Способ гранулирования минеральных удобрений

 

СПОСОБ ГРАНУЛИРОВАНИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ из расплава, включающий дробление расплава на капли, кристаллизацию капель при их свободном падении в потоке воздуха, который выводят из зоны кристаллизации, подачу его на стадию очистки и охлаждения орошением промывочной жидкостью и возвращение воздуха в зону кристаллизации расплава под давлением, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат за счет упрощения способа, плотность орошения промывочной жидкостью осуществляют в зависимости от необходимого напора воздуха по следующему соотношению , |ip где q - среднее значение плотности орошения промывочной жидкостью в зоне очистки и охлаждения воздуха, кг/м с} АР - напор воздуха, Pjk Рв соответственно плотность промывочной жидкости и воздуха , кг/м ; Hjh - соответственно протяженность ЗО1Ш очистки, охлаждения и компримирования воз-, духа и ее текущий размер, м; (Л г - радиус капель промьточной . жидкости, м; j- - коэффициент лобового сопротивления капель промывочной . жидкости; Р - плотность вероятности распределения капель промывочной жидкости по размерам, со кг/м; sl 17, V - относительная и абсолютная ф скорости движения капель со промывочной жидкости, м/с; .d - знак дифференциала.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (У1)з В 01 1 2/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ где q », )»

Н,h

1 э v

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 3448462/23-26 (22) 06.04.82 (46) 23.11„90 ° Бюл. № 43 (72) М.Е.Иванов, А.Ш.Беркович, А.Б.Иванов, В.M.oëåsñêèé, М.Л.Ферд, Ю.Д.Барбашов, В.И.Зверев, К.М.Захарова, В.М.Линдин, Б.И.Малкин и А.П.Пономарев (53) 66.099.2(088.8) (56) Патент ФРГ № 1230402, кл. В 01 J 2/04, опублик, 1963.

Авторское свидетельство СССР

N9 822871, кл. В 01 J 2/04, !976. (54)(57) СПОСОБ ГРАНУЛИРОВАНИЯ МННЕРАЛЬНКХ УДОБРЕНИЙ из расплава, включающий дробление расплава на капли, кристаллизацию капель при их свобод" ном падении в потоке воздуха, который выводят из зоны кристаллизации, подачу его на стадию очистки и охлаждения орошением промывочной жидкостью и возвращение воздуха в зону кристал» лизации расплава под давлением, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью снижения энергозатрат за счет упрощения способа, плотность орошения промывочной жидкостью осущест,вляют в зависимости от необходимого напора воздуха по следующему соотношению

Предлагаемое изобретение относится к способам гранулирования минеральных удобрений, например нитрата аммония и карбамида из расплавов.

При гранулировании указанных ве;ществ известным способом расплав удобрения дробят на капли, которые

»e>SU<»> A 1

q=- Р— t (" 1г а

3 р, . р среднее значение плотности орошения промывочной жид" костью в зоне очистки и охлаждения воздуха, кг/м с, 2 напор воздуха, Н/м ; соответственно плотность промывочной жидкости и воздуха> кг/м ; соответственно протяженность зоны очистки, .охлаждения и компримирования воз;, духа и ее текущий размер, м; радиус капель промывочной жидкости м коэффициент лобового сопротивления капель промывочной жидкости; плотность вероятности распределения капель промывочной жидкости по размерам, кг/м ; относительная и абсолютная скорости движения капель промывочной жидкости, м/с знак дифференциала, затем кристаллиэуют в виде гранул при свободном их падении в среде охлаждающего газа, находящегося во:. встречном к направлению падения капель движения, Режим гранулообразо-. вания регулируют путем смешения холодного газа из атмосферы, вводимого

1137631 в зону кристаллизации капель расплава, с частью нагретого газа, выводимого из зоны кристаллизации и повторно используемого при гранулиро5 ванин.

Недостаток указанного способа гранулирования состоит в том, что уносимые из зоны кристаллизации с потоком газа мелкие частицы гранулируемого вещества и летучие компонен" ты, например аммиак, выбрасывают в атмосферу.

Наиболее близок к предлагаемому изобретению по технической сущности 15 и достигаемому результату способ гранулирования, включающий дробление расплава удобрения на капли и кристаллизацию капель при их свободном падении в среде газа, который после- 20 довательно пропускают через зону кри,сталлизации капель расплава, выводят из зоны кристаллизации, вводят в зо1 ну очистки и охлаждения газа, очища:ют от частиц продукта, содержащихся 25 в газе, и летучих компонентов, на" пример аммиака, охлаждают, компримируют путем сжатия в вентиляторе и возвращают в зону кристаллизации расплава удобрения. Таким образом дости-,. 30 гается движение газа по замкнутому контуру и гранулирование без выбросов продуктов в атмосферу. Охлаждение и очистку газа осуществляют методом: его промывки жидкостью, например ра-;: 35 створом гранулируемого удобрения,при этом из промывочной жидкости извлекают уловленный продукт для его полезного применения, I 40 .Недостаток описанного. способа гра-, I нулирования состоит в том, что на циркуляцию газа по замкнутому конту ру затрачивают значительную энергию, при этом суммарное сопротивление по- 45 току газа при его движении через зо ны кристаллизации капель расплава, охлаждения и очистки газа может бйть равно 150-200 Н/м, в, то время как создаваемый вентилятором напор газа обычно равен 1000-1500 Н/м. Значительное количество энергии, потребляемой на гранулирование, расходует-. ся на преодоление сопротивления соб- ственно вентилятора и запорной арма.туры к нему.

Целью предлагаемого изобретения является снижение энергозатрат за счет упрощения способа.

Поставленная цель достигается описываемым способом гранулирования минеральных удобрений из расплава, включающий дробление расплава на капли, кристаллизацию капель при их свободном падении в потоке воздуха, который выводят из зоны кристаллизации, подачу его на стадию очистки и охлаждения орошением промывочной жидкостью и возвращение воздуха в зону кристаллизации расплава под давлением, в котором плотность орошения промывной жидкостью осуществляют в зависимости от необходимого напора воздуха по следующему соотношению

Р " Ьы

g= — 6P — I dr dh

ps где q " среднее значение плотности орошения промывочной жидкостью в зоне очистки и а, охлаждения воздуха, кг/м с

6Р— напор воздуха, Н/м ; и A> — соответственно плотность

1 воздуха и промывочной жидкости, кг/м ; — коэффициент лобового сопротивления капель промывочной . жидкости

Р вЂ, плотность вероятности распределения капель промывочной жидкости по размерам, кг(м

H h — соответственно протяженность зоны очистки, охлаждения, компримирования воздуха и ее текущий размер, м г — радиус капель промывочной жидкости, м;

У,v - относительная и абсолютная скорости движения капель промывочной жидкости, м/с, d — знак дифференциапа.

Отличительные признаки способа

:гранулирования состоят в том, что воздух компримируют непосредственно

:в зоне его очистки и охлаждения совМестно с его очисткой и охлаждением путем воздействия на воздух диспергированным на капли потоком промывочной жидкости, при этом осуществляют контроль и регулировку режима гранулирования посредством изменения плотности орошения промывочной жидкостью в зависимости от заданного напора в пределах от 3 до 40 т на 1 м /ч. й

Установка включает грануляционную башню 1, линию 2 подачи расплава удобрения, устройство 3 для дробления расплава на капли, конвейер 4, брызгоотбойннки 5, газоходы 6, полую колонну 7, емкость 8, линию 9 подачи промывочной жидкости, насос 10, линию 11 вывода раствора, линию 12 подвода жидкости, теплообменник 13, линию 14 подвода теплоносителя, оро- . ситель 15.

Установка содержит грануляционную башню высотой 50 м и диаметром 10 м, где из расплава с температурой 175 С получают гранулы со средним диаметром 2,3 мм при конечной температуре гранул !2gоС. В грануляционную баш° ню вводят для охлаждения калель расплава воздух при температуре не более 40 С и в количестве 50000 м /ч.

Воздух в башне нагревается на 17 С, поглощает тепло кристаллизации расплава, уносит мелкие частицы нитрата

25 аммония и аммиак; содержащиеся в воздухе соответственно в количествах 1,0 г/м и О, 1 г/м .

Охлаждение, очистку и компримирование воздуха, используемого в гра3Q нуляционной башне, осуществляют в полой оросительной колонне высотой

50 м и диаметром 7 м. Оросительная колонна связана с грануляционной башней верхним и нижним газоходами за счет чего образован замкнутый циркуляционный контур для движения воздуха. По верхнему гаэоходу воздух вводят в верхнюю часть оросительной колонны, а по нижнему — воздух из ,10 колонны выводят в гранбашню. Дпя охлаждения, очистки и компримирования .воздуха в оросительную. колонну подают водный раствор нитрата алюминия с концентрацией SOX в количестве 1,2 кг

45 на каждый килограмм воздуха и с температурой 20 С. Раствор аммиачной селитры дробят на капли со средним диа- метром 2,25 мм, при этом создают орошение колонны с плотностью 18 тыс.кг/

50 /м.ч . и этим достигают напор воздуха, равный 28 кг/м при его расходе

500000 м /ч. В оросительной колонне

Э из воздуха извлекают около 1 0 г/м

Э нитрата аммония и 0,1 г/м аммиака, которые поглощает промывочная жид- кость; состоящая из раствора нитрата аммония и азотной кислоты. При достижении концентрации промывочной жидкости 50-60% часть раствора направ1137631

Из опыта установлено, что при снижении плотности орошения промывочной жидкостью меньше 3 т/м в час не создается необходимый напор воздуха для преодоления сопротивления газоходов и противодействия потоку падающих в зоне гранулирования гранул удобрений, так как при оптимальной плотности орошения в зоне гранулирования около 1,5 т/1 м в час плота ность орошения промывочной жидкостью в зоне очистки должна быть не менее

3 т/1 м в час. При повышении плотности орошения промывочной жидкостью свыше 40 т/1 м в час становится су2 щественным слияние капель жидкости, что приводит к фактическому снижению напора воздуха в сравнении с ожидаемым.

Изменением приведенного параметра в упомянутых пределах достигается тре буемый на практике напор воздуха от

50 до 300 Н/м при подаче его по замк

2 нутому контуру во время граиулирования удобрений в гранбашнях.

Концентрацию раствора промывочной жидкости поддерживают в пределах 2070, так как при низком содержании удобрения в. растворе велики затраты на выпаривание раствора для повторного использования удобрения, при повышении концентрации раствора выше

70 возрастает температура его кристаллизации, и раствор становится непригодным для охлаждения газа. Наиболее предпочтительные размеры капель промывочной жидкости 0,5-3 мм, предпочтительное время контакта про-: мывочной жидкости.с газом 1-10 с.

Компримирование воздуха воздействием на него потока промывочной жид кости обеспечивает в сравнении с известным способом компримирования в вентиляторе экономию энергии на гранулирование в среднем на 50Х.

Процесс гранулирования удобрения осуществляют так, что весь воздух, используемый для кристаллизации ка- . пель расплава, перемещают по замкну-, тому контуру, за счет чего исключаются потери продукта и загрязнение окружающей среды, которые в настоящее время на одну промьппленную установку достигают 1500-3000 т/год ..

Пример. Способ гранулирования минеральных удобрений осуществляют на установке, изображенной на чертеже, в количесшве 60 т/ч.

113

Редактор Л. Письман

Техред Л.Олийнык Корректор Н.Ревская

Заказ 4343 Тираж 426 - Подписное

9НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГК1 Т С CCP

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðîä, ул. Гагарина, 101 ляют на упаривание для получения рас" плава и последующее гранулирование, а взамен в промывочную жидкость добавляют паровой конденсат. Дпя нейтрализации аммиака, извлекаемого из воздуха, в промывочную жидкость добавляют 200 кг/ч азотной кислоты в пересчете на ее 100% концентрацию. По условиям теплообмена промывочная жидкость в оросительной колонне.нагре3

7631 вается на 5-10 С, и для ее охлаждения в теплообменнике 13 потребуется около

)О т жидкого аммиака, который испаря5 ется, и его направляют в реактор для получения нитрата аммония. Расход электроэнергии на гранулирование в рассматриваемом примере составит

3 кВт . ч на 1 т продукта против

10 6 кВт ч в известном способе или на

50% меньше.