Способ гранулирования башенным методом минеральных удобрений из их расплавов, содержащих твердые частицы

 

Изобретение относится к технологии гранулирования башенным методом минеральных удобрений из их расплавов, содержащих твердые частицы. В способе гранулирования осуществляют разбрызгивание расплава в грануляционное пространство башни путем истечения струй расплава из отверстий. Затем осуществляют распад этих струй на капли и охлаждение капель. При истечении из отверстий струям расплава придают вращение с угловой скоростью, равной 300 - 600 1/с. Изобретение позволяет повысить эксплуатационную надежность грануляционной системы в результате практической незасоряемости отверстий большого диаметра твердыми частицами, содержащимися в расплаве, и повысить эффективность использования грануляционного пространства за счет создания удельной нагрузки в нем не менее 500 кг/м² · ч.

Изобретение относится к технологии гранулирования башенным методом минеральных удобрений из их расплавов, содержащих твердые частицы. К таким удобрениям относятся, например, азофоска и известково-аммиачная селитра. Технология гранулирования башенным методом включает разбрызгивание расплава минерального удобрения, содержащего твердые частицы, в грануляционное пространство башни тем или другим способами, кристаллизацию капель и охлаждение их при падении во встречном потоке газа с образованием гранул.

В этих способах грануляционная система предусматривает истечение струй расплава через одиночные отверстия перфорированного элемента с последующим дроблением их на капли. При этом трудности организации истечения расплава и соответственно стабильного процесса гранулообразования связаны с засорением отверстий твердыми частицами либо агломератами частиц.

Известен способ гранулирования [1] минеральных удобрений башенным методом из расплавов, содержащих твердые частицы, состоящий в том, что в процессе истечения расплава из отверстий осуществляется прочистка их механическим способом.

Недостатками этого способа гранулирования являются: во-первых, техническая сложность его осуществления, так как грануляционная система на практике имеет количество отверстий для истечения расплава, исчисляемое сотнями или даже тысячами штук, а во-вторых, при каждом акте прочистки отверстия нарушается стабильность истечения расплава из него, что приводит к нарушению процесса гранулообразования.

Известен способ гранулирования [2] минеральных удобрений башенным методом из расплавов, содержащих твердые частицы, заключающийся в том, что для избежания засорения отверстий расплав с твердыми частицами взмучивают.

Недостатком этого способа является то, что процесс взмучивания расплава, содержащего твердые частицы, не устраняет полностью засорения отверстий, а лишь не позволяет твердым частицам откладываться на поверхности перфорированного элемента.

Наиболее близким по достигаемому результату к предлагаемому способу является способ гранулирования [3] минеральных удобрений башенным методом из расплавов, содержащих твердые частицы, включающий разбрызгивание расплава в грануляционное пространство башни путем истечения струй расплава из отверстий, распад этих струй на капли, кристаллизацию и охлаждение капель. При этом засорение отверстий предотвращают тем, что расплав подводят к отверстиям истечения расплава в виде множества ламинарных потоков, а перфорированный элемент вращают таким образом, что достигают интенсивного движения этого элемента и соответственно отверстий истечения относительно расплава. Такое движение создает сжатие струй расплава при их прохождении через отверстия и поэтому появляется возможность иметь отверстия в перфорированном элементе диаметром, равным 3,6 - 4,6 мм. Такого размера отверстия в перфорированном элементе позволяют гранулировать минеральные удобрения башенным методом из расплавов, содержащих твердые частицы.

Одним из недостатков способа гранулирования [3] является высокая начальная горизонтальная составляющая скорости движения капель, поскольку она складывается из скорости истечения расплава и окружной скорости движения перфорированного элемента, в результате чего для осуществления процесса гранулирования в этом случае требуется большая величина грануляционного пространства. Так в соответствии со способом [3] горизонтальный размер грануляционного пространства должен быть не менее 15 м, что приводит к неэффективному его использованию при удельной нагрузке 100 - 150 кг/м²·ч. Повышение эффективности использования грануляционного пространства до 500 - 700 кг/м²·ч связано с сокращением его горизонтального размера, а в этом случае указанный способ становится непригодным для реализации.

Другим недостатком способа гранулирования [3] является то, что он полностью не исключает засорения отверстий твердыми частицами.

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является увеличение эффективности и повышение эксплуатационной надежности способа гранулирования башенным методом из расплавов, содержащих твердые частицы, в котором используется истечение струи расплава в грануляционное пространство через отверстия большого диаметра (6 - 30 мм).

Техническим результатом, достигаемым изобретением, является высокая эксплуатационная надежность грануляционной системы в результате практической незасоряемости отверстий большого диаметра (6 - 30 мм) твердыми частицами, содержащимися в расплаве и высокая эффективность использования грануляционного пространства за счет создания удельной нагрузки в грануляционном пространстве не менее 500 кг/м²·ч.

Сущность изобретения заключается в том, что в способе гранулирования башенным методом минеральных удобрений из их расплавов, содержащих твердые частицы, включающем разбрызгивание расплава в грануляционное пространство башни путем истечения струй расплава из отверстий, распад этих струй на капли, кристаллизацию и охлаждение капель, согласно изобретению струям расплава при их истечении из отверстий придают вращение с угловой скоростью, равной 300 - 600 1/с.

Пример 1. Известково-аммиачную селитру гранулируют в грануляционной башне диаметром 12 м при производительности 60 т/ч. Твердые частицы мела, содержащиеся в расплаве аммиачной селитры, имеют линейные размеры до 2 мм. Истечение расплава в грануляционное пространство башни осуществляют через отверстия диаметром 6 мм. При этом струям придают вращение с угловой скоростью, равной 300 1/с. Реализация названных параметров гранулирования башенным методом обеспечивает гранулометрический состав продукта со средним диаметром гранул, равным 3,0 мм. Засорения отверстий для истечения расплава не наблюдается, удельная нагрузка в грануляционном пространстве составляет 530 кг/м²·ч.

Пример 2. Способ осуществляют, как в примере 1, в грануляционной башне сечением 11х8 м, при этом диаметр отверстий истечения расплава равен 30 мм, угловая скорость вращения струй равна 600 1/с. Реализация названных параметров гранулирования башенным методом обеспечивает гранулометрический состав продукта со средним диаметром гранул, равным 2,0 мм. Засорения отверстий для истечения расплава не наблюдается, удельная нагрузка в грануляционном пространстве составляет 680 кг/м²·ч.

Пример 3. Способ осуществляют, как в примере 1, при этом диаметр отверстий истечения расплава равен 18 мм, угловая скорость вращения струй равна 450 1/с. Реализация названных параметров гранулирования башенным методом обеспечивает гранулометрический состав продукта со средним диаметром гранул, равным 2,4 мм. Засорения отверстий для истечения расплава не наблюдается, удельная нагрузка в грануляционном пространстве составляет 530 кг/м²·ч.

Если придавать вращение струям с угловой скоростью, отличной от скорости указанного диапазона, то в процессе гранулирования получаются следующие отрицательные результаты: при уменьшении угловой скорости ниже 300 1/с резко увеличиваются размеры образующихся при распаде струй капель, которые не успевают закристаллизоваться за время их движения в грануляционном пространстве во встречном потоке газа; при увеличении угловой скорости выше 600 1/с резко уменьшаются размеры образующихся при распаде струй капель и большая часть их (до 10%) уносится со встречным потоком газа.

Формула изобретения

Способ гранулирования башенным методом минеральных удобрений из их расплавов, содержащих твердые частицы, включающий разбрызгивание расплава в грануляционное пространство башни путем истечения струй расплава из отверстий, распад этих струй на капли, кристаллизацию и охлаждение капель, отличающийся тем, что струям расплава при их истечении из отверстий придают вращение с угловой скоростью, равной 300 - 600 1/с.