступеня монодисперсних гранулометричного складу матеріалу в 
заданому діапазоні розмірів товарної фракції.  
Схема вихрового гранулятора з вібраційним розпиленням плаву 
наведена на рисунку 1.11. 
Розроблено новий спосіб гранулювання амонійної селітри. Новим у 
способі є те, що очищення та охолодження суміші здійснюють в промивної 
колоні з трьома зонами зрошення, при цьому пароповітряну суміш після 
першої зони зрошення ділять на два потоки навпіл, перший потік 
направляють у другу зону зрошення, потім подають на стадію грануляції 
плаву в якості охолоджуючого агента, другий потік направляють в третю 
зону зрошення, потім подають на стадію охолодження гранул в якості 
охолоджуючого агента. Технічний результат полягає в тому, що 
забезпечується можливість повторного використання потоків повітря у 
технологічному процесі і переведення виробництва гранульованої аміачної 
селітри на замкнутий цикл по повітрю, що виключає викиди в атмосферу. 
 
 
1 - основний корпус; 2 - еліптична кришка; 3 - додатковий корпус;  
4 - міжкорпусній кільцевої простір; 5 - кільцевої уловлювач гранул;  
6 - циліндрична порожнина кільцевого уловлювач гранул; 7 - нахільне 
днище;8 - патрубок відводу готового продукту; 9 - патрубок для подачі 
теплоносія;10 - патрубок для відведення відпрацьованого теплоносія;  
11 - патрубок для подачі розплаву; 12 - вузол розпилення; 13 - коробчатий 
корпус; 14 - отвори для відводу повітря; 15 - перфорована днище;  
16 - плоска мембрана; 17 - шток; 18 - муфта; 19 - електромагнітний вібратор; 
20 - датчик вібрацій; 21 - електронний регулятор; 22 - частотомір; 
 23 - вихровий газорозподільний вузол; 24 - патрубок для рециркуляції 
гранул;   25 - патрубок для подачі газу. 
 
Рисунок 1.11 – Вихровий гранулятор з вібраційним розпиленням 
плаву 
 
 
Розроблено ротаційний гранулятор. При використанні цього 
пристрою, розплав продукту подається на стрічковий конвеєр-охолоджувач 
у вигляді крапель. Утворюється в ході кристалізації і охолодження продукту 
тепло відводиться через поверхню сталевої стрічки і поглинається водою, 
розбризкується через форсунки на її внутрішню поверхню. Висока 
теплопровідність стрічки забезпечує високоефективний відвід тепла.  
Конструкція конвеєра-охолоджувача розрахована таким чином, що 
повністю виключається можливість контакту продукту з охолоджуючою 
водою. У кінці конвеєра-охолоджувача продукт у вигляді гранул 
напівсферичних, знімається зі сталевої стрічки і надходить в бункер або на 
транспортувальний конвеєр. 
Розроблений центробіжно-вихровий вібраційний гранулятор.  
Конструктивною відзнакою вібраційного гранулятора, що швидко 
обертається, від стандартних типів, що раніше застосовувалися є 
збалансоване поєднання гідростатичного тиску обсягу плаву і відцентрової 
сили, що в сумі дозволяє значно збільшити факел зрошення, а накладення 
вібрації забезпечує розпад струменя на монодисперсні краплі і отримання 
високоякісного готового продукту. 
Розроблено спосіб підвищення агрохімічних властивостей аміачної  
селітри шляхом використання  як добавки до неї, адсорбенту мінерального 
походження, чим забезпечується підвищення її агрохімічних властивостей, 
ефективності використання азоту добрива та продуктивності 
сільськогосподарських культур. Поставлена задача вирішується тим , що в 
способі підвищення агрохімічних властивостей аміачної селітри який 
включає використання азоту в аміачній та нітратній формах,  в гранулах 
розміром 1-3 мм відповідно до винаходу як добавку до них використовують 
мінерал-адсорбент трепел в кількості 2 % від маси готової продукції. 
 
 
Розроблено метод грануляції плаву розпиленням. Спосіб грануляції 
зводиться до розпорошення і подальшого багаторазового нашарування  
плаву на «затравочні» (тверді) частки некондиційного продукту з 
утворенням сферичних гранул і подальшому охолодженню останніх. 
Основною перевагою методу є більш висока міцність гранул і, відповідно, 
менша злежуваність при транспортуванні. 
Розроблено спосіб підвищення поглинаючої здатності гранул аміачної 
селітри. Спосіб згідно винаходом відрізняється тим, що гранульовану 
аміачну селітру з великою механічною міцністю піддають охолодженню до 
температури нижче -170С, потім довільним способом нагрівають до 
температури понад 32,30С. Отримана таким способом пориста аміачна 
селітра має всмоктуючу здатність мінімум 6-7% і підвищену механічну 
міцність. Вихід процесу перевищує 95%. 
До основних недоліків грануляційних башт можна віднести: порівняно 
високу температуру гранул на виході з вежі (для охолодження); можливість 
використання їхнього обсягу приблизно тільки на 50%; великі капітальні 
витрати на будівництво, громіздкість. Ці недоліки частково обумовлені 
недосконалістю грануляційного обладнання. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2 ХАРАКТЕРИСТИКА ПРИЙНЯТОГО МЕТОДУ ВИРОБНИЦТВА. 
ХІМІЗМ ТА ТЕОРЕТИЧНІ ОСНОВИ І ОБГРУНТУВАННЯ НОРМ 
ТЕХНОЛОГІЧНИХ РЕЖИМІВ 
 
Аміачна селітра – технічний нітрат амонію, містить не менше 34,2  % 
азоту. Твердий нітрат амонію в інтервалі температур від 17 до 169,6 °С має 
п’ять кристалічних модифікацій, термодинамічна стійких при атмосферному 
тиску. Кожна модифікація існує лише в визначеній області температур, та 
перехід з однієї модифікації в іншу що супроводжується зміною кристалічної 
структури та об’єму кристалічної решітки. Кристалічні характеристики 
кристалів нітрату амонію наведені в таблиці 2.1. 
 
 Таблиця 2.1 – Кристалічні характеристики кристалів нітрату амонію. 
 
 Температурна  Параметри  Об’єм   
 область  кристалічної криста- 
Модифік  існування     Вид симетрії решітки,               лічної  
ації модифікації, °С 1010  м (А) решітки 
 1010  м3  
     а           в         с  
        І  169,6 – 125,2 Кубічна  4,40 4,40 4,40    85,2 
       ІІ  125,2 – 84,2 Тетрагональна  5,75 5,75 4,95   163,7 
      ІІІ    84,2 – 32,3 Ромбічна   
моноклінна  7,06      7,66       5,80   313,7 
      ІV    32,3 – (- 17) Ромбічна   
біпірамідальна   5,75     5,45       4,96   155,4 
      V  (- 17) – (- 50) Тетрагональна   8,03     8,03 9,83   633,8 
 
 Процеси переходу однієї модифікації нітрату амонію в іншу є 
зворотними. Вони супроводжуються виділенням (або поглинанням) тепла та 
стрибкоподібною зміною питомого об’єму, теплоємності, ентропії і т, д.  
 Термодинамічні, рівноважні температури модифікаційних перетворень 
нітрату амонію можна змінити лише введенням добавок неорганічних солей, 
які змінюють його кристалічну решітку в разі утворення твердих розчинів 
або хімічних сполук. Тому волога принципово не може змінити 
термодинамічні температури поліморфних переходів.  
 Відомо, що вода впливає на кінетику поліморфних переходів. Тому при 
дослідженні цих процесів методом диференціального термічного аналізу 
(ДТА), що спостерігаються значення температури поліморфних переходів 
при нагріванні вище, а при охолодження - нижче термодинамічних значень. 
По мірі збільшення вмісту вологи від 0,05 до 3,4% температура переходу IV 
→ Ш знижується від 48 до 37 ° С. В інтервалі концентрацій вологи 0,12 - 
3,4% температура переходу III → ІІ, майже не змінюється.  
 В процесі охолодження від 100 ° С при мінімальному вмісті вологи 
(0,03-0,07%) спостерігається заміна, послідовних перетворень II → ІІІ і ІІІ → 
IV на метастабільні перетворення II → IV, яке фіксується за 49 - 50 °С. При 
вологості зразків від 0,12 до 3,4 % на кривих охолодження знову 
спостерігаються послідовні перетворення II → ІІІ і ІІІ → IV. В цьому 
інтервалі вологовмісна  температура переходу  II → ІІІ  змінюється від 49 до 
81 ° С, а  ІІІ → IV від 21 до 31°С. 
 
 2.1 Властивості гранульованої аміачної селітри модифікованої  
 поверхнево - активними речовинами. 
 
 Одним з ефективних способів підвищення якості мінеральних добрив, 
поряд з інтенсифікацією та вдосконаленням технології їх одержання, 
застосуванням неорганічних добавок, є модифікування поверхні гранул 
готового продукту поверхнево-активними речовинами (ПАР). Застосування 
незначних кількостей добавки ПАР (0,05 - 0,10%) різко поліпшують фізико-
хімічні та фізико-механічні властивості добрив. Особливий інтерес 
представляє  використання ПАР, що є відходами ряду органічних 
виробництв, так як поряд з підвищенням якості добрив вирішуються питання 
екології.  
 Для модифікації поверхні гранул аміачної селітри запропоновано 
використовувати карбонові кислоти - відходи виробництва сульфатної 
кислоти; суміш аліфатичних амінів кубові залишки виробництва 
високомолекулярних аліфатичних амінів; мікробний жир-відхід виробництва 
кормових дріжджів з вуглеводнів нафти, які містять гліцериди, фосфоліпіди, 
вільні жирні кислоти і вуглеводні. Випробуваний ряд катіонних, аніонних і 
неіоногенних ПАР. 
 Сульфонол використовували у вигляді 40%-го водного розчину 
натрієвих солей алкілбензолсульфокіслот, диспергатор МФ - у вигляді 40%-
го водного розчину амонійній солі метилен-  -нафталінсульфокіслоти.  
В якості ПАР, що усуває злежуваності аміачної селітри, запропоновано 
використовувати блоксополімери оксиду етилену та оксиду пропілену. 
  Вплив різних класів ПАР досліджували на прикладі промислових 
зразків аміачної селітри з добавкою 0,4% сульфату амонію (ГОСТ 2-85). 
Зразки ПАР в розплавленому стані або у вигляді 40%-х водних розчинів 
дисперговані на поверхню гранул аміачної селітри при безперервному їх 
перемішуванні в обертовому барабані. Концентрація ПАР становила 0,05-
10% від маси добрива, а вологість аміачної селітри - 0,2% .  
  Основними характеристиками гідрофобної дії водо-нерозчинних ПАР  
є значення крайових кутів змочування поверхні добрива водою  і роботи 
адгезії  поверхні W. Ці величини пов'язані між собою рівнянням Дюпре - 
Юнга:  
 
                                                    W =  (1 cos )                                              (2.1) 
 
де   - поверхневий натяг води при температурі досліду.  
 Найбільш досконалим гідрофобізатором є парафін-суміш 
високомолекулярних насичених аліфатичних вуглеводнів. Тому при виборі 
ПАР прагнуть, щоб їх характеристики були близькі до відповідних 
характеристик парафіну.  
  Для визначення оптимальних концентрацій ПАР, необхідних для 
створення мономолекулярного гідрофобного шару на частинках АС, 
застосували метод вимірювання питомих сегментаційних об’ємів суспензій 
аміачної селітри в неполярному середовищі при різних концентраціях ПАР.  
  Сутність цього методу полягає в наступному: якщо дрібнодисперсну 
речовину з сильно полярною поверхнею помістити в неполярне середовище, 
то майже будь-яка зустріч і контакт частинок цієї речовини веде до їх 
коагуляції, освіти пухкого осаду з великою кількістю іммобілізованої рідини. 
У присутності ПАР, блокуючи, частина поверхневих сил зчеплення, 
взаємодія частинок один з одним послаблюється, обсяг седиментаційного 
осаду зменшується. Концентрації ПАР, відповідні мінімального 
(граничному) значенням питомої седиментаційною обсягу, є оптимальними, 
тому що при цих концентраціях утворюється мономолекулярний 
адсорбційний шар ПАР.  
 Для визначення  модифікування аміачної селітри поверхнево-
активними речовинами проводили наступним чином. До насиченого водного 
розчину аміачної селітри при 80 °С  додавали необхідне, залежно від 
концентрації, кількість ПАР (від 0,01 до 0,1% з інтервалом 0,01%). У разі 
водо нерозчинних ПАР використовували ацетати амінів та калієві солі 
жирних кислот . Потім розчин при повільному перемішуванні охолоджували 
до 20 ° С, відокремлювали кристали від маточного розчину, висушували їх 
при 60 °С до вмісту вологи 0,05%. Зразки добрива подрібнювали та 
використовували фракцію 100 мкм. В якості дисперсійного середовища 
застосували суміш вазелінового масла з толуолу в співвідношенні 1,0:2,4. 
При такому співвідношенні практично не відбувалося розчинення аміачної 
селітри.  
 Наважку (4,0 г) аміачної селітри, модифікованої ПАР, поміщали в 
циліндр об'ємом 30 см3  з ціною поділки 0,1 см3  , наливали дисперсійного 
середовища до верхньої мітки, суміш струшували до утворення однорідної 
суспензії, поміщали в термостат при 20 °С і через певний час після 
освітлення середовища вимірювали обсяг осаду. Для кожної концентрації 
ПАР визначали середнє значення з чотирьох-п'яти вимірювань. Відносна 
помилка досвіду не перевищувала 2%.  
 Оптимальні концентрації вивчених ПАР становлять 0,05 - 0,1%. У 
зазначеному інтервалі концентрацій  має мінімальне значення, що практично 
не залежить від концентрації. За абсолютним значенням мінімального 
значення можна судити про ефективність ПАР.  
  Найбільш ефективними за ступенем гідрофобізуючої дії є аміни. 
Карбонові кислоти та сульфонол по ефективності не поступаються 
диспергатори МФ, що застосовується в промисловості.  
  Показано, що ПАР впливають на кінетику поліморфного переходу  
IV → ІІІ, що протікає в умовах зберігання аміачної селітри. Кінетику 
перетворення IV → III вивчали методом диференціального термічного 
аналізу З наведених даних випливає, що вивчені ПАР прискорюють 
 перетворення аміачної селітри. Прискорює дію водо розчинних ПАР - 
сульфонола і диспергатора НФ майже в два рази більше, ніж дія аліфатичних 
амінів та жирних кислот.  
 При підборі ПАР досить важливим є питання про збереження їхньої дії 
при тривалому зберіганні добрив. Відомо, що найбільш стійкий ефект 
гідрофобізації поверхні досягається при хімічному фіксації на ній шару ПАР. 
 ІК-спектроскопічними дослідженнями встановлено, що фіксація 
досліджених амінів на поверхні гранул аміачної селітри відбувається за 
механізмом хемосорбції з утворенням алкіламмонія з реакції:  
 
                                 RNH 2  + NH 4 NO3  = [RNH ] NO3  + NH 3                          (2.2) 
2
 
Аміачна селітра, оброблена аліфатичними амінами у кількості 0,05-0,1%, 
зберігає 100%-у крихкість протягом 3 і 6 міс. Результати лабораторних 
досліджень були підтверджені випробуваннями дослідно-промислових 
партій аміачної селітри після їх тривалого зберігання як у мішках на складі, 
так і при безтарного перевезення у мінераловозах.  
 Гігроскопічні властивості аміачної селітри в присутності ПАР 
характеризували значеннями гігроскопічних точок і швидкістю поглинання 
вологи.  
 Добавки неорганічних солей, що застосовуються в промисловості, 
незначно змінюють гігроскопічність  аміачної селітри. Добавка 0,4% 
(NH 4 ) 2 SO 4  при 20 ° С знижує гігроскопічність до 64%, а сульфатно-
фосфатна добавка, яка містить 0,18% (NH 4 ) 2 SO 4 + 0,49 % NH 4 Н 2 РО 4  
  (0,30 % Р 2 0 5 ), - до 63 %. Винятком є добавка нітрату магнію: введення 1,2% 
Мg ( NO3) 2   знижує гігроскопічність при 20 ° С з 66,9 до 58%  вологості .  
 Водо нерозчинні ПАР принципово не можуть змінити значення 
гігроскопічності аміачної селітри. При використанні водорозчинних ПАР - 
відповідно до закону Рауля - відбувається зниження тиску пари води над 
плівкою насиченого розчину добрива. Тому значення гігроскопічності 
аміачної селітри в цьому разі зменшуються.  
  Можливість використання вивчених ПАР підтверджена дослідженням 
впливу ПАР на термічну стабільність аміачної селітри - температуру початку 
її термічного розкладання і значення ефективної енергії активації цього 
процесу.  
 Термічну стабільність аміачної селітри в присутності ПАР 
досліджували методом термогравіметрії в умовах лінійного підвищення 
температури з застосуванням деріватографів Паулік-Паулік - Ердєї та  -
деріватографа.  
 Значення ефективної енергії активації процесу термічного розкладання 
розраховували за рівнянням неізотермічної кінетики:  
 
                                        d /(1 -  ) n dT  (z/q)exp(- E/RT),                              (2.3) 
 
де   = W/W  (W і W  - відповідно спад маси до моменту часу    та до кінця 
 
досвіду); n - порядок реакції; z - предекспоненціальний фактор; q = ( dT / d ) - 
лінійна швидкість нагріву ; Е - ефективна енергія активації; Т - абсолютна 
температура. 
 Для розрахунків зручна логарифмічна форма рівняння: 
 
 n
 W  dW 1  z E
                                         ln       ln  ,                                (2.4) 
 W dT W q RT
    
 
 Підбір порядку реакції за методом Шатава  показав, що при n = 1 
дотримується умова лінійної залежності лівої частини рівняння (3,3) від 1/Т 
Отже, процес термічного розкладання аміачної селітри описується рівнянням 
першого порядку.  
  Злежуваності гранульованої аміачної селітри визначали експрес-
методом на установці УСМУ-1. Методика визначення складалася з двох 
етапів: приготування злежалого зразка та визначення зусилля для його 
розриву.  
 Статичну міцність гранул визначали на електричному 
напівавтоматичному приладі ІПГ-1. Принцип його дії заснований на зміні 
індуктивності котушки диференційно-трансформаторного датчика 
пропорційно зусиллю, що витрачається на роздавлювання гранули, що 
фіксується на діаграмній стрічці вторинного приладу в момент руйнування 
гранули.  
 Отже з таблиці 3.1 випливає, що всі вивчені ПАР підвищують міцність 
та зменшують злежуваності гранульованого продукту. Найбільш 
ефективними є високомолекулярні аліфатичні аміни, диспергатор МК і блок-
сополімер  
ГДПЕ – 106. Вплив ПАР на термічну стабільність, статичну щільність, та 
злежуваність аміачної селітри наведено в таблиці 3.2. 
  
Таблиця 2.2 – Вплив ПАР на термічну стабільність, статичну щільність, та 
злежуваність аміачної селітри 
 
Температура Значення Статична Злежуваність, 
 початку     Е еф. міцність,        КПа 
ПАР термічного кДж/моль      МПа 
розкладання 
Без ПАР           498       164  3,7 ± 0,4        29 ± 3 
Високомолекулярні      
Аліфатичні аміни (ВАА)           497       161  4,0 ± 0,6           0 
Кубовий залишок –      
відходи у виробництві            497       161  4,2 ± 0,3           0 
 (ВАА) 
Жирні кислоти           496       151  4,1 ± 0,5         9 ± 1 
Жир , технічний           496       158  3,5 ± 0,4      19 ± 2 
Диспергатор МК           493       160  3,7 ± 0,3           0 
Сульфоніл           495       158  4,0 ± 0,2      14 ± 3 
Блок-сополімер            498       157  4,0 ± 0,3      10 ± 2 
ГДПЕ - 106 
Диспергатор НФ           495       159  4,0 ± 0,3      13 ± 3  
Крім введення добавок, для усунення цих недоліків використовують 
накладання штучних регулярних коливань. При цьому стає можливим 
отримання крапель, розміри яких суттєво не відрізняються. Частота коливань 
при цьому повинна становити 400 – 500Гц, діаметр отворів 0,7мм. При 
збільшенні цих величин спочатку утворюються два роздільних струменів. 
При подальшому збільшенні утворюються краплі нерегулярного розміру.  
На рівномірність дробіння також впливає обробка отвору витікання та 
інші способи ламінарізації струменю, а також усунення додаткових коливань. 
 Після дробіння струменів плаву аміачної селітри на краплі вони 
починають падати. Під час падіння в них проходить цілий ряд процесів: 
тепло та масообмін у потоці гарячого повітря , яке подається назустріч; 
здійснюється кристалізація плаву аміачної селітри із набування нітратом 
амонію І модифікаційної форми та проходження І – ІІ модифікаційного 
переходу. 
Траєкторія падіння краплі у башті лежить від конструкції апарату та 
розподілення потоків по його перетину. Знання траєкторії руху гранули 
дозволяє визначити габарити башти та умови гранулювання. Траєкторію 
обумовлює декілька  параметрів. Перший з них – кривизна днища 
гранулятора. Взагалі, кривизна перфорованого днища статичного 
гранулятора забезпечує кут вильоту ( o) 5 – 45 градусів. Він у свою чергу 
впливає на максимальну довжину вильоту гранули (Х мах ). 
Для отримання гранул розміром 3 мм, при умові ведення процесу з 
дальності вильоту у межах 2,8 – 3,7м, значення  o необхідно підтримувати у 
межах 28 – 35 градусів. Величина ж дальності вильоту гранули (Х мах ) в 
основному обумовлює вибір діаметру грануляційної башти. У нині існуючих 
агрегатах при застосуванні статичних, акустичних, віброгрануляторів її 
розмір не перевищує 4м, при використанні відцентрових грануляторів      
Х мах  становить 7,1м для гранул діаметром 3 мм. Значення довжини вильоту 
залежить від горизонтальної складової початкової швидкості. краплі у башті 
та діаметру самої краплі.  На рисунку 2.1 показана залежність Х мах  гранул 
аміачної селітри діаметром 1 – 3мм від горизонтальної складаючої 
початкової швидкості краплі у башті    висотою 30м. Залежність Х мах  гранул 
NH4NO3 від горизонтальної складової Uo краплі наведено на рисунку 2.1. 
 
 
 
Рисунок 2.1 – Залежність Х мах  гранул NH4NO3 від горизонтальної 
складової Uo краплі 
 
Для повноцінного ведення процесу необхідно підтримувати сталу 
швидкість падіння крапель нітрату амонію. Початкова швидкість крапель 
після дробіння струменю становить Wo = 4 м/с. Для гранул розміром 2 – 3 мм 
швидкість внизу башти після проходження ними 30м (висота гранбашти) 
становить 8 – 12м/с, при швидкості повітря 2 м/с. Цю швидкість крапля 
набирає при проходженні 2 – 4м. Цей шлях гранула проходить за 3 – 4 
секунди. При відсутності проти точної подачі повітря гранули рухаються з 
більшою швидкістю, а отже процес кристалізації не завершується у повній 
мірі. Для забезпечення проходження процесу необхідно було б будувати гран 
башти значно більшої висоти. 
Під часу руху краплі плаву у протиточному потоці охолоджуючого 
повітря вона починає кристалізуватися. Схематично це можна описати так. 
Під час польоту гранул через свою зовнішню поверхню  передає тепло 
повітрю, шляхом вимушеної конвекції. При цьому з поверхні починається 
охолодження та кристалізація краплі, виникне  утворення твердої оболонки, 
що під час падіння збільшується.  
Необхідно відмітити, що на початку процесу при утворенні оболонки, 
її формують кристали невеликих розмірів. Через менш інтенсивне 
охолодження, та внаслідок меншого пересичення розчину внутрішні 
кристали мають більші розміри. При подальшій кристалізації, внаслідок 
утворення твердих фаз із щільністю більшою ніж плаву, в середині гранул 
можуть утворюватися міжкристалічні порожнини, заповнені маточним 
розчином та повітрям. Це погіршує якість аміачної селітри, так як збільшує її  
злежуваність. Для усунення цього явища потрібно забезпечити рівномірне 
охолодження. 
Таким чином фронт кристалізації переміщується в глибину гранули з 
відповідним виділенням теплоти кристалізації. З досягненням поверхнею 
температури першого модифікаційного перетворення, його фронт починає 
рухатися по мірі тепловиділення за фронтом кристалізації. Через 2 секунди 
падіння крапель в башти, коли кристалізація речовини в форму І протікає 
вже на ≈ 90%, на лобовій стороні виникає модифікаційне перетворення І→ІІ. 
до кінця третьої секунди вся маса речовини перейде у твердий стан, а значна 
його доля встигне перейти у форму ІІ. положення фронту кристалізації 
форми І, перетворюється І→ІІ та усадочної раковини (зліва) та температурні 
поля (справа) у затверділій краплі розплаву аміачної селітри, яка падає у 
башті висотою 30м (d гр  = 2 мм, ∆ пл  = 10ºС, t в  = 45ºС) показано на решітку. 
При польоті гранули обертальний рух навколо центру робить картину 
симетричною. 
Для покращення якості готової продукції (збільшення міцності гранул), 
необхідно отримувати гранули з якомога меншим розміром посадочної 
раковини. В основному це здійснюється за рахунок введення різноманітних 
добавок. Так використання 0,15%  H2SO4 + 0,33% P2O5  дає можливість 
отримати гранули з розміром порожнини 0,75мм та пористістю 4,7% від маси 
гранули. Для добавки „Нукло” ці величини відповідно становлять: 1,18мм та 
7,10%. 
В значній мірі швидкість кристалізації визначає кінцева концентрація 
води у плаві аміачної селітри, що кристалізується, в залежності від вмісту 
вологи й температури охолодження. Вміст вологи в розплаві суттєво змінює  
початкову температуру його кристалізації, та подальший процес протікає за 
температури кристалізації. Схема затвердівання гранул при падінні в потоці 
гарячого повітря наведена на рисунку 2.2 
 
 
 
 
а – гранула, що обертається; б – гранула, що не обертається; 
в – з внутрішньою пустотою; г – нормальної структури. 
 
    Рисунок 2.2 – Схема затвердівання гранул при падінні в потоці гарячого повітря. 
 
Процес кристалізації та охолодження обумовлює наявність добавок. 
Застосування сульфатної та сульфатно – фосфорної добавок знижує 
температуру кристалізації на 10 – 14ºС, та збільшує її швидкість на 1,2 – 2 с. 
у порівнянні із звичайною селітрою. З падінням у потоці охолоджуючого 
повітря температура гранули зменшується, в наслідок інтенсивної 
тепловіддачі. 
Але цей процес проходить нерівномірно в результаті гідродинамічної 
особливості, що спостерігається при обтіканні сфери газовим потоком. 
Найбільш інтенсивно охолоджується лобова частина, що рухається назустріч 
повітрю. Для забезпечення повного проведення процесу кристалізації гранул 
необхідно забезпечити достатню тепловіддачу повітрю. 
Отже, процес гранулювання плаву амонійної селітри потрібно 
проводити при наступних умовах: 
- температура плаву на вході  175-1800С; 
- концентрація плаву на вході 99,7% 
- температура в повітря в киплячому шарі 40-500С; 
- швидкість повітря в башті 1,8 м/с; 
- температура повітря, що подається під решітку КШ 3-300С; 
- тиск під решіткою киплячого нару 1,5-4,5 кПа; 
- тиск над решіткою киплячого шару 0,8-3 кПа. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3 ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОДУКЦІЇ, СИРОВИНИ, ДОПОМІЖНИХ 
МАТЕРІАЛІВ І ЕНЕРГЕТИЧНИХ НОСІЇВ 
 
3.1 Характеристика продукту, що випускається 
 
 Технічна назва продукту – селітра аміачна 
 Хімічна формула – NH4NO3 (нітрат амонію) 
 Селітра аміачна випускається тільки з застосуванням кондиционуючих 
добавок, які містять у собі кальцій, магній, сульфат або сульфат у сумі з 
фосфатом.  
 Допускається на протязі двух років в селітрі аміачній застосовувати нові 
добавки по узгодженню з споживачем. Норми добавок в селітрі аміачній 
наведено в таблиці 3.1. 
 
Таблиця 3.1 – Норми добавок в селітрі аміачній 
 
 
Найменування показників Норма 
Масова частка добавок у перерахунку на суху речовину, %:  
- сульфат амонію 0,3-0,7 
- ліламін 0,07-0,13 
- НовоФлоу 0,07-0,13 
- нитратів кальцію та магнію у перерахунку на оксид магнію 0,2 – 0,5 
 
Селітра аміачна в залежності від температури існує в п’яти 
кристалічних модифікаціях, термодинамічно стійких при атмосферному 
тиску. Кожна модифікація існує лише у певних діапазонах температур, і 
перехід із однієї модифікації в другу супроводжується змінами кристалічної 
структури, виділенням (або поглинанням) тепла. Основні фізико-хімічні 
властивості селітри аміачної гранульованої наведені в таблиці 3.2. 
 
Таблиця 3.2 – Основні фізико-хімічні властивості селітри аміачної 
гранульованої 
 
Значення фізич-
Назва властивості (константи) ної величини з 
Джерело інформації 
та одиниця вимірювання граничними 
відхиленнями 
1 Молекулярна маса, а.о.м. 80,043 Справочник азотчика  
 М.: Химия, 1987,  
2 Щільність, т/м3 : 1,690-1,725 стр. 142-144 
  
3 Температура плавлення, ºС 169,6  
  
4 Теплота плавлення, кДж/кг 73,21  
5 Теплота утворення (криста-   
лічної форми ІV) при темпера-  
турі 25 ºС і 0,101 МПа,  365,6 
кДж/моль 
 
6 Молярна теплоємність,  
Дж/(моль · К)  
- при температурі 10 ºС 133,22 
- від 20 ºС до 28 ºС 140,68 
 
7 Масова теплоємність,  
Дж/(кг · К) 
- при температурі 10 ºС 1,662 
- від 20 ºС до 28 ºС 1,767  
 
 
Селітра аміачна в залежності від температури існує в п’яти 
кристалічних модифікаціях, термодинамічна стійких при атмосферному 
тиску. Кожна модифікація існує лише у певних діапазонах температур, і 
перехід (поліморфний) із однієї модифікації в другу супроводжується 
змінами кристалічної структури, виділенням (або поглинанням) тепла, а 
також скачкоподібними змінами  теплоємкості, ентропії, щільності. 
Кристалічні модифікації селітри аміачної наведені в таблиці 3.3. 
 
 
Таблиця 3.3 – Кристалічні модифікації селітри аміачної 
 
Діапазон температур, Джерело 
Модифікації, вид сіметрії 
ºС інформації 
І , кубічна  169,6-125,8 Ормонт Б.Ф. 
ІІ, тетрагональна  125,8-84,2 Структуры 
ІІІ, ромбічна (моноклінна)  84,2-32,3 неорганических 
ІV, ромбічна (біпірамідальна)  мінус 16,9 – 32,2 веществ. М.: 
V, тетрагональна  нижче ніж мінус 16,9 Химия, 1950, с. 
 
 Поліморфні переходи є зворотними – енантіотропними. Метастабільне 
перетворення ІІ ↔ ІV стабільне при 81,7 МПа. Параметри модифікаційних 
перетворень селітри аміачної наведені в таблиці 3.4. 
 
Таблиця 3.4 – Параметри модифікаційних перетворень селітри аміачної 
 
Теплота 
Перетворення Температура, ºС перетворення, Джерело інформації 
кДж/кг 
Плав ↔ І 169,6 73,21 Глушко В.П. и др. 
І ↔ ІІ 125,8 55,41 Термодинамические 
ІІ ↔ ІІІ 84,2 16,87 свойства 
ІІІ ↔ ІV 32,2 21,24 индивидуальных 
ІV ↔ V мінус 16,9 5,92 веществ Т.1. Кн.2. 
М.: Наука, 1978, 
ІІ ↔ ІV 50,5 23,26 
321 с. 
 
 
Селітра аміачна добре розчиняється у воді. Розчинення протікає з 
поглинанням тепла. При підвищенні температури розчинність аміачної 
селітри зростає. 
Селітра аміачна добре розчиняється також у етиловому і метиловому 
спиртах, пірідині, ацетоні, рідкому аміаку. 
Селітра аміачна відзначається високою гігроскопічністю. Гігроско-
пічність характеризується здатністю речовин поглинати вологу із повітря. 
Розповсюджена оцінка гігроскопічності – визначення гігроскопічної 
точки, яка визначається у відсотках відносної вологості. Гігроскопічна точка 
є функцією температури. 
Гігроскопічна точка або рівноважна відносна вологість повітря, при 
якій аміачна селітра, що має температуру навколишнього середовища, не 
зволожується і не підсихає. 
Ступінь вбирання вологи з повітря аміачною селітрою можна знизити 
шляхом введення різноманітних домішок (сульфату амонію, нітрату магнію, 
обприскуваня гранул амінами жирних кислот (ліламіном, НовоФлоу та 
іншими). Гігроскопічні точки селітри аміачної наведені в таблиці 3.5. 
 
Таблиця 3.5 – Гігроскопічні точки селітри аміачної 
 
Температура, ºС  10 15 20 25 30 40 50 Джерело 
інформації 
Гігроскопічна 75,3 69,8 66,9 62,7 59,4 52,5 48,4 Пестов Н.Е. Физико-
химические свойства 
точка, % віднос-
порошкообразных 
ної вологості химических 
продуктов М.-Л.: 
Изд-е АН СССР. 
1947, стр.239 
 
Негативною властивістю аміачної селітри є її здатність злежуватися, тобто втрачати 
свою сипучість і перетворюватися у твердий моноліт. 
Злежування селітри аміачної викликають такі причини: 
- підвищена наявність вологи у готовому продукті; 
- неоднорідність та низька механічна міцність часток аміачної селітри; 
- зміна кристалічних модифікацій аміачної селітри; 
- гігроскопічність. 
Селітра аміачна гранульована, в основному, застосовується в сільському господарстві 
як азотне добриво, а також у промисловості для різноманітних технічних цілей. 
 
Характеристика вхідної сировини, матеріалів і напівпродуктів наведена 
в таблиці 3.6 
 
Таблиця 3.6 – Характеристика вхідної сировини, матеріалів і напівпродуктів 
 
1 2 3 4 
Позначення та 
Назва та 
(або) назва 
хімічна 
нормативного Норми 
формула (для 
документа, Показники, обов’язкові показників, що 
хімічних 
якому повинні для перевірки (назва і регламентуються 
речовин) 
відповідати одиниця вимірювання) з допустимими 
сировини, 
сировина, ма- відхиленнями 
матеріалів, 
теріали, напів-
напівпродуктів 
продукти 
 Аміак Технологічні 1 Тиск, МПа (кгс/см2) 0,15-0,33 (1,5-
газоподібний регламенти  2 Масова концентрація 3,3) 
№ 5, 16, 42 масла, мг/кг (млн-1),   
не більше ніж  
3 Масова частка 2 (2) 
інертів, %,   
не більше ніж 0,4 
 
 Кислота ТУ У 1 Зовнішній вигляд безкольорова 
азотна 00203826.021-  або жовта рідина 
неконцентро- 2000 без механічних 
вана марки А  домішок 
2 Масова частка азотної  
кислоти, %, не менше 57,0 
ніж  
3 Масова частка оксидів  
азоту ( у перерахунку на  
тетраоксид азоту  
N2O4), %,  0,07 
не більше ніж 
4 Масова частка залишку  
після прожарювання, %,   
не більше ніж 0,004 
 Кислота ГОСТ 2184-77 1 Масова частка моногід-  
сірчана  рату сірчаної кислоти, % 92,5  
технічна  
                                                                                    
Продовження таблиці 3.6 
 
1 2 3 4 
Розчин Технологіч- 1 Зовнішній вигляд прозора рідина 
магнезіальної ний регла- 2 Масова частка нітрату 30-40 
добавки мент № 44 магнію, %  
цеху М-9 3 Водневий показник, рН: 
- марок ПМК-87 або   
DTMR 87 6,5-7,5 
- брусит молотий 1-2 
 
 Натр їдкий ГОСТ 2263-79 1 Зовнішній вигляд: Лускована 
технічний  маса білого 
марки ТР кольору 
(твердий Дозволяється 
ртутний) сла-бке 
 забарвлення 
2 Масова частка гідроок-
сиду натрію, %, не менше 
98,5 
ніж 
 
 Сода ГОСТ 5100-85 1 Зовнішній вигляд Порошок 
кальцинована   білого кольору 
технічна 2 Масова частка карбонату 
марки Б натрію (Na2CО3), %, не 
менше ніж:  
- вищий сорт 99,4 
- 1-й сорт 99,0 
- 2-й сорт 99,0 
 
 Пара водяна Режимна кар- 1 Тиск, МПа (кгс/см2) 1,2-1,55 (12-
та котельного 15,5) 
цеху  
 2 Температура, ºС 180-205 
 
 Стиснуте ГОСТ 17433- 1 Розмір твердих частинок, 5 
повітря 80 мкм, не більше ніж  
 1 клас 2 Масова концентрація 1 
забруднення, твердих частинок,   
технологічний мг/м3 , не більше ніж  
регламент №2 3 Масова концентрація не 
цеху -3 води (у рідкому стані), допускається 
мг/м3 
                                                                                      
 Продовження таблиці 3.6 
 
1 2 3 4 
  6 Щільність при  
температу-рі 0 ºС та під  
тиском 101,3 кПа 1,292 
(1,013 кгс/см2), кг/м3  
7 Питомий об’єм при  
температурі 0 ºС та під  
тиском 101,3 кПа  
(1,013 кгс/см2), кг/м3, не 0,774 
більше ніж 
8 Критична температура, мінус 140,7 
ºС, не більше ніж 
9 Температура початку 
конденсації, ºС, не більше  
ніж мінус 191,8 
10 Тиск, МПа (кгс/см2 ) 0,35-0,8 (3,5-8) 
11 Температура «точки  
роси», ºС мінус 40 
 
 Повітря Технологіч- 1 Тиск, МПа (кгс/см 2 ), не  
технологічне ний регламент більше ніж 0,8 (8) 
№ 28  2 Температура, ºС, не  
цеху І-1 більше ніж 40 
 
 Вода питна ГОСТ 2874-82 Особливих вимог немає  
   
 Електро- Надходить з 1 Частота мережі живлення 50 ± 1 
енергія головної під- змінного струму, Гц  
станції № 03 2 Напруга мережі живлен- 6000 ± 300 
на цехові ня змінного струму, В  
КТП-59,60,61 3 Напруга мережі живлен- 380 ± 19 
ня змінного струму, В  
4 Напруга мережі живлен- 220 ± 11 
ня змінного струму, В  
   
 Азот ГОСТ 9293-74 1 Об’ємна частка азоту, %, 
газоподібний (ИСО 2435- не менше ніж:  
(технічний) 73) - 1-й сорт 99,6 
 Технологіч- - 2-й сорт 99 
 ний регламент  2 Об’ємна частка кисню,  % 0,4 
                                                                                       
 
 Продовження таблиці 3.6 
 
1 2 3 4 
 Оборотна Технологіч- 1 Тиск, МПа (кгс/см 2 ), не  
вода ний регламент  менше ніж 0,25 (2,5) 
цеху водопос- 2 Температура, ºС, не 28 
тачання № 14 більше ніж 
 Масло ГОСТ 20799- 1 Кінематична в’язкість 
індустріальне 88 при температурі 40 ºС,  
марок И-40А,  мм2 /с:  
И-50А   - И - 40А 61-75 
 - И - 50А 90-110 
2 Кислотне число мг 
гідроксиду калію (КОН) на 
1 г мастила, не більше ніж 0,05 
3 Зольність , %, не більше 
ніж 0,005 
4 Вміст механічних 
домішок, % відсутність 
5 Вміст води, % сліди 
6 Густина при температурі 
20 ºС, кг/м3 , не більше ніж:  
- И-40А 900 
- И-50А 910 
7 Температура спалаху, яка 
визначається у відкритому 
тиглі, ºС, не нижче ніж:  
- И-40А 220 
- И-50А 225 
 
 LILAMIN Сертифікат 1  Загальне кислотне число 45-54 
АС-52С  якості (TNN), мг HCl/г продукту  
(Ліламін ЕйСі- підприємства-  
52 Сі)  виробника  
  
 NOVOFLOW Сертифікат 1 Загальне лужне число  40 ± 10 
5027 (НовоФлоу якості мг КОН/г продукту 
5027) виробника 
 Змащення ГОСТ 4366-76 1 Зовнішній вигляд Мазь 
солідол  коричневого 
кольору 
 
 
 
Кінець таблиці 3.6 
 
1 2 3 4 
  2 Випробування корозійної  
дії витримує 
3 Вміст вільних лугів у  
перерахунку на гідрооксид  
натрію,  %, не більше ніж 0,2 
4 Вміст вільних органічних  
кислот відсутність 
5 Вміст механічних  
домішок, не розчинних у  
соляній кислоті відсутність 
6 Вміст механічних  
домішок, %, не більше ніж 0,3 
7 Масова частка води, %,  
не більше ніж 3 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4 ОПИС ТЕХНОЛОГІЧНОЇ СХЕМИ ВИРОБНИЦТВА 
 
Підігріта соковим паром в теплообміннику 2 до 70-80 °С азотна 
кислота і нагрітий паровим конденсатом в теплообміннику 1 до 70-100 °С 
газоподібний аміак за допомогою системи автоматичного регулювання і 
заданому співвідношенні дозуються в реакційну частину апарату ВТН 3. 
Процес нейтралізації проводять під тиском, близьким до атмосферного, при 
температурі 155-160 °С. Розчин на виході з апарату має надлишок кислоти в 
межах 2-4 г/л розчину, що забезпечує повне поглинання аміаку в реакційній 
зоні апарату, розташованої в нижній його частині. 
В сепараційній зоні апарату соковий пар відділяється від киплячого 
розчину селітри і надходить у верхню частину апарату, в промивну зону на 
очищення від аміаку, бризок розчину селітри і парів HNО3. На верхню 
тарілку промивної зони подають конденсат сокового пара, отриманий в 
підігрівачі азотної кислоти 2, на другу знизу тарілку - 20-25%-ний розчин 
аміачної селітри із промивного скрубера 8. У разі проскока аміака із 
реакційної зони на другу тарілку може бути подана азотна кислота. На виході 
із апарату ВТН соковий пар містить 2-4 г/л NH4NO3 і 1-3 г/л HNО3. Повнота 
очисткн сокового пара залежить від стабільності дозування азотної кислоти і 
аміака в реакційну частину апарату ВТН і зрошення тарілок промивної 
частини апарату. Стабільність роботи апарату ВТН забезпечується системою 
автоматичного регулювання процесом нейтралізації. 
В донейтралізаторі 4 та контрольному донейтралізаторі 5 відбувається 
нейтралізація вільної HNО3 в розчині селітри та отримання сульфатної 
добавки із сірчаної кислоти, дозуємої в донейтралізатор 4. У разі проскоку 
кислих розчинів із донейтралізатора 4 в контрольний донейтралізатор 5 в 
останній автоматично подається аміак. Ємність донейтралізатору 5 служить 
буфером перед подачею розчинів в випарний апарат 9, що виключає 
неприпустиме попадання на упарки кислих розчинів аміачнаної селітри. 
Розчин із донейтралізатора 5 концентрацією 88-92% NH4NO3, отримає 
0,1-0,5 г/л вільного NH3, упарюють під атмосферним тиском в 
комбінованому випарному апараті 9. В міжтрубний простір теплообмінника 
подають пар тиском 1,3-1,4 МПа. У  трубному просторі теплообмінника 
відбувається упарювання розчину до концентрації 99,0-99,5% NH4NО3. В 
нижній тарільчастій масообмінній частині апарату на провальних тарілках зі 
змійовиками, обігріваються паром, за рахунок продувки розчину повітрям 
при 175-190 °С відбувається подальше концентрування плава до 99,7-99,8% 
NH4NО3. Продувочне повітря повітродувкою 22 подають в підігрівач 10, де 
його нагрівають паром тиском 1,2-1,4 МПа, а потім направляють в випарний 
апарат 9. 
Стабільність концентрації плаву на виході із апарату забезпечується 
системою автоматичного регулювання подачі пари в апарат по температурі 
плава на виході із нього в межах 175-185 °С. При порушенні температурного 
режиму, який може спричинити за собою інтенсивне розкладення плава, 
автоматично припиняється подача розчину і пари в випарний апарат і 
вмикається подача парового конденсату для зниження температури і придушення 
розкладання. 
Вміст NH4NO3 в пароповітряній суміші, що виходить із апарату, 
досягає 6-10 г/м3, а аміака 3-5 г/м3. Тому суміш пару подають на очищення в 
промивної скрубер 8. 
. З  метою інтинсіфікації процесу поставлений випарний апарат 7, що 
працює під атмосферним тиском, і донейтралізатор 6. Випарна установка 
призначена для упарки промивних розчинів з промивного скрубера 8 і 
промивних тарілок апаратів ВТН 3. 
Упарений до концентрації 80-85% NH4NO3 розчин із випарного апарата 
7 скидають у сховище нестандартних розчинів 25, звідки насосом 24 подають 
в реакційну частину апарату ВТН 3. Соковий пар з випарного апарату 
надходить в скрубер 8. 
Процес гранулювання та охолодження гранул відбувається в 
грануляційній башті 16, днищем якої є апарат охолодження гранул в 
псевдозрідженному (киплячому) шарі, апарат КШ 17. 
Все повітря, яке надходить в башту, проходить через киплячий шар 
гранул селітри. Для підтримання гранул в псевдозрідженному стані потрібна 
певна швидкість повітря по перетину апарату. Незалежно від навантаження 
агрегату і температури повітря, що подається його об'ємна витрата 
залишається постійною (не менше 500 тис. м3/год). 
Грануляційна башта  працює під надлишковим тиском, рівним опору 
промивного скрубера (близько 1 кПа), встановленого на верхній позначці 
грануляційної башти агрегату. Повітря нагнітається під грати апарату 
охолодження гранул 17 вентиляторами 20, 21 . 
Плав у башті розбризкується чотирма статичними лієчними гранули-
торами 15, встановленими в стелі башти. Плав з випарного апарату 9 через 
гідрозатвор 12, в якому він донейтралізується газоподібним аміаком, і касетні 
фільтри 11 направляється в розподільний колектор грануляторів 15. 
У зв'язку з підвищенням вимог до якості гранульованої селітри   
впровадженно  віброакустичних грануляторів, що дозволило збільшити вихід 
гранул діаметром 2-3 мм до 70-80 %. Потік гранул від грануляторів 
спрямований на робочу решітку апарату охолодження в киплячому шарі 
діаметром 10,6 м, що дозволяє отримати продукт укрупненого 
гранулометричного складу у башті з висотою вільного польоту гранул 30 м. 
Температура повітря, що надходить у башту після апарату КШ, 
дорівнює 40-50 °С. Гранули, що утворюються при кристалізації плава в 
польоті, охолоджуються до 110-120 °С. Подальше їх охолодження до 50 °С 
відбувається в апараті  КШ 17.  
Охолоджену гранульовану селітру направляють на обробку ПАР. 
Обробку ведуть у порожнистих апаратах 26 шляхом обприскування з двох 
сторін потоку гранул водним розчином днспергатора НФ, розпорошеного 
прн допомозі пневматичних форсунок. Розчин НФ надходить в цех в 
цистернах. Його розвантажують в цехові ємності, насосами подають в 
підігрівач, де нагрівають до 50-60 °С і направляють в форсунки апарату 
обробки 26. Витрати диспергатора НФ регулюють із розрахунку його вмісту 
в продукті 0,05-0,07%. Оброблену гранульовану селітру упаковують в мішки 
і направляють на склад або відвантажують споживачам. 
На позначці +71 м грануляційної башти встановлений промивний 
скрубер 8 з двома двухпоточнимн тарілкамн. Постійна робота скрубера 
забезпечується при швидкості потоку газу по перетину скрубера 1,6-2,0 м/с, 
що відповідає сумарним витратам повітря, що надходить з вежі (500-700 тис. 
м3/год), сокового пара (35-40 тис. м3/год) і пароповітряної суміші із випарного 
апарату (35-40 тис. м3/год). Температура пароповітряної суміші, що надходить на 
очищення, 70-75 °С, зміст NH NO -до 1300 мг/м3
4 3 , NН3 - до 250 мг/м3. 
Тарілки скрубера зрошуються 10-20%-ним розчином NH4NO3 вмістом 
10-20 г/л HNO3. Циркуляція розчину здійснюється двома насосами 14 
продуктивністю 160 м3/год через бак 13. Ступінь очищення від селітри і 
аміаку становить 60-75%. З установкою в скрубері фільтрующих елементів 
ступінь очищення підвищується до 85%. 
Все основне технологічне обладнання стадій нейтралізації і 
упарювання розчинів до висококонцентрованного плава, очищення вихлопів 
агрегату розташоване в надбудові на грануляційної башті. Таке технологічне 
рішення визначалося наступними факторами: використання невеликої 
кількості одиниць високопродуктивного обладнання, яке могло бути 
розміщено на грануляційної башті; відсутність в період розробки агрегату 
АС-67 вітчизняних насосів для перекачування висококонцентрованого плаву 
аміачної селітри; розміщення технологічного обладнання зверху башти 
виключало проміжне перекачування розчинів селітри після апарату ВТН до 
випарного апарату і дозволяло створити одну зону обслуговування основного 
технологічного устаткування. 
Охолоджений продукт з апарату КШ транспортерами подають в 
пакувальне відділення готового продукту, де проводиться обробка гранул 
диспергатором НФ і упаковка продукту в мішки. 
Вентилятори для подачі повітря в апарат охолодження розміщують на 
нульовій позначці під навісом. Газодувки, які подають повітря в випарний 
апарат, розташовані в закритому приміщенні. Насос для перекачування 
нестандартних розчинів розміщений в цокольному приміщенні виробничо-
допоміжної башти. Ємність для збору нестандартних розчинів, які подаються 
в апарат ВТН для переробки, розміщені біля вежі. 
У виробничо-допоміжній башті розташовані; центральний пункт 
управління; лабораторія, побутові та службові приміщення, комунікаційний 
відсік з технологічними трубопроводами, електророзподільні пункти, 
приміщення вентиляції та опалення, пасажирський ліфт [4]. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5 МАТЕРІАЛЬНІ І ТЕПЛОВІ РОЗРАХУНКИ 
 
5.1 Розрахунок матеріального балансу 
 
Вихідні дані: 
- продуктивність по товарній селітрі G=2250 т./добу; 
- концентрація плаву Сплаву= 99,7%; 
- температура плаву  Тплаву=170 0С; 
- витрати повітря Gповітря; = 13713,6 кг/т; 
- температура повітря Т 0
повітря=30 С; 
- втрати амонійної селітри з пилом Gвтрат=0,05%; 
- вміст вологи в готовому продукті Gвологи=0,25%. 
 
Визначаю годинну продуктивність по товарній 99,75% – вій селітрі: 
 
2250000/24=93750 кг/год. 
 
Кількість плаву, що надходить в гран башту: 
 
93750∙99,75/99,7=93797 кг/год. 
 
Втрати амонійної селітри з пилом: 
 
(93797∙0,05)/100=46,9 кг/год. 
 
Загальна маса плаву, що надходить в гран башту: 
 
93797+46,9=93843,9 кг/год. 
Кількість води, що надходить з плавом: 
 
93843,9∙0,003=281,5 кг/год. 
 
Повітря надходить з температурою 300С (регламент); 
   вологість повітря φ=0,2%; 
   густина повітря ρ=1,29 кг/м3. 
Витрати повітря G(пов.)= 13713,6 кг/т продукту (реламент) 
 
G(пов.)= 13713,6∙45=617112 кг/год. 
 
V(пов.)=617112/1,29=478381,4 м3/год. 
 
Кількість повітря (при абсолютному вологовмісті 0,2 та температурі 30 
0С): 
617112∙0.2+617112=629454,24 кг/год. 
 
 В ньому: 
сухого повітря 617112 кг/год; 
води 12342,24 кг/год. 
 Під час грануляції з плаву випаровується 0,5% вологи і його 
концентрація на виході становить 99,75%. 
Кількість нітрату амонію в гранулах: 
 
44977∙0.9975=44865 кг/год. 
 
Вода, що випаровується з плаву: 
 
(99,75-99,7)/100∙44977,44=22,49 кг/год. 
 Результати розрахунку матеріального балансу наведено в таблиці 5.1. 
 
 Таблиця 5.1 – Матеріальний баланс стадії гранулювання 
 
Надходження Витрати 
Кількість Кількість 
Статті Статті 
кг./год. % мас кг./год. % мас 
Плав амсеітри   Плав амселіти   
концентрацією 45045,08 6,68 концентрацією 45000 6,67 
99,7% в т. ч:   99.75% в т. ч:   
- нітрат  амонію 4490,.94 6,66 - нітрат амонію 44887,49 6,66 
- вода 135,14 0,02 - вода 112,51 0,01 
Повітря, що   Повітря, що   
надходить в 629454,24 93,33 виходить з башти 629499 93,33 
гранбашту в т. ч:    в т. ч:   
- сухе повітря 617112 91,5 - сухе повітря 617112 91,47 
- вода 12342,24 1,83 - вода 12342 1,8 
- пил амселітри 22,51 0,03 
- вода з плаву 22,49 0,03 
Всього 674499,32 100  674499 100 
 
 
 5.2 Розрахунок теплового балансу 
 
 Вихідні дані: 
- К-сть плаву G=45045,08 кг/год; 
- концентрація плаву С=99,7%; 
- температура плаву Тплаву=170 0С; 
- температура гранул на виході Т 0
гранул=60 С; 
- вологість повітря 0,2%; 
- температура повітря на вході Т 0
пов. вх..=30 С 
- температура повітря на виході Т 0
пов. вих..=60 С; 
- витрати повітря Gповітря=629454,24 кг/год; 
- теплоємкість 99,7% - го плаву сплаву=1,75 кД/кг∙град; 
- густина повітря ρ=1,29 кг/м3; 
- теплоємкість повітря сповітря=1,0056 кД/кг∙град; 
- молярна маса NH4NO3=80 г/моль. 
 
5.2.1 Надходження теплоти: 
 
Тепло, що виділяється при кристалізації плаву 
 
Qкр=70,2+51,3+17,5=138,9 кДж/кг, 
 
де 70,2, 51,3, 17,5 – температури модифікаційних переходів 
(Олевський). 
Кількість теплоти, що вділяється за годину: 
 
Qгод=45045,08∙138,9=6256761,61 кДж/год. 
 
Тепло, що вноситься з плавом: 
 
Q=m∙Cp∙tпл, кДж/год,                                     (5.1) 
 
Q=45045,08∙1,75∙170=13400911,3 кДж/год. 
 
Тепло, що вноситься з повітрям: 
 
Qпов=629454,24∙1,29∙30=24359879 кДж/год. 
 
Кількість тепла, яке виділяється при зміні концентраціх плаву в 
наслідок підсушування незначна, тому нею можна знехтувати. 
Загальне надходження тепла: 
 
Qзаг=6256761,61 +13400911,3 +24359879=44017551,91 кДж/год. 
 
5.2.2 Витрати теплоти: 
 
З гранулами, що виходять з башти: 
 
Qгр=45000∙1,75∙60=4725000 кДж/год. 
 
Кількість теплоти, що витрачається на випаровування вологи з плаву: 
 
Qвип=22,49∙2262,6=50885,87 кДж/год, 
 
де 2262,6 – теплота пароутворення при абсолютному тиску 0,1 МПа. 
 З пилом амселітри, що виходить з башти витрачається: 
 
Qпил=22,51∙1,75∙60=2363,55 кДж/год. 
 
Витрати теплоти з повітрям: 
 
Qпов=617112∙1,0056∙60=37234069,63 кДж/год. 
 
Втрати в навколишнє середовище: 
 
Qвтр=68377430,91-4725000-50885,87-2363,55-37234069,63=2005237,86 Дж/год. 
 
Результати розрахунку теплового балансу наведено в таблиці 6.2. 
 
Таблиця 5.2 – Теплови баланс стадії гранулювання 
 
Надходження Витрати 
Кількість Кількість 
Статті Статті 
кДж/год % кДж/год % 
З плавом 13400911,3 30,44 З гранулами 4725000 10,71 
З повітрям 24359879 55,34 З вологою 50885,87 0,125 
Теплота З пилом 
6256761,61 14,22 2363,55 0,005 
кристалізації 
   З повітрям 37234069,63 84,53 
   В навколишнє 
2005237,86 4,6 
середовище 
Всього 44017551,91 100 Всього 44017551,91 100 
 
Відповідно до матеріального балансу на отримання 1 т готового 
NH4NO3 витрачається: 
- плаву нітрату амонію 1,01 т/т; 
- повітря 13,99 т/т, або 10,84 м3/т 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
6 РОЗРАХУНОК ОСНОВНОГО АПАРАТА 
 
6.1 Розрахунок конструктивних параметрів башти і гранулятора 
 
Площа зрошуваного поперечного перерізу башти: 
 
Fзр=Qпр/qзр, м
2,                                                 (6.1) 
 
де Qпр – продуктивність башти; 
     qзр – щільність зрошення. 
      Приймаю qзр=0.6 т/м2·год [3, с. 252]. 
 
Fзр=93,75/0,6=156,25 м2. 
 
Діаметр зрошуваного перетину башти: 
 
Дзр=(4Fзр/π)1/2                                               (6.2) 
 
Дзр=(4∙156,25/3,14)1/2=9,78 м2. 
 
Діаметр башти: 
 
Дб=Дзр+0,7                                               (6.3) 
 
Дб=9,78+0,7=10,48 м2, 
 
 приймаю Дб=11 м. 
Адіабатична температура гранул tа в низу башти залежить від висоти 
польоту гранул, витрат повітря на кілограм продукту (Gпов/Qн =10), 
температури повітря, висоти башти. Залежності  tа  від цих параметрів 
показані на рисунку 6.1. За рисунком 6.1: з б – знаходим tа =150°С; з а – 
визначаєм висоту башти Hб=30 м. 
 
 
 
Рисунок 6.1 – Залежність адіабатичної температури гранул від різних 
параметрів процесу: 
 
а – від висоти польоту гранул в грануляційній башті; б – від співвідношення 
витрат охолоджуючого повітря і плаву Gпов/Gпл; 1 – dгр=1мм; 2 – dгр=2мм; 
dгр=3мм. 
  
Продуктивність одного гранулятора: 
 
Qгр=Qн/n, кг/год,                                               (6.4) 
 
де n – кількість грануляторів. 
Приймаю 4 гранулятари. 
 
Qгр=45045,08/4=11261,27 кг/год 
Діаметр отворів гранулятора: 
 
dгр=2,06∙d 0.55
отв , м                                               (6.5) 
 
де dотв – діаметр отворів в корзині гранулятора. 
Приймаю діаметр гранул 3 мм. 
 
d = 0.55
отв 1,456 1,98 мм, або 1,98·10-3 м. 
 
Початкова швидкість витікання струменю: 
 
Vn   2gh , м/с,                                               (6.6) 
 
де φ – коефіцієнт швидкості 
     h – висота струменю, що витікає з гранулятора  
приймаю φ=0,98; 
       h=1,1 м. 
 
Vn  0,98  2 9,8 1,1  4,55м/с. 
 
Початкова швидкість крапель плаву: 
 
V0=0,8∙Vn, м/с,                                               (6.7) 
 
V0=0,8∙4,55=3,64 м/с. 
 
 
Витрата плаву через один отвір розраховується за рівнянням: 
                     q0=3600∙μ∙F0∙Vn∙Pp, кг/год,                                               (6.8) 
 
де F0 – площа отвору, м2; 
     μ – коефіцієнт витрати отворів. 
Приймаю μ=0.8 [3, c. 345] 
 
F0=π∙dотв 
2/4, м2,                                               (6.9) 
  
F =3,14∙(1,98·10-3)2/4=3,78∙10-6
0  м2, 
 
q0=3600∙0,8∙3,78∙10-6∙1500=16,33 кг/год. 
 
Кількість отворів: 
 
N=Qгр/q0, шт,                                              (6.10) 
 
N=11261,27/16,33=690 шт 
 
Радіус розсіювання гранул: 
 
d
  г  Нб
1 2 2 ,                                          (6.11) 
4  А
 
де ξ – коефіцієнт лобового опору; 
      σ2 – дисперсність розподілення крапель по дальності польоту, м2; 
      Нб – висота башти, м; 
      А – коефіцієнт статичного розпаду струменю.  
Приймаю ξ=0,45 [3, c.234]; 
σ2=0,109 [3, c.252]; 
А=0,6 [3, c.134]; 
 
3103 0,45 30
1   0,508
4 0,109 0,62  м. 
 
Діаметр розміщення статичних грануляторів: 
 
Др,гр.,=Дб/2                                              (6.12) 
 
Др,гр.,= 11/2=5,5 м 
 
Максимальний радіус зони зрошення визначають з умови суміщення 
факелів. Цю величину приймаю 2,4м. Швидкість руху гранул розміром 3 мм: 
Vвит=10 м/с [3, c.67]. 
  
 Час досягнення швидкості витання: 
 
τвит=Vвит/g                                              (6.13) 
 
τвит=10/9,8=1,02 c. 
 
Фактична дальність падіння гранул, враховуючи розміри 
перфорованого днища та статичного розсіюваня гранул Хф=1,66 м. 
 
Максимальна безрозмірна дальність вильоту гранул: 
 
Х 2
max=Xф/g τвит                                               (6.14) 
Хmax=1,66/9,8∙1,022=1,66 
 
Кут вильоту гранул визначаю з рівняння: 
 
2V0 sin 0 1V
xmax  arctg 0 ,                               (6.15) 
1V 2 1V
0 0
 
ά0 max=200. 
 
Радіус кривизни днища становить: 
 
Rкр=τ1/2∙sinά0 max, м,                                      (6.16) 
 
Rкр=0,508/2∙sin(200)=0,23 м. 
 
Довжина дуги перфорованого днища визначаю з рівняння: 
 
L= Rкр∙2 sinά0 max, м,                                       (6.17) 
 
L=0,23∙2∙sin(200)=0,42 м. 
 
Ширину полів днища визначаю за формулою: 
 
Lп=L/2m, м,                                              (6.18) 
 
де m – кількість поясів отворів. 
Приймаю m=5 [3, c.252]. 
 
Lп =0,42/2∙5=0,042 м. 
 
Кут вильоту гранул на межі кожного поясу пиймаю за [3, c.198]: 
 
ά01=200; 
ά02=160; 
ά03=120; 
ά04=80; 
ά05=40. 
 
Приймаю за [3, c.198] дальність горизонтальних вильотів: 
 
Xm1=1,66 м; 
Xm2=1,34 м; 
Xm3=1,0 м; 
Xm4=0,70 м; 
Xm5=0,34 м. 
 
Площа зрошення одним поясом розраховується за рівнянням: 
 
F =π(X2
m m-1-X
2
m), м2,                                    (6.19) 
 
F1=3,14∙(1,662-1,342)=3,0 м2; 
 
F2=3,14∙(1,342-1,02)=2,49 м2; 
 
F3=3,14∙(1,02-0,72)=1,6 м2; 
 
F4=3,14∙(0.72-0,342)=1,17 м2; 
 
F5=3,14∙(0,342-0,252)=0,4 м2; 
 
Fзаг=3+2,5+1,6+1,2+0,4=8,7 м2; 
 
Кількість отворів в кожному поясі визначається в пропорції: 
 
                                 M1/F1=M2/F2…N/Fn, шт.,                                    (6.20) 
 
                                      Mn/Fn=Mзаг/Fзаг.                                               (6.21) 
 
M1=717∙3/8,7=274 шт; 
 
M2=717∙2,49/8,7=206 шт; 
 
M3=717∙3=1,6/8,7=132 шт; 
 
M4=717∙1,2/8,7=99 шт; 
 
M5=717∙0.4/8.7=33 шт. 
 
Число розміщення отворів: 
 
Z=L/4t2                                              (6.22) 
 
де t2 – крок між округлостями та отворами, мм. 
Приймаю t2=7 мм [3, c.252]. 
 
Z=0,42/4∙0,007=14 
 
Приймаю крок між отворами рівним tr=0,0136 м, тоді крок між 
окружностями у кожному поясі визначається за рівнянням: 
 
t0=Zπ(L-(2∙m-1) ∙ Lп) ∙m∙Mm, м,                          (6.23) 
 
t01=14∙3,14(0,42-(10-1) ∙0,042)/5∙247=0,001 м; 
 
t02=14∙3,14(0,42-(10-1) ∙0,042)/5∙206=0,002 м; 
 
t03=14∙3,14(0,42-(10-1) ∙0,042)/5∙136=0,003 м; 
 
t04=14∙3.14(0.42-(10-1) ∙0.042)/5∙99=0/004 м; 
 
t05=14∙3,14(0,42-(10-1) ∙0,042)/5∙33=0,011 м; 
 
Розрахунок на міцність днища гранулятора 
Розрахунок на міцність ведеться за формулою: 
 
S=p∙R/(2∙[σ] ∙φ-0.5∙p)+c, мм,                            (6.24) 
 
де p – тиск в апараті, Па; 
    R – радіус кривизни днища гранулятора, мм; 
   [σ] – коефіцієнт допустимого навантаження; 
    φ – коефіцієнт міцності зварних швів; 
    с – запас товщини стінки на корозію, мм. 
 
Приймаю р=0.07 МПа [6, c.143], 
                 [σ]=123 [6, c.123], 
                 φ=1 [6, c.243], 
                 с=2 мм. 
                  
S=0,07∙230/(2∙123∙1-0,5∙0,07)+2=2,65 мм. 
 
Приймаю товщину стінки рівною 3 мм. 
 
 
 
7 АВТОМАТИЗАЦІЯ І КОНТРОЛЬ ТЕХНОЛОГІЧНОГО 
РЕЖИМУ  ВИРОБНИЦТВА 
 
Стадія грануляції , як і все виробництво амселітри, відноситься до 
категорії пожежо- та вибухонебезпечних об’єктів. Так як можливі пожежі та 
вибухи через утворення вибухонебезпечних сумішей аміаку і повітря, а 
також в наслідок термічного розкладання нітрату амонію. Також треба 
враховувати, що процес проходить в агресивних середовищах 
концентрованої нітратної кислоти і грячого плаву амселітри.     
Для автоматизації стадії грануляції плаву амселітри я обрала 
пневматичні прилади та засоби автоматизації. Цей вибір пояснюється тим, 
що центральний пункт управління (ЦПУ) знаходиться на відстані від об’єкту 
управління не далі ніж 300 м і тому пневматичний сигнал буде адекватно 
сприйматися вторинними приладами. Також, у пожежо- та вибухонебезпечному 
середовищі більш безпечним та економічно вигідним рішенням є використання 
пневмоавтоматики. 
Критерієм ефективності вибираю забезпечення умов метастабільного 
модифікаційного переходу ІІ → IV. Це можливо якщо пІдтримувати 
температуру в киплячому шарі 40-500С. 
У якості параметрів регулювання, за допомогою яких може бути 
здійснене управління процесом конверсії вибираємо: 
- температуру повітря, що подається вентиляторами для утворення 
киплячого шару; 
- рН плаву в гідрозатворі-донейтралізаторі; 
- концентрація розчину у баку для збору конденсату сокової пари; 
У якості параметрів, за допомогою яких буде проведено контроль за 
технологічним процесом вибираємо: 
- температура гранул в апараті КШ; 
До параметрів сигналізації відносим: 
- рівень плаву амселітри у напірних стояках грануляторів; 
- тиск повітря під решіткою «кипячого» шару; 
- тиск повітря над решіткою «кипячого» шару; 
- рівень плаву в напірному баку. 
Об’єм автоматизації технологічного процесу представлений в таблиці 7.1 
 
Таблиця 7.1 – Об’єм автоматизації технологічного процесу 
 
Параметр, 
Можливи Вимоги до 
що Місце 
Технологічн й діапазон схеми 
вимірюють відбору Примітки 
ий об’єкт зміни автоматизаці
або       імпульсу 
параметру ї 
регулюють 
1,5-4,5 Тиск під Регулюва
Вимірювання
витрати кПа решіткою ння 
, 
повітря Тиск над подачею 
Апарат КШ 0,8-3 кПа регулювання 
решіткою повітря 
температур не більше Над Контроль, 
 
а ніж 500С решіткою сигналізація 
Регулюва
трубопровід   
Вимірювання ння 
повітря температур  
Трубопровід Регулювання подачею 
після а 3-65 0С 
 пари в 
підігрівача 
підігрівач 
Гідрозатвор
Регулюва
-
 Реакційне Вимірювання ння 
донейтраліз рН 
4,5-6,5 середовище Регулювання подачею 
а 
NH3 
тор 
Максиму
Напірний Всередиі 
рівень 20-80% Сигналізація м 
бак баку 
Мінімум 
Вимірювання Регулюва
Трубопровід 
тубопровід витрати 120 т/год , -ння 
подачі плаву 
регулювання клапаном 
Регулюва
ння 
Вимірювання
концентрац Вихлопна подачею 
Срубер 80 мг/м3 , 
ія аміаку труба поглинал
регулювання 
ьного 
розчину 
Бак для 
концентрац
збору 
ія нітрату не більше Всередині Подача 
конденсату Регулювання 
амонію в ніж 20% баку води 
сокової 
розчині 
пари 
 
 
 
 7.1 Блок контролю та регулювання тиску повітря в апараті КШ. 
 
       В якості первинного датчика регулювання тиску повітря над та під 
решіткою апарата КШ, вибираю 1ЗДИ30К – перетворювач надмірного тиску 
в пневматичний сигнал, який встановлено в апараті киплячого шару. Верхня 
межа виміру 2,5 МПа. Сигнал надходить до 1ЗДЦ11 –перетворювач різниці 
тисків та витрат в пневматичний сигнал. Вторинний прилад типу ПВ4.2П 
прилад контролю пневматичний для запису і показу величини одного 
параметра. Регулятор типу ПР3.32М1 – пристрій пневматичний, регулюючий 
з задатчиком. Виконавчий пристрій типу 25ч32 нж – регулюючий клапан з 
пневматичним мембранним виконавчим механізмом, який встановлено на 
трубопроводі подачі повітря під решітку апарату КШ. Корпус виготовлено із 
чавуну, а регулюючий орган із сталі ІХ18НІОТ. Для t= -15 – 3000C, Р=1,6 
МПа. 
 
       7.2 Блок контролю і сигналізації температури повітря в апараті 
киплячого шару. 
 
 В якості первинного датчика контролю температури повітря в апараті КШ вибираю 
ТДЖ-П – термометр манометричний рідинний з дистанційною передачею пневматичного 
сигналу, який встановлено в апараті КШ. Пневматичний сигнал від датчика по каналах 
зв’язку передається на вторинний прилад ПВ4.2П. Це прилад контролю пневматичний для 
запису, показання і сигналізації величини одного параметра. 
 
 7.3 Блок контролю і регулювання температури повітря в трубопроводі 
подачі повітря під решітку апарату киплячого шару. 
 
 В якості первинного датчика контролю температури повітря в апараті 
КШ  вибираю ТДЖ-П – термометр манометричний рідинний з дистанційною 
передачею пневматичного сигналу. Пневматичний сигнал від датчика по 
каналах зв’язку передається на вторинний прилад ПВ4.2П. Це прилад 
контролю пневматичний для запису і показання величини одного параметра. 
Далі сигнал поступає на пропорційно-інтегральний регулятор ПР3.31.М – 
пристрій пневматичний регулюючий ізодромний, який порівнює рівень 
сигналу, що поступає від вторинного приладу із заданим та видає 
результуючий пневматичний сигнал на виконавчий пристрій 25ч32нж – 
регулюючий клапан з пневматичним мембранним виконавчим механізмом, 
який встановлено на трубопроводі подачі пари в підігрівач. Корпус 
регулюючого клапану виготовлений із чавуну, а регулюючий орган із сталі 
1Х18Н10Т 
 
 7.4 Блок контролю і регулювання рН середовища в гідро затворі до 
нейтралізаторі. 
 
 В якості первинного датчика контролю рН середовища обираю рН-метр 
ДП-401 – чутливий елемент зануреного типу, який встановлений в середині 
апарату. Має уніфікований вихід струму 0 + 5 мА. Межа виміру 1 + 12 рН, 
температура 25-800С. Для перетворення сигналу в пневматичний обираю 
перетворювач електропневматичний (вхід 0-5 мА, вихід 0,02-0,1 МПа), типу 
ЕПП. 
 Вторинний прилад типу ПВ4.2П – прилад контролю пневматичний для 
запису і показання величини одного параметра. Регулятор типу ПР3.32 – 
пристрій пневматичний регулюючий ізодромний за датчиком. Виконавчий 
пристрій типу 25ч32 нж – регулюючий клапан з пневматичним мембранним 
виконавчим механізмом, який встановлено на трубопроводі подачі аміаку. 
Корпус виготовлено із чавуну, а регулюючий орган із сталі ІХ18НІОТ. Для t= 
-15 – 3000C, Р=1,6 МПа. 
  
 
  
 7.5 Блок контролю і сигналізації рівня плаву в напірному баку. 
 
Для контролю за рівнем плаву в напірному баку у якості датчика вибраю  
рівнемір буйковий УБ-П3 з пневматичним сигналом, який встановлено 
всередині баку. Далі сигнал поступає на вторинний прилад ПКП.1Э. Це 
прилад контролю пневматичний показуючий для вимірювання величини 
одного параметра і сигналізації заданого діапазону його значень. 
 
7.6 Блок контролю і регулювання витрат плаву в трубопроводі подачі 
плаву в гранулятори. 
 
Для вимірювання витрат плаву у якості датчику вибраю діафрагму камерну ДК-0.6-
50, яка встановлена на трубопроводі подачі плаву в гранулятори. Відбір перепаду тиску на 
діафрагмі, який пропорційний витраті плаву, здійснюється через урівнюючі конденсаційні 
судини і поступає на дифманометр мембранний пневматичний ДМ-ПЗ-1. Гумовотканинна 
мембрана цього дифманометру перетворює перепад тиску, який пропорційний витраті 
плаву, в пневматичний уніфікований (0,02 – 0,1 МПа) сигнал дистанційної передачі. Сигнал 
дифманометра поступає на вторинний прилад ПВ4.2П. Це прилад контролю пневматичний 
для запису і показання величини одного параметра. 
 Регулятор типу ПР3.32 – пристрій пневматичний регулюючий ізодромний за 
датчиком. Виконавчий пристрій типу 25ч32 нж – регулюючий клапан з пневматичним 
мембранним виконавчим механізмом, який встановлено на трубопроводі подачі аміаку. 
Корпус виготовлено із чавуну, а регулюючий орган із сталі ІХ18НІОТ. Для t= -15 – 3000C, 
Р=1,6 МПа. 
 
 7.7 Блок контролю і регулювання концентрації аміаку на виході з 
очисного скрубера. 
 
 Для вимірювання концентрації аміаку на виході з очисного скрубера 
вибираю датчик ТГК-5А – газоаналізатор термокондуктометричний для 
визначення концентрації NH3. Межа виміру 0-25%. який встановлено на 
виході з скрубера. Електричний сигнал, що поступає від датчика 
перетворюється в електропневматичному перетворювачі ЕПП в 
пневматичний сигнал (вхід 0-5 мА, вихід 0,02 – 0,1 МПа), який по каналам 
зв’язку передається на вторинний прилад ПКП.1Е – прилад контролю 
пневматичний показуючий для вимірювання величини одного параметру і 
сигналізації заданого діапазону його значень. 
 Регулятор типу ПР3.32 – пристрій пневматичний регулюючий 
ізодромний за датчиком. Виконавчий пристрій типу 25ч32 нж – регулюючий 
клапан з пневматичним мембранним виконавчим механізмом, який 
встановлено на трубопроводі подачі поглинального розчину в скрубер. 
Корпус виготовлено із чавуну, а регулюючий орган із сталі ІХ18НІОТ. Для t= 
-15 – 3000C, Р=1,6 МПа. 
 
 7.8 Блок контролю і регулювання концентрації нітрату амонію в баку 
для збору конденсату сокової пари. 
 
 Для вимірювання концентрації нітрату амонію в розчині вибираю 
високочастотний кондуктометричний концентратомір для вимірювання 
концентрації рідин з низькою електропровідністю, який встановлюється 
всередині баку. Електричний сигнал, що поступає від датчика 
перетворюється в електропневматичному перетворювачі ЕПП в 
пневматичний сигнал (вхід 0-5 мА, вихід 0,02 – 0,1 МПа), який по каналам 
зв’язку передається на вторинний прилад ПКП.1Е – прилад контролю 
пневматичний показуючий для вимірювання величини одного параметру і 
сигналізації заданого діапазону його значень. 
 Регулятор типу ПР3.32 – пристрій пневматичний регулюючий 
ізодромний за датчиком. Виконавчий пристрій типу 25ч32 нж – регулюючий 
клапан з пневматичним мембранним виконавчим механізмом, який 
встановлено на трубопроводі подачі поглинального розчину в скрубер.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
8 АНАЛІТИЧНИЙ КОНТРОЛЬ ВИРОБНИЦТВА 
 
Таблиця 8.1 –  Аналітичний контроль виробництва 
 
 
№  Найменування Параметр Норми Назва нормативно  
 стадії, процесу, контролю, технологіч технічної  
місце заміру, одиниці ного документації за Методи 
параметру, або вимірю− режиму і якою проводити контролю 
місця відбору вання допустимі контроль 
проби відхилення 
1 2 3 4 5 6 
1 Селітра аміачна Масова    
до обробки частка 48 МВВ № АС-М- Метод 
антизлежувачем хлорид- 60-2006/04-503 фотоколорим
іонів,  етричний 
мг/кг Діапазон 
(млн-1) , вимірювань  
не від 2 – 80 
більше мг/кг (млнˉ¹) 
ніж .  
 
2 Селітра аміачна Масова   Метод 
(с2е редня проба частка 34,4% ГОСТ 30181.6 титрометрич
 з усіх нітратног  ний. Середнє 
  
працюючих о та арифметичне 
 
бу нкерів) амонійно  езультатів 
 го азоту  двох 
  
в паралельних 
  
 перераху  визначень, 
 нку на  значення 
азот в розбіжності  
 
сухій між якими не 
 речовині,  перевищує 
%, не 0,2 % 
менше  
ніж: 
Масова 0,35 ГОСТ 2-85  Метод 
частка ГОСТ 20851.4 гравіметричн
води, %,  ий.  
не  
більше 
ніж: 
 
Кінець таблиці 8.1 
 
  Масова частка  ГОСТ 2-85, Метод 
гранул,  п.4.13, 
   гравіметричний 
%,  не менше ГОСТ 
ніж: 21560.1-82,  
розмірами 95 ГОСТ 
від 1 мм      21560.0-82 
до 4 мм  
розмірами 50-80 
від 2 мм      
до 4 мм: 
Статична 0,7-1,0 ГОСТ 2-85  Метод 
міцність ГОСТ роздавлювання 
гранул, 21560.2-82  гранул 
Н/гранулу   Вимірювач 
(кг/гранулу), міцності гранул 
не менше типу ИПГ-1 
ніж Шкала від 0,2 кгс 
 
до 2,5 кг 
Розсип- 100 ГОСТ  Метод 
частість, %,  
14-83 гравіметричний 
не менше 
ніж ГОСТ 
 
21560.0-82 
П3о вітря з Масова 1,0 МВВ №АС- Метод 
концентраці М-271- фотоколориметри
3 гранбашти 
я нітрату 2006/04-225 чний 
амонію,   Діапазон 
г/м3,  вимірювань  
не більше від 0,02 г/м³ до  
ніж 
25 г/м³ 
Масова 0,1 МВВ №АС- Метод 
концентраці М-243- титрометричний 
я аміаку,  94/04-225 Діапазон 
г/м3,   вимірювань  
не більше від 10 % до 90 % 
ніж  
 
 
9 ЕКОЛОГІЧНА БЕЗПЕКА ВИРОБНИЦТВА 
 
Повітря і водяні пари на виході з агрегатів виробництва аміачної селітри 
містять пароподібні і тверді забруднення. Компонентами парової фази можуть 
бути не прореаговані аміак і азотна кислота. У вигляді твердої фази містяться 
частинки аерозолю аміачної селітри, що утворюються практично у всіх 
основних процесах виробництва амонійної селітри.  
Крім того, пилоподібна тверда фаза утворюється в процесі гранулювання як 
супутникова фракція при розпаді струменів плаву і як осколки гранул, 
розтріскуються при охолодженні. 
Твердих і рідких відходів на стадії гранулювання амонійної селітри нема, 
тому очищаються тільки повітря, що виходить з грануляційної вежі перед 
викидом в атмосферу. Очистка ведеться в промивному скрубері, що 
розміщений на грануляційній башті, промивкою газо-парової суміші слабко 
кислим розчином аміачної селітри з концентрацією не більше 20%, що 
утворюється при конденсації сокової пари з ВТН і випарних апаратів. 
Характеристика викидів в атмосферу на стадії грануляції амонійної селітри 
наведена в таблиці 9.1 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Таблиця 9.1 – Характеристика викидів в атмосферу 
 
 
Сумар-
Склад викиду ГДК у 
ний Річний 
Апарат, стадія атмос- ГДК шкідливих викидів у 
об‘єм- валовий 
технологічного 
ний Значен-ня ферному повітря робочої зони, клас  
Найменування викид, 
процесу 
викид, показника, повітрі, небезпеки 
інгредієнта т/р. 
3 ДСП  201 
м /год г/с 
1 2 3 4 6 6 7 
Скрубер, аміак 17,6 506,88 0,2/0,04 20 IV 
поз. 6/1 нітрат амонію 55 1584 0,3 10 IV 
стадія очистки азотна кислота 22 63,36 0,4/0,15 2 ІІІ 
відпрацьованого 
792000 
повітря, що 
вики- оксиди азоту 2,2 63,36 0,085/0,04 2 ІІІ 
дається в атмос-
феру 
792000 аміак 17,6 506,88 0,2/0,04 20 IV 
Скрубер, 
 
поз. 6/2 нітрат амонію 55 1584 0,3 10 IV 
 
стадія очистки 
 азотна кислота 22 63,36 0,4/0,15 2 ІІІ 
відпрацьованого 
повітря, що 
вики-  оксиди азоту 2,2 63,36 0,085/0,04 2 ІІІ 
дається в атмос-
феру 
 
 Продовження таблиці 9.1 
 
1 2 3 4 6 6 7 
Нещільності 
устаткування на 
25920 аміак 0,144 1,25 0,2/0,04 20 ІV 
гранбаштах, відм. 47 м - 
59 м 
Переливні лінії, стадії      
нейтралі-зації, випарю-      
162 
вання та грану-лювання аміак 0,003 0,095 0,2/0,04 20 ІV 
корп. 631Г нітрат амонію 0,006 0,189 0,3 10 ІV 
Переливні лінії, стадії      
нейтралі-зації, 162      
випарюван-ня та аміак 0,003 0,095 0,2/0,04 20 ІV 
гранулю-вання 
нітрат амонію 0,006 0,189 0,3 10 ІV 
корп. 631Д 
Колектор плаву, стадії      
гранулю-вання корп. 162 аміак 0,0013 0,04 0,2/0,04 20 ІV 
631Г нітрат амонію 0,0023 0,07 0,3 10 ІV 
      
Колектор плаву, стадії      
162 
гранулю-вання корп. аміак 0,0013 0,04 0,2/0,04 20 ІV 
631Д нітрат амонію 0,0023 0,07 0,3 10 ІV 
 
 
 
 
 
 Кінець таблиці 9.1 
 
1 2 3 4 6 6 7 
Гідрозатвор-
донейтралізатор поз. 13/1, 9 аміак 0,023 0,7 0,2/0,04 20 ІV 
стадії гранулювання 
Гідрозатвор-
донейтралізатор поз. 13/2, 9 аміак 0,023 0,7 0,2/0,04 20 ІV 
стадії гранулювання 
Вентсистеми зали  
обслуговування аміак 0,015 0,26 0,2/0,04 20 ІV 
2700 
грануляторів В15, стадії  
гранулювання нітрат амонію 0,0075 0,235 0,3 10 ІV 
Вентсистеми зали  
обслуговування аміак 0,015 0,26 0,2/0,04 20 ІV 
2700 
грануляторів В16,  
стадії гранулювання нітрат амонію 0,0075 0,235 0,3 10 ІV 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
10 ОХОРОНА ПРАЦІ 
 
10.1 Аналіз умов праці виробництва амонійної селітри стадії грануляції 
 
Виробництво амонійної селітри відноситься до числа 
пожежонебезпечних і вибухонебезпечних виробництв. Підвищена небезпека 
виробництва амонійної селітри визначається такими факторами: 
використанням для виробництва готової продукції токсичних 
вибухонебезпечних видів сировини; використанням теплоносія (пари водяної) і 
переробкою плаву і розчинів амонійної селітри з високою температурою; 
необхідністю періодичного очищення решіток «киплячого» шару апарату з 
перебуванням персоналу всередині грануляційної башти при працюючому 
агрегаті; наявністю у виробництві великої кількості механізмів, які мають 
рухомі і обертові деталі (конвеєрів, насосів, вентиляторів); використання в 
процесі виробництва електроенергії, а також можливістю утворення і 
накопичення статичного струму при переміщенні сировини і продуктів у 
трубопроводах і апаратах; можливістю термічного розкладу і вибуху плаву 
амонійної селітри і готової продукції при підвищенні температури або 
забруднення домішками. 
 Небезпечні і шкідливі виробничі фактори  у відповідності до 
ГОСТ12.0.003-74 за природою дії діляться на такі групи:  фізичні,  хімічні, 
 біологічні, психофізіологічні. 
На робочому місці апаратника  гранулювання  мають місце фізичні,  
хімічні і психофізіологічні  небезпечні і шкідливі  виробничі фактори. 
До фізичних  шкідливих  і небезпечних  чинників відносяться: 
- частини насосів, двигунів, вентиляторів, що обертаються; 
- підвищена  температура  поверхні  устаткування, трубопроводів  
(140 0С) ; 
 
 
-  підвищений рівень шуму, підвищений рівень вібрації (80 дБ); 
- висока  напруга  в колах електродвигунів, замикання яких може   
пройти через тіло  людини  (380 В); 
- підвищений електромагнітного випромінювання (МГц - В/м 20); 
- розміщення обладнання на значній висоті,  щодо поверхні землі. 
 (Башта грануляції 30 м заввишки). 
Перевищення  нормованих  значень небезпечних і шкідливих фізичних  
виробничих чинників може  привести до отримання  працівником  травм, 
опіків, ураженняі  електричним струмом. 
В результаті  тривалої  дії шуму у людини  порушується нормальна 
діяльність  серцево-судинної і нервової системи, травних і кровотворних 
органів, можливо зниження і навіть втрата слуху. Підвищена вібрація діє на 
центральну нервову систему, шлунково-кишковий тракт, вестибулярний 
апарат, викликає  запаморочення,  оніміння  кінцівок, захворювання суглобів. 
Щоб уникнути  травмування  не проводити  ремонтні роботи на устаткуванні, 
що знаходиться в роботі, за винятком підтяжки сальників  насосів. 
Трубопроводи, що мають підвищену  температуру, повинні мати 
теплоізоляцію щоб уникнути  термічних  опіків. Ураження  електричним 
струмом відбувається в тих випадках,  коли  з електроприводом, який не має 
ізоляції, стикається незахищена частина тіла  або мокрий  одяг. Можливе 
ураження електрострумом без безпосереднього  контакту з струмоведучими 
частинами  -   при переміщенні по землі близько пошкодженої  
електроустановки (крокова напруга), під час переходу напруги  на інші  
металеві конструкції  при замиканні на них струмоведучих частин. 
До хімічних   небезпечних і шкідливих чинників відносяться: 
- аміак; 
- оксиди азоту; 
- пил амонійної селітри; 
- загазованість  території цеху  шкідливими газами  або парами речовин 
з інших цехів  товариства. 
Найнебезпечніше, коли через органи дихання і  організм людини 
потрапляють  шкідливі  хімічні речовини, що знаходяться в  газоподібному 
або  туманоподібному стані,  які  потім  проникають безпосередньо в кров. 
Велику небезпеку становить азот, що був використаний для 
продування апаратів. Потрапивши в атмосферу, насичену  азотом, людина 
відчуває  задуху через нестачу кисню. 
Шкідливі речовини можуть потрапити в  організм людини через 
харчовий тракт, головним чином, із-за недотримання  заходів особистої 
гігієни (прийом їжі на робочому місці, погане миття рук перед їжею і т.д.) 
Психофізіологічні  небезпечні   і шкідливі виробничі чинники: 
а) фізичні  перевантаження; 
б) нервово-психічні  перевантаження. 
 
Карта умов праці 
 
Підприємство / організація, установа /               Професія ( посада )  
ПАТ «Азот»  Апаратник гранулювання 
Цех / дільниця, відділ /                                                                                                         
ЦехМ-9 Виробництво амонійної селітри 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Таблиця 10.1 – Оцінка факторів виробничого середовища і трудового 
процесу 
 
№ Фактори виробничого Нормати Фактичн Трив III клас – Неб При
п/п середовища і трудового е а- шкідиві і м. 
внезначе ез-
процесу Значенн лість небезпечні  
ння я дії умови і печ  
/ ГДР / факт характер праці  
ний 
/ ГДК / ора Ступені  
% за 1 2 3 4 (екс
зміну тре-
мал
ьни
й) 
IV 
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 
1 Шкідливі хімічні          
речовини        
Клас  небезпеки  IV        
Назва аміак 20 20      
Клас  небезпеки  III   - - - - Доп. 
Назва оксиди азоту 5 2      
- - - - Доп. 
2 Вібрація / загальна і      101 103,3    
локальна /, м/с2 + - - - Нед
оп. 
3 Шум (еквівалентний), 80   Нед
83 + - - - 
дБА оп. 
4 Інфразвук, Гц/дБ      4/105 4/10  + - - -  Доп. 
5 Електромагнітне    
випромінювання, 40-10 - + - - - 
МГц - В/м 
6 Електростатичне поле, 20   Доп. 
15 - - - - 
кВ/м 
7 Постійне магнітне 8   Доп. 
3 - - - - 
поле, кА/м 
           
 
 
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                
Продовження таблиці 10.1 
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 
8 Мікроклімат у 22-23    
приміщенні: (23-26) 25 Доп. 
- - - - 
- температура повітря   Доп. 
- - - - 
(теплий/холодний), С 19-20 20 
(16-20) 
- швидкість руху     
повітря 0.2/0.2 0.5 - - - - Доп. 
(теплий/холодний), м/с  
- відносна вологість    
повітря 40-60 75 + - - -  
(теплий/холодний), % 
  
Освітлення  
   9    1,69 - - - - Доп. 
- природнє,  % 1,5   
 - - - - Опт. 
- штучне, Лк    1250 400 
 
 
 
І. Гігієнічна оцінка умов праці. 
 Підвищена рівень вібрації – І ст., підвищений рівень електростатичного 
поля – І ст., підвищений рівень шуму – І ст., підвищений рівень вологості – І 
ст., підвищена швидкість повітря в теплий період року – І ст.,  знижений 
рівень штучного освітлення – ІІст. Гігієнічна оцінка умов праці відповідає ІІ 
ступеню шкідливості. 
ІІ. Оцінка технічного та організаційного рівня. 
 Технічний  та організаційний рівень робочого місця не відповідає 
нормативним вимогам. 
ІІІ. Атестація робочого місця. 
Робоче місце атестовано задругим ступенем небезпеки. 
ІV. Рекомендації щодо покращення умов праці, їх економічне 
обґрунтування. 
Поліпшити роботу системи витяжної вентиляції і встановити 
кондиціонер в приміщенні, ліквідувати протяги, заземлити поверхні з 
електростатичним зарядом, збільшити кількість освітлювачів штучного 
освітлення або потужність ламп. Потрібно вчасно проводити обслуговування 
та заміну механізмів, що не працюють я к належне , встановити 
звукопоглинаючі екрани для поглинання шуму, а також видавати 
працівникам індивідуальні засоби захисту від впливу шуму, а саме беруші 
або протишумові наушники. Для зменшення впливу  вібрації на працвників 
потрібно автоматизувати виробництво засобами дистанційного керування 
або підвищувати точність опрацювання деталей, оптимізувати техноголічний 
процес та поліпшити балансування обладнання. 
 
 10.2 Розробка заходів та засобів захисту працівників від шкідливих 
факторів виробничого середовища 
  
10.2.1 Засоби захисту працівників від дії  шума. 
 
Шум – це найбільш розповсюджене явище на промислових підприємствах. 
Нажаль, на проблему підвищених рівнів шуму на виробництві не завжди 
звертають увагу через те, що негативний ефект від шуму не є таким очевидним. 
Робітники, у яких розвивається процес втрати слуху, можуть і не підозрювати 
про це до тих пір, поки ця проблема не набуде характеру незворотної фізичної 
вади. На відміну від травм, що викликаються миттєво надзвичайно високими 
рівнями шуму (наприклад, від вибуху), втрата слуху від звичайних виробничих 
шумів відбувається дуже повільно. 
Вважається, що середній щоденний рівень шумів менше 80 дБ не 
представляє загрози для здоров’я людей. Рівні шуму вище за 90 дБ є шкідливими. 
У той же час, люди, на яких впливає шум у межах від 85 до 90 дБ, повинні бути 
під наглядом спеціалістів тому, що при довгостроковій роботі в таких умовах у 
найбільш чутливих до впливу шумів людей може відбуватись погіршення слуху. 
Все починається з тимчасової зміни порога чутності, який з часом стає 
постійним. Цей процес буде відбуватись швидше, якщо індивідуальний поріг 
чутності не відновлюється у повній мірі до наступного впливу підвищених 
шумів. Індивідуальна чутливість людей до впливу шумів може сильно 
вирізнятись. 
Заходи боротьби з виробничим шумом можна розділити на забезпечення 
захисту колективного усіх співробітників підприємства та індивідуального 
кожного з працюючих. Пріоритетним напрямком завжди є колективний захист, 
який може включати такі заходи, як, наприклад, своєчасне обслуговування та 
заміна механізмів, що не працюють на  належному рівні, інкапсуляція шумного 
обладнання, встановлення екранів для поглинання шуму тощо. Якщо заходи 
щодо забезпечення колективного захисту не дають бажаного результату, 
необхідно забезпечити індивідуальний захист кожного з працюючих. 
Протишумові вкладки або беруші(рисунок 10.1) рекомендується 
використовувати, коли робітники знаходяться під впливом підвищених рівнів 
шуму впродовж тривалого часу. Протишумові вкладки встановлюються 
всередину слухових каналів та знижують рівень шуму, який можна почути. Існує 
два види беруші: одноразового використання та багаторазові. Одноразові беруші 
частіше виготовляють зі спіненого поліуретану, який після стискання 
повертається до своєї первісної форми. Беруші багаторазового використання 
виготовляють з м’яких сополімерів, що здатні зберігати свої захисні властивості 
впродовж тривалого часу. Такі беруші часто доповнюють тісьмою для 
можливості носіння на шиї під час перерв у використанні та футляром для 
гігієнічного зберігання. Багаторазові беруші легко очищаються за допомогою 
мила та води. 
 
 
 
Рисунок 10.1 – Протишумові вкладки 
 
Протишумові навушники (рисунок 11.2) використовують для частого, 
але не дуже тривалого знаходження у зоні з підвищеним шумом. Необхідно 
звернути увагу саме на нетривалість у використанні навушників – будь-які 
навіть найкомфортніші протишумові навушники не можна носити впродовж 
тривалого часу тому, що вони тиснуть на голову, а під ізоляційними чашками 
утворюється піт. 
 
Рисунок 10.2 – Протишумові навушники  
 
Усізасоби індивідуального захисту від шумумають свої характеристики 
шумоізоляції. Рівень зниження шуму, який позначається в дБ, у певних 
діапазонах частот для різних засобів захисту може суттєво відрізнятись.  
Завдання полягає в тому, щоб забезпечити достатній, але не зайвий 
захист (рівень шуму всередині захищеного вуха має бути у межах 70-75 дБ). 
Зайва шумоізоляція може викликати почуття самотності та непокоєння, 
людина може не чути попереджуючі сигнали рухомих механізмів. 
Засоби та заходи боротьби з вібрацією. У автоматизованих виробництвах 
засобом боротьби є дистанційне керування (виключає контакт) відповідним 
технологічним процесом.  
А у неавтоматизованих виробництвах використовують такі засоби та 
заходи:  
1. Зниження вібрації в джерелах їх виникнень:  
- підвищення точності опрацювання деталей;  
- оптимізація технологічного процесу;  
- поліпшення балансування.  
2. Відстройка від режимів резонансу (збільшення жорсткості системи). 
Поліпшення організації праці вібронебезпечних процесів: загальна 
кількість робочого часу в контакті з віброобладнанням не повинна 
перевищувати зміни; одноразова дія не повинна перевищувати для локальної 
- 20 хвилин, для загальної - 40 хвилин.  
До лікувально - профілактичних заходів відносяться: масаж; заходи, що 
загально укріплюють організм; гідропродцедури. Вібрація має властивість 
кумуляції (накопичення в організмі). 
 
10.2.2 Вибір штучного освітлення в цеху. 
 
На стадії грануляції процес відбувається в грануляційній башті  тому  
штучне освітлення на даній стадії є тільки на ЦПУ . Використовують ЛПО  
6 світильників по чотири лампи у кожному. 
 На гран башті по периметру на відстані 20м від землі розташовані 
промислові світильники (прожектор Elmar LFL) в кількості 10 шт. 
Характеристики прожекторів наведено нижче: 
- номінальна потужність :10 Вт; 
-  частота: 50 Гц; 
- діапазон вхідної напруги : 220-240 V; 
- світловий потік: 850 Lm; 
- розміри 130х35х87 мм; 
- температура світла 6400 К (холодне світло) 
- кут розсіювання: 1200 
- ступінь захисту: IP 65 
- гарантійний термін: 24 м 
- колір: чорний 
Так як башта має висоту 30 м. для запобігання аварійного 
зіткнення з літаками та повітряними судами  на ній розташовані 
аварійні світильники (Світильники аварійні EML LED 230S (4V1.2AH)  
Світильник  EML LED 230S (4V1.2AH) працює на основі літій-
іонної акумуляторної батареї 1200 m Ah., цей аварійний світильник 
оснащенний яскравими SMD світло діодами, незамінний помічник при 
аварійному відключенні електроенергії: 
- два режими роботи Lov- 6 годин і High -4 години; 
- номінальна потужність: 6 Ватт; 
- колірна температура: 4200 К; 
- світловий потік: 160 Lm; 
- ступінь захисту: IP20; 
- габаритні розміри: 240*60*45мм; 
У світлу частину доби грануляційна башта освітлюється 
природним освітлення всі роботи по обслуговуванню башти проводять 
у денний час. 
 
 
 
 
 
 
11 ЕКОНОМІЧНІ РОЗРАХУНКИ 
 
11.1 Дослідження ринку та забезпечення випуску продукції. 
 
Важливість такої галузі, як виробництво мінеральних добрив важко 
переоцінити. Потреба народного господарства в добривах надзвичайно 
велика. Основна кількість продукції цієї галузі використовується в 
сільському господарстві. Виробництво амонійної селітри є одним із 
напрямків діяльності цієї галузі. 
Амонійна селітра входить до складу великої групи вибухових речовин. 
Вибухові речовини на основі амонійної селітри, (амонійна селітра чиста та 
оброблена деякими розчинами) використовується для проведення вибухових 
робіт. Невелика кількість селітри використовується для отримання закису 
азоту, що застосовується в медицині. Але основним споживачем її є сільське 
господарство. 
Цех по виробництву амонійної селітри слід розташувати на території 
Черкаського ПрАТ “Азот”. Вибір майданчика для будівництва цеху 
грунтується на наступних факторах: 
 сировинний; основна сировина – аміак вироблений цехом виробництва 
аміаку, та азотна кислота – продукція цеху виробництва слабкої азотної 
кислоти цього ж підприємства; 
 паливно-енергетичний; джерелом пари є Черкаська ТЕЦ, що ж до 
електроенергії та природного газу, то джерелом першої є ЄЕС, а газ 
надходить з газопроводу, що проходить через територію Черкаської області; 
 водний; наявність водних ресурсів неподалік від підприємства (р. 
“Дніпро”), крім того на території виробництва є цех підготовки води; 
 транспортний; через місто проходить залізниця, що належить до 
Одеської залізниці, також можливе транспортування продукції водним 
шляхом – річкою Дніпро; 
 кадровий; наявність трудових ресурсів, та можливість підготовки 
молодих спеціалістів у вищих та спеціальних навчальних закладах міста. 
Споживачами амонійної селітри є безліч колективних господарств та і 
володарів індивідуальних господарств, які сьогодні формуються на території 
Черкаської, Київської та Кіровоградської областей. 
Продукція  виробництва що розробляється користуватиметься великим 
попитом і в країнах як близького так і далекого зарубіжжя. 
На території України існує лише два конкурентноспроможних 
підприємства, що випускають аналогічну продукцію – Рівенський, 
Дніпродзержинський АО “Азот” та Північно-Донецький “Стірол”. Рівенське 
АО “Азот” працює на західноукраїнському регіоні, а інші два підприємства 
на північній Україні. Отже весь центр та схід  України є потенційним 
споживачем випускаємої амонійної селітри. 
 
11.2 Маркетинг-план 
 
Продукція цеху, що проектується – амонійна селітра. 
Вона використовується в сільському господарстві як мінеральне 
добриво, а також знайшла використання як сировина для отримання 
вибухових речовин. 
Основна мета проектуємого цеху є збільшення обсягів виробництва, що 
дасть можливість впроваджувати новітні технології та зменшення витрат 
сировини за рахунок економного її використання, економія енергоресурсів. 
Саме це дозволить зменшити собівартість випускаємої продукції. 
Велика увага на проектуємому виробництві повинна приділятися ціновій 
політиці по відношенню до закупівельних цін на сировину. Необхідно 
проводити широку рекламну кампанію продукції що випускається, в засобах 
масової інформації, а також шляхом спонсорської допомоги міській владі в 
проведенні різноманітних соціальних і культурно-масових заходів. 
Всі ці заходи повинні бути розраховані на підтримку 
конкурентноспроможності продукції на ринку. 
Ціна на продукцію визначається собівартістю продукції та цінами її на 
внутрішньому та зовнішньому ринку. 
 
11.3 Виробничий план підприємства 
 
11.3.1 Вибір методу виробництва та режиму роботи цеху 
 
Цех виробництва амонійної селітри працює у спеціальних умовах, з 
високоагресивними речовинами, сировина – токсична, кінцевий продукт – 
вибухонебезпечний. Режим роботи цеху – напружений. Процес виготовлення 
добрива – безперервний. 
Для забезпечення роботи роботу цеху необхідно організувати в три 
зміни тривалістю 8 годин кожна. 
Враховуючи обраний режим роботи, розробляємо графік змін.(таблиця 
11.1) 
Кількість вихідних на рік складає: 
16 днів(змінообіг) – 4 вихідних. 
З65 календарних – х вихідних. 
Х = (3654):16 = 91 день. 
 
 
 
 
Таблиця 11.1 – Графік роботи змін цеху по випуску амонійної селітри. 
З Час Число місяця 
мі ро-                 
на бо- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 
ти                
1 0-8 А А А А Б Б Б Б В В В В Г Г Г Г 
2 8-16 В Г Г Г Г А А А А Б Б Б Б В В В 
3 16- Б Б В В В В Г Г Г Г А А А А Б Б 
24 
 
 
12.3.2 Машини та обладнання цеху 
 
Фонд часу роботи машин та обладнання. 
Розрахунок ведемо за формулами: 
Календарний фонд Fк = 24.365 = 8760 годин. 
Дійсний фонд Fк = Fд – для безперервного графіку роботи цеху. Отже   
Fд = 8760 годин. 
Ефективний фонд часу визначається для апарату, що найдовші терміни 
ремонту, в даному випадку для випарного апарату: 
 
Fеф = Fд - Трем  ,                                                                          (11.1) 
 
де  Трем – загальна тривалість зупинок обладнання по всіх видах ремонту 
протягом року. 
 
Fеф = 8760 – 480 – 140 = 8140 годин. 
Де 480годин – термін капітального ремонту; 
140 годин – термін поточного ремонту. 
11.3.3 Розрахунок та побудова графіку ППР обладнання 
 
Система планово-попереджувального ремонту обладнання підприємства 
включає поточний, капітальний ремонт та міжремонтне обслуговування. 
Згідно з ремонтними нормативами, які регламентують час ремонту 
обладнання між ремонтами, розраховується структура міжремонтного циклу 
та будується графік ППР. 
У загальній кількості ремонтів в міжремонтному циклі один з них – 
капітальний. 
 
ак = 1.                                                    (11.2) 
 
Кількість поточних ремонтів визначається за формулою: 
 
аnt =t / (tnt-1),                               (11.3) 
 
де t – тривавлість міжремонтного циклу; 
    tnt – тривалість міжремонтного періоду відповідно поточному 
ремонту, годин; 
аnt = 8140 : (3800 – 1) = 1,1. 
 
Приймаємо один поточний ремонт. 
Відповідно до проведених розрахунків будуємо графік ППР обладнання 
синтезу амонійної селітри ( табл. 11.2). 
 
 
 
 
 
Таблиця 11.2 – Річний графік ППР обладнання 
Найменування Нормативи часу Умовне позначення Річна 
обладнання безперервної ремонту та час зупинки, тривалість 
роботи між годин 
ремонтами та 
зупинки 
По “К” По “Пл” I кв II III IV кв 
ремонту ремонту кв кв 
1 2 4 5 7 8 9 10 11 
3 6 12 
Гранулятори,        
колектор 22650 3800 - К - Пл 620 
плаву, апарат 480 140 
КШ 
 
11.3.4 Розрахунок виробничої потужності цеху 
 
Виробнича потужність дільниці визначається продуктивністю основного 
апарату чи агрегату. 
Виробнича потужність цеху – продуктивністю основної дільниці. 
Виробнича потужність виробництва – продуктивністю основного цеху. 
Розрахунок виробничої потужності проводиться за формулою: 
 
N = Q.n.T .
еф Кв ,                                                (11.4) 
 
де Q – продуктивність агрегату за добу; 
     n – кількість агрегатів; 
     Теф – ефективний фонд часу роботи обладнання; 
      Кв – коефіцієнт виходу продукції. 
N = 2250.8140.0,997 = 18260055 т/рік. 
 
11.3.5 Розрахунок вартості основних споруд та будівель 
 
До вартості основних фондів відносяться вартість будівель, споруд та 
обладнання. Розрахунки вартості споруд та будівель проводяться за даними 
їх вартості і заносяться у таблицю 11.3. 
 
Таблиця 11.3 – Вартість споруд та будівель 
 Кількість Ціна за  Сума 
Найменування одиниць одиницю, % амортизації 
грн. амортизації 
Будівлі:     
Грануляційна     
башта 1 18757600 5 937888 
Адміністративно-     
побутовий блок 1 4689500 5 234475 
Загальнозаводські     
будівлі 6 767480 5 38374 
 
Всього  8 28051980  1210729 
 
Вартість обладнання технологічного, силового, транспортного наведена 
в таблиці 11.4. 
 
 
 
 
 
Таблиця 11.4 -Вартість обладнання технологічного, силового, 
транспортного 
    Вартість з % Сума 
Найменуваня К-сть Ціна за 10-15% урахув. аморт амроти- 
обладнання одиниц од.,грн. витрат монтажу і и- зації 
ь на транспорту зації 
монтаж в. 
транспо
рт 
1 2 3 4 5 6 7 
Підігрівач 1 58283,0 5828,3 64111,3 10 6411,13 
HNO3 1 43652,4 4365,24 48017,64 10 4801,76 
Підігрівач NH3 2 223292 22329,2 245621,2 10 24562,12 
Апарат ВТН 
Донейтралізато 2 19400 1940 21340 10 2134 
р 2 265287 26528,7 291815,7 10 29181,57 
Випарник  4 4500 450 4950 10 495 
Гранулятор 1 65327 6532,7 71859,7 10 7185,97 
Арарат КШ 1 9500 950 10450 10 1045 
Колектор плаву 1 4852 485,2 5337,2 10 533,72 
Фільтр плаву 1 78246 7824,6 86070,6 10 8607,06 
Грохот 2 44401 4440,1 48841,1 10 4884,11 
Скрубер  2 20834 2083,4 22917,4 10 22991,74 
Сепаратор  2 21250 2125 23375  2337,5 
Збірник     10  
розчину 9 3582 358,2 3940,4 10 394,04 
NH4NO3 4 4718 471,8 5189,8 10 518,98 
Насоси 4 9088 908,8 9999,8 999,68 
Вентилятор  
Калорифер  
Всього  36 876212,4 87621,24 963833,84  96383,38 
 
 
 
 
 
 
11.4 Штати та фонд заробітної плати 
 
11.4.1 Баланс часу роботи працівників 
 
Баланс робочого часу визначає кількість днів, що повинен відпрацювати 
один середньосписочний працівник на рік в залежності від прийнятого 
режиму роботи цеху та тривалості робочої зміни: 
- календарний фонд – 365 днів; 
- вихідні дні – 91 день; 
- дійсний фонд часу роботи – 274 дні. 
Невихід на роботу: 
- відпустка – 24 дні; 
- хвороба – 7 днів; 
- виконання державних обов’язків – 1 день. Разом невиходів – 32 дні. 
Ефективний фонд робочого часу одного робітника – 242 дні. 
Кожний робітник за змінообіг (16 днів) працює 12 днів по 8 годин та має 
4 вихідні дні. 
Загальна кількість вихідних днів: 
 
(65 : 16) .4 = 91 день. 
 
11.4.2 Визначення кількості працюючих 
 
Робочі місця визначені згідно з точками спостереження та операціями 
обслуговування процесу, а також обсягом роботи по управлінню кожним 
апаратом. 
Відповідно ці робочі місця визначаються за кваліфікацією робітника та 
тарифними розрядами, що передбачені тарифно-кваліфікаційним 
довідником. 
При безперервній роботі цеху кількість робочих днів складає 365, баланс 
часу роботи одного робітника – 242 дні, тоді коефіцієнт переходу від явочної 
до списочної кількості робітників: 
 
365 : 242 = 1,5. 
 
Різниця між списочною та явочною кількістю робітників складає 
додаткову кількість для підміни в та заміни кількості працюючих і 
наводиться в узагальненні таблиці чисельності робітників та фонду їх 
зарплати. 
 
11.4.3 Розрахунки фонду зарплати робітників 
 
Розрахунки чисельності робітників та фонду зарплати зведено в 
таблицю 11.5. 
Таблиця 11.5 – Штати та фонд зарплати робітників 
  Чи Ро Тарифн Допла- Загаль Річний 
Оклад 
№ Найменування сел зр а ставка та за ний фонд 
професії ьні яд роботу Ф.З.П. зарплати 
с в нічну в 
ть. місяць  
1 2 3 4 5 6 7 8 9 
1 Апаратник 7 5 
12965,
підготовки   406,8 23607 283281,6 
6 
сировини 
2 Апаратник синтезу 8 5 12965,   406,8 26979 323750,4 
6 
3 Апаратник 4 6 13768,
  1023,2 19168 230016 
випарювання 8 
Продовження таблиці 11.5 
4 Апаратник 12965,
4 5   406,8 13490 161875,2 
гранулювання 6 
5 Машиність 5 5 12965,
  406,8 16862 202344 
компресорів 6 
6 Оператор 4 6 
дистанційного 13800   1500 21200 254400 
пульту управління 
7 Слюсар-ремонтник 2 5   2965  5930 71160 
8 Слюсар-ремонтник 4 6 13785,
   15142 181708,8 
6 
9 Електрозварник 2 6   3785,6  7571,2 90854,4 
10 Електромонтер 4 6 13785,
   15142 181708,8 
6 
11 4 6 
Слюсар по КВПіА    3460  13840 166080 
12 4 6 
Слюсар по КВПіА 
13560   471,2 14240 170880 
змінний 
13 1  
Прибиральник    12086   2086 25032 
 53  
Всього          2343091 
 
Розрахунки штату та фонду зарплати цехового персоналу проводяться у 
відповідності зі штатним розкладом та посадовими окладами працівників. 
Результати розрахунків наведені в таблиці 11.6. 
 
 
 
 
 
Таблиця 11.6 – Штати та фонд зарплати цехового персоналу 
 
№ Найменування К-ть Оклад за Додатков Пов- Річний 
п/п підрозділів та посад од. місяць, а ний фонд 
грн. зарплата, оклад, зарплат
грн.. грн.. и, грн.. 
1 2 3 4 5 6 7 
1 Начальник цеху 1 17700 7700 25400 1848000 
2 Зам. начальника цеху 1 16800 7000 23800 1680000 
3 Механік  1 16300 1260 17560 907200 
4 Енергетик  1 15600 1120 16720 806400 
5 Інженер-технолог  1 12920 770 13690 442800 
6 Старший майстер 
4 
зміни  14851 365 15216 2503680 
7 Старший майстер по 
2 
ремонту 14890 510 15400 1296000 
8 Майстер по ремонту 
1 
електрообладнання 12700 700 13400 4080000 
9 Майстер по ремонту 
1 
КВП і А 12700 700 13400 408000 
10 Економіст  1 12100 700 12800 336000 
 1063608
Всього: 14   
0 
 
 
 
 
 
11.5 Кошторис витрат 
 
11.5.1 Розрахунок собівартості продукції 
Розрахунки проведено відповідно до  встановлених витрат сировини, 
матеріалів і занесено в таблицю 11.7. 
 
Таблиця 11.7 – Потреби в сировині та матеріалах і їх вартість 
  Норма Обсяг Всього   
Назва Од. витрат вир-ва  сиров. або Оптова Всього 
статті вимір на од. т/рік мат. ціна , заготів. 
витрат у .продукц грн ціна, грн 
ії 
Аміак  т 0,217 47460 102988,2 2396,19 246779295 
0 
Азотна т 0,791 47460 375408,6 2560,0 961046016 
кислота 0 
Сірчана т 0,004 47460 1898,4 1365,77 2592777,7
кислота 0 7 
Диспергато т 0,00044 47460 208,824 28117,0 5871514,8 
р “НФ” 0 5 
Каустична т 0,00025 47460 118,65 1259,1 149392,21 
сода 0 
Всього   1,41269 47460 670462,67  121643899
0 4 6 
 
11.5.2 Розрахунки вартості електроенергії, води, пари 
 
Визначення потреби в електроенергії проводиться окремо за конкретним 
видом обладнання. 
Вартість однієї квт-години електроенергії визначається на основі діючих 
прейскурантів-тарифів на електроенергію. Потреба в електроенергії 
визначається за формулою: 
 
Е . . . .
осв. = (T S L R 1,02.1,05) / 1000 ,                          (11.5) 
де S – площа освітлення, м2; 
     L – потужність світильників на 1м2 поверхні; 
     R – коефіцієнт навантаження двигунів. 
Еосв. = (3206.19303.8.0,8.1,02.1,05) / 1000 = 42394 квт.годин. 
 
Результати розрахунків зведено в таблицю 12.8 
Таблиця 11.8 – Розрахунок вартості електрозабезпечення 
Найменування Електроенергія силова Електроенергія га 
служб освітлення 
Потреба, Ціна за Сума, Потреба, Ціна за Сума, 
тис. квт тис. грн тис. квт тис. грн 
квт/год. квт/год. 
Виробничий       
та побутовий 424 500 212000 297 500 163500 
корпуси 
 
11.5.3 Визначення потреби у воді та парі на технологічні цілі та 
санітарно-побутові потреби 
 
11.5.3.1 На прибирання приміщень 
 
                                          В . .
б = Тн Fн / 1000,                                     (11.6) 
де  - потреба на 1 м2 площі, л. 
 
Вб = 1.254.1471 / 1000 = 373,6 м3. 
 
12.5.3.2 На санітарні потреби 
 
В  -= И .Р .
с доб яв Т / 1000 ,                                     (11.7) 
де Идоб – добова норма води на 1 робітника в день, л; 
     Ряв – явочна кількість робочих днів на добу. 
 
В  = 1000.33.
с 365 / 1000 + 100.33.254 / 1000 = 1933 м3. 
Загальна потреба на санітарно-побутові потреби: 
Взаг = 373,6 + 1933 = 2306,6 м3. 
Дані щодо витрат води, пари та їх вартості заносимо в таблицю 11.9. 
 
Таблиця 11.9 – Розрахунки вартості води та пари 
№ На які потреби Одиниця Потреба Ціна,  Сума,  
п/п витрачається вода виміру на рік грн грн 
1 На технологічні тис. м3 90 480 39600 
потреби 
 На побутові потреби тис. м3 230 480 110400 
 Пара на технологічні тис. м3 40500 118,8 4811400 
та санпобутові 
потреби 
 
 
 
 
 
 
11.5.4 Кошторис цехових витрат 
 
Таблиця 11.10 – Кошторис цехових витрат 
Статті витрат Сума, грн. Примітки 
1. Зарплата цехового персоналу та   
допоміжним робітникам  1063608  
2. Відрахування на соціальне  37,5% від 
страхування 398853 зарплати 
3. Утримання виробничих 1210729 5% від їх 
будівель та споруд  вартості 
4. Амортизація виробничих   
будівель 1210729  
5. Витрати на охорону праці   
6. Зношування малоцінного та 106360,8 10% від з/п 
швидкозношуваного інвентаря  робітників. 
598541,9  
Всього 4588821,77  
 
11.5.5 Кошторис витрат на утримання та експлуатацію обладнання 
 
Кошторис складається на основі попередніх розрахунків та заноситься у 
таблицю 11.11. 
 
 
 
 
 
 
 
Таблиця 11.11 – Витрати на утримання та експлуатацію обладнання 
№    
п/п Статті витрат Сума, грн Примітки  
1. Утримання і витрати по експлуатації   
виробничого обладнання, апаратури і   
транспорту:   
- зарплата робітників по нагляду і 1091448  
обслуговуванню обладнання;  37,5% від з/п 
- відрахування на соціальне 409293 
страхування;допоміжні матеріали, тара 34526 
 Разом за статтею 1 1535267  
2. Поточний ремонт обладнання і   
транспортних засобів:   
- зарплата робітників по ремонту; 862392 37,5 % від 
- нарахування на зарплату; 323397 з/п 
- послуги РМЦ, запасні деталі 96383,38 5-10 % від 
вартості обл. 
 Разом за статтею 2 1282172,88  
3. Амортизація виробничого обладнання,   
апаратури та транспортних засобів 96383,38 
 Всього по статті 3 96383,38  
4. Зношування малоцінного інвентарю,   
інструментів, пристроїв, переміщення 87414,69 3 % від ст. 1-
вантажів по території, інші витрати 3 
 Разом за кошторисом 3001237,9  
 
 
 
11.5.6 Калькуляція собівартості продукції 
 
Розрахунки витрат на виробництво продукції виконано на весь обсяг 
продукції підприємства по статтях калькуляції та зведено в таблицю 12.12. 
 
Таблиця 11.12 – Собівартість продукції 
 
  Ціна за Витрати на весь Витрати на 1 т,  
Статті калькуляції Одиниця одиниц випуск, грн грн 
вимірюв ю, грн К-сть, т Сума, грн К-сть, Сума, 
ання т  грн  
1.Сировина та       
матеріали:       
- аміак; т 2396,19 102988, 246779295 0,218 522,36 
- азотна кислота. т 2560,0 2 961046016 0,791 2024,9
2.Напівфабрикати:   375408,   6 
- сірчана т 1365,77 6 2592777,7 0,004  
кислота; т 28117,0  5871514,8 0,0004 5,46 
- диспергатор  5 1898,4  4 12,37 
“НФ”; т  208,824 149392,21   
- каустична  1259,1   0,0025 3,14 
сода.   118    
3 
3.Повернені відходи: тис. м   46972,11   
т 454  287038 - 0,09 
- конденсат 
 800 103,46  0,00021 0,60 
- розчин 
  358,79  8  
амонійної селітри 
тис. м3   39600 -  
н/к. 
 480   0,00075 0,08 
4.Паливо, пара, енергія: 
тис. м3  90 110400 6  
- вода на  480    0,23 
технічні потреби; тис.  230 360500   
- вода на кВт/год. 500   0,0001 0,76 
побутові потреби; тис. м3  721 4811400 8  
- електроенергі 118,8   10,14 
я; 40500 0,0004
 8 
- пара  
0,0015 
 
0,085 
Разом     122142688  2580,1
6 9 
5.Зарплата    23430910  4,94 
персоналу. 878659,12 1,85 
6.Нарахування на   
з/п. 3001237,9 6,32 
7.Витрати на експл- 4588821,77 9,67 
ю та ремонт 8144136 17,16 
обладнання 61698 0,13 
8.Цехові витрати.  
9.Загальнозав. 
витрати. 
10.Витрати на брак 
Виробнича    124044453  2620,2
собівартість 0 6 
11.Позавиробничі    27332214  57,59 
витрати 
Повна собівартість    126777767  2677,5
44 5 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ВИСНОВКИ 
 
В ході виконання кваліфікаційної роботи бакалавра було наведено огляд 
основних діючих методів виробництва амонійної селітри, хімізм та 
теоретичні основи процесу, перспективи розвитку виробництва, а також 
обрано і порівняно з іншими схему виробництва . 
Також було надано характеристику і область застосування  готового 
продукту, сировини і допоміжних матеріалів, та енергоносіїв, що 
використовуються в виробництві. 
В процесі роботи було більш детально розглянута стадія грануляції,  
розроблено схему автоматизації  та аналітичного контролю данної стадії. 
Надано характеристику відходів виробництва аміачної селітри. 
В роботі було розраховано грануляційну башту і гранулятори плаву з 
наступними даними: 
- висота грануляційної башти – 30 м; 
- діаметр башти – 11 м; 
- кількість грануляторів – 4; 
- продуктивність грануляторів – 93750 кг/год; 
- діаметр розміщеня грануляторів – 5,5 м; 
- товщина стінки днища грануляторів – 3мм. 
В кваліфікаційній роботі бакалавра розглянуті питання техніки безпеки 
та охорони праці на стадії грануляції у виробництві аміачної селітри та 
зроблено економічні розрахунки собівартості готового продукту яка склала 
2677,55 гривень за одну тонну