Способ получения гранулированного продукта из растворов, суспензий или пульп

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО ПРОДУКТА ИЗ РАСТВОРОВ, СУСПЕНЗИЙ ИЛИ ПУЛЬП, включающий распьшение исходного вещества во вращающийся барабан с лопатками в прямотоке с теплоносителем на завесу сухого материала двумя параллельными потоками, один поток распыляют в зону с опускающимися лопатками, другой поток распыляют в зону с поднимающимися лопатками , отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и выхода товарных гранул, в зону с поднимающимися лопатками подают раствор, суспензию или пульпу в количестве 0,3 - 0,7 от общего S расхода. (Л I Продукт fpuz.l У k

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (5.0 4 В 01 J 2/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ремер

Продуют

Puz. /

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3745999/31-26 (22) 29.05.84 (46) 07.10.86. Бюл. У 37 (71) Тамбовский институт химического машиностроения (72) В.Н.Долгунин, В.Я.Борщев, А.А.Уколов, В.И.Ракен, В.И.Буданцев, Ю.П.Сенаторов, В.И.Кузнецов и В.В.Волков (53) 66.099.2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1169723, кл. В 01 J 2/12, 1983. (54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО ПРОДУКТА ИЗ РАСТВОРОВ, СУС„.$0„„)26п и А1

ПЕНЗИЙ ИЛИ ПУЛЬП, включающий распыление исходного вещества во вращающийся барабан с лопатками в прямотоке с теплоносителем на завесу сухого материала двумя параллельными потоками, один поток распыляют в зону сопускающимися лопатками, другой поток распыляют в зону с поднимающимися лопатками, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и выхода товарных гранул, в зону с поднимающимися лопатками подают раствор, суспензию или пульпу в количестве 0,3 — 0,7 от общего расхода.

1261 703

10

20

Изобретение относится к области гранулирования и сушки материалов . и может быть использовано в химической и нефтехимической промышленности, в частности в производстве гранулированных минеральных удобрений.

Цель изобретения — повышение производительности и выхода товарных гранул.

На фиг. 1 показана схема установки, иллюстрирующая способ получения гранулированного продукта; на фиг. 2 — поперечное сечение барабана.

Установка представляет собой вращающийся барабан 1, на внутренней поверхности которого закреплена подьемпо †лопастн насадка 2 ° По торцам барабана расположены загрузочная 3 и разгрузочная 4 камеры. В загрузочной камере смонтированы две трубы 5 для подвода теплоносителя и две пневматические форсунки 6, установленные, например, осесимметрично по горизонтальному диаметру поперечного сечения барабана.

Форсунки крепятся к загрузочной камере с помощью поворотного устройства. Поворотное устройство представляет собой диск 7, имеющий диаметр несколько больший, чем отверстие загрузочной камеры 5, которое он закрывает. Диск имеет воэможность повораi чиватьсн вместе с форсунками вокруг своей оси на угол 0-30 благодаря наличию дугообразных прорезей 8, сквозь которые проходят шпильки, служащие для крепления диска к загрузочной камере, Для обеспечения возможности поворота параллельных ниток трубопровода с форсунками на концах относительной общей магистрали предусмотрено муфтовое соединение 9 с последней.

Поворотное устройство позволяет в процессе эксплуатации корректировать положение форсунок по отношению к завесе из частиц, которые изменяют траекторию движения в зависимости от скорости вращения барабана.

Установка работает следующим образом.

При вращении барабана.1 продукт, находящийся в подъемно-лопастной насадке 2, осыпается и образует завесу.

Завеса характеризуется наличием двух областей, значительно отличающихся по гранулометрическому составу частиц, одна из которых формируется под30

55 нимающимися лопатками, а другая— опускающимися лопатками. Форсунки 6 диспергируют раствор — одна в область завесы, образуемую поднимающимися лопатками, а другая в область завесы, образуемую опускающимися лопатками.

В зависимости от того, какая из форсунок больше диспергирует раствора, образуется продукт с большим или меньшим содержанием крупной (мелкой) фракции.

Частицы, продвигаясь по барабану, укрупняются, окатываются, уплотняются.и сушатся. Выгрузка гранул осуществляется через разгрузочную камеру 4 эа счет наклона барабана.

Способ гранулирования опробован в промышленных условиях в производстве аммофоса на Уваровском химэаводе. С этой целью проведена модернизация барабанного гранулятора-сушилки, диаметром 3,2 м и длиной 12 м с подьемно-лопастной насадкой, заключающаяся в реконструкции узла подачи пульпы путем установки двух распылительных пневматических форсунок, соединяющихся автономно с общей магистралью пульпы. На трубопроводах установлены приборы и механизмы, позволяющие перераспределять пульпу по форсункам без изменения общего ее расхода. Форсунки .установлены для распыливания пульпы — одна в область завесы, образуемую поднимающимися лопатками, а другая в область, образуемую опускающимися лопатками.

До модерниэации аппарат имел узел подачи пульпы, состоящий из одной распылительной пневматической форсунки и трубопровода, на котором установлены приборы и механизмы регулирования расхода.

Пример 1. В барабанный гранулятор †сушил до модернизации, вращающийся со скоростью 6 об/мин, подают 16,3 м /ч пульпы аммофоса с влажностью 39Х и рН 4,6 при темпео рампуре 95 С. Аммофос-композиция моноаммонийфосфата и диаммонийфосфата имеет температуру разложения 80 С о

0 (диаммонийфосфат) и 1 20 С (моноаммонийфосфат) и т.пл. 190 С ° Пульпу распыляют сжатым воздухом под давлением 4,5 ати.

Одновременно в аппарат прямоточно подают теплоноситель (смесь топочных о газов с воздухом) при 700 С в количестве 28 ° 10 нм /ч. С протнвополож

1261703 ного конца аппарата отводят теплоноситель с температурой 120 С (температура 120 С поддерживается с целью исклочения явления образования окатышей и залипания барабана, возникающе- 5 го при 95-100 С), содержащий 5,37 гlм аммиака, и высушенный продукт, имеющий температуру 80-85 С и влажность

0,67. Продукт имеет следующий гранулометрический состав:

Размер гранул, Содержание гранул, мм l

Менее 1 1,5

1-4 (товарная фракция) 85,5

Более 4 13,0

Расход тепла на 1 кг испаренной влаги составляет 797 ккал/г, удельный вес теплоносителя на 1 т высушенного продукта 2023 нм /т.

Пример 2. В модернизированный барабанный гранулятор-сушилку, вращаю-. щийся со скоростью 6 об/мин, подают

17 м /ч пульпы аммофоса при тех же значениях влгкности, температуры и рН.

При этом 12 м /ч пода<от на форсунку, установленную для распыливания пуль- . пы в область завесы, образуемую поднимающимися лопатками, а 5м /ч — на Зр форсунку, установленную для распыли- . вания пульпы в область завесы, образуемую опускающимися лопатками ° Пульпа распыливается сжатым воздухом под давлением. 2 ати. 35

Теплоноситель подают в том же количестве и при той же температуре, Из аппарата отводят продукт с температуо рой 75-80 С и влажностью 0,6Х и теплоо носитель с температурой 95 С, содер- <р жащий аммиака 0,87 г/м . Продукт имеет следующий гранулометрический состав:

Размер гранул, Содержание гранул, мм X 45

Менее 1 9,0

1-4 (товарная фракция) 90,7

Более 4 0,3

Расход тепла на 1 кг испаренной влаги составляет 764 ккал/кг, удельный расход теплоносителя на 1 т высушенного продукта 1940 нм /т.

Сравнение приведенных примеров показывает, что предлагаемый способ ;> позволяет улучшить гранулометрический состав продукта, увеличить выход с 85 до 90Х и уменьшить содержание крупной нетоварной фракции до О, не прибегая к увеличению температуры процесса (температуры на выходе), т.е. уменьшить тепловые потери и снизить разложение аммо<роса ii выделение аммиака. Опыт эксплуатации барабанного гранулятора-сушилки, реализующего предлагаемый способ, показывает,что величина диапазона изменения соотно шения величин пал ллельных потоков

74,7

15,4

Из полученных результатов можно сделать вывод, что при уменьшении одного из распыливаемьи потоков до 0,1 от общего часть аппарата начинает работать как распылительная сушилка, т.е. без смачивания завесы с повышенным пылеобразованием.

Пример 3. В модернизированный барабанный гранулятор-сушилку, вращающийся со скоростью 6 об./мин, подают 19,5 м /ч пульпы аммофоса при тех же значениях влажности, рН и температуры . При этом 13,5 м /ч пульпы распьшивают в область завесы, образуемую поднимающимися лопатками, а

6 м /ч — в область завесы, образуемую опускающимися лопатками. Пульс целью регулиров".íèÿ гранулометрического состава продукта зависит от термостабильности продукта и температуры те плон осителя .

С увеличением термостабильности и уменьшением температуры теплоносителя диапазон регулирования расширяется. B общем случае величина параллельных потоков при регулировании грапулометрического состава получаемого продукта может изменяться в диапазоне 0 1-0,9 от величины общего расхода, поскольку при значениях. менее 0,1 поток пульпы высыхает, не достигая завесы, и полностью превращается в пыль, Так, при уменьшении на одной из форсунок расхода пульпы с 2,5 до

1,5 м /ч резко увеличивается содержа,ние аммиака в от<ходящих газах (до

5,45 г/Mi) и доля нетоварной фракции (до 25, 87) при следующем гранулометрическом составе продукта:

Размер гранул, Содержание гранул, мм 7

Менее 1 9,9

1-4 (товарная фракция)

Более 4

1261703

5 пу распыливают сжатым воздухом под давлением 2 ати. Теплоноситель подают при 800 С в количестве 26,3 ° 10 нм /ч, Из аппарата отводят продукт с температурой 75-80 С влажностью

0,6, теплоноситель с температурой

950С, содержащий 2,01 г/м аммиака.

Продукт имеет следующий гранулометрический состав:

Размер гранул, Содержание гранул, !О

I мм Х

Менее 1 5,5

1-4 (товарная 90,5 фракция) 90,5

Более 4 15

Пример 4. В промышленный барабанный гранулятор-сушилку с модернизированным узлом подачи пульпы подают 16,3 м /ч пульпы аммофоса.

При этом 13,8 м /ч (0,85 от общего 20 расхода) направляют на форсунку, распыливающую пульпу в область завесы, образованную поднимающимися лопатками, а 2,5 м /ч (0,15 от общего расхода) — в область завесы, образо- 25 ванную опускающимися лопатками. При температуре теплоносителя на входе о в аппарат 700 и на выходе 120 С получают продукт с влажностью 0,6Х. Содержание аммиака в отходящих газах 3О

2,8 г/м . Продукт имеет следующий гранулометрический состав:

Размер гранул, Содержание гранул, мм o

Менее 1 6,95

1-4 (товарная 83,45 фракция) 83, 45

Более 4 9,6

Пример 5. В барабанный гранулятор-сушилку с модернизированным 4О узлом ввода пульпы, работающий в температурном режиме, аналогичном примеру 1, подают 14,8 мз /ч (0,91 от общего расхода) пульпы аммофоса на форсунку, распыливающую ее в область .45 завесы, образованную поднимающимися лопатками, и 1,5 м- /ч (-0,09 от общего расхода) на форсунку, распылицающую в другую область. Содержание аммиака в отходящих газах 5, 45 г/м .

Продукт при влажности 0 6Х имеет следующий гранулометрический состав:

Размер гранул, Содержание гранул, мм Х

Менее 1 9,9

1-4 (товарная, 74,7 фракция)

Более 4

Пример 6. В барабанный гранулятор-сушилку с модернизированным узлом ввода пульпы подают 1,5 м /ч (" 0,1 от общего расхода) пульпы аммофоса в область завесы, образованную поднимающимися лопатками, и

13 5 м /ч -0,9 от общего расхода) в образованную опускающимися лопатками. При температуре теплоносителя . на входе в аппарат 650 и на выходе о

100 С получают продукт с влажностью

0,6 . Содержание аммиака в отходящих газах 2,02 г/мз . Продукт имеет следующий гранулометрический состав:

Размер гранул, Содержание гранул, мм

Менее 1 34,35

1-4 (товарная фракция) 65,3

Более 4 0,35

Пример 7. В барабанный гранулятор-сушилку аммофоса, работающий в температурном режиме, аналогичном указанному в примере 3, подают 1 м /ч (0,067 от общего расхода) пульпы в область завесы, образованную поднимающимися лопатками, и 14 м /ч (0,933 от общего расхода) в образованную опускающимися лопатками. Содержание аммиакУ в отходящих газах составляет 3, 18 г/м .

Продукт при влажности 0,6Х имеет следующий гранулометрический состав:

Размер гранул, Содержание гранул, мм %

Менее 1 29,7

1-4 (товарная фракция) 70,8

Более 4 0,5

Из приведенных примеров следует, что при величине одного из потоков, равной приблизительно 0,1 общего расхода пульпы, уменьшение потока приводит к изменению гранулометрического состава продукта.

Наблюдаемый эффект можно объяснить тем, что при малой величине потока последний как бы перестает непосредственно участвовать в процессе гранулообразования, поскольку все частицы диспергированной пульпы настолько высыхают до контакта с завесой, что становятся неспособными к налипанию на гранулы и превращаются в пыль. Таким образом, часть аппарата начинает работать как распылительная сушилка без смачивани заве1261703

Расход тепла, ккал/кг испаренной влаги

Пылеунос, 7.

Пылесодержание газов,.

Kz/нмЗ

Пример

3,9

0,0196

0,0203

0,0257

797

3,86

764

4,0

719

4,46

2,25

793

7,34

802

3,7

2,34

5 04

809

3,28

7,07

809

Фиг. Х

Составитель P.Ãoðÿèíoâà

Редактор Е.Папп Техред А.Кравчук Корректор С.Шекмар

Заказ 5286/7

Тираж 527 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãoðîä, ул.Проектная, 4 сы, что приводит к изменению степени влияния каждого из параллельных потоков на процесс тепломассообмена при гранулировании.

В таблице представлены сравнительные данные по расходу тепла, пылесодержанию газа и пылеуносу.

Как видно иэ опытных данных, благодаря подаче пульпы двумя параллель- tO ными потоками и обеспечению условий для изменения величины потоков при постоянном общем расходе появляется возможность сократить теплойые потери с отходящими газами, удельный расход топлива, увеличить производительность аппарата и улучшить грануломет"

/ рический состав продукта путем увели. чения доли товарной и уменьшения доли крупной нетоварной фракции. Кроме того, уменьшаются потери аммиака с отработанными газами, что свидетельствует о менее интенсивном разложении аммофоса.