Способ получения гранулированного триполифосфата натрия

 

Союз Советски к

Социапнстическии

Республик

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (i@ 893861 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22)Заявлено 1509®0 (21) 2980301/23-26 (5!)М. Кл.

С 01 В 25/41 с присоединением заявки М (23) Приоритет

1ввударствеикык квинтет

СССР

II0 делам взебретенкВ в вткрытвй

Опубликовано 301?81. бюллетень М 48

Дата опубликования описания 301281 (53) УДК 661.833.

° 458(088.8) Ю.Л. Пономарев, Г.Я. Шпекторов, Л.Н. Реут@вйч",— --..

Л. H. Сыркин и Л. А. Каганович

1 (72) Авторы изобретения

Ленинградский государственный научно-исследовательский и проектный институт основной химической промышленности (71) Заявитель (543 СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГРАНУЛИРОВАННОГО

ТРИПОЛИФОСФАТА НАТРИЯ

Изобретение относится к способу производства технических фосфатов, которые могут быть использованы в химической промышленности, в производстве синтетических моющих средств

У в цементной промышленности и т.д.

Известен способ получения гранулированного триполифосфата натрия в псевдоожиженном слое, включающий подачу смеси ортофосфатов натрия в виде раствора или порошка в кальцинатор (11.

Недостатком способа являются значительный унос продукта и трудности, связанные с очисткой отходящих газов.

Кроме того, наличие в слое значительного количества мелких чаСтиц ортофосфатов приводит к их спеканию, что нарушает работу кальцинатора.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ получения гранулированного триполифосфата натрия, включающий сушку и тер2 мообработку смеси ортофосфатов натрия в присутствии водяного пара при тем-пературе порядка 400 С в течение

5 с 2).

Недостатком способа является агломерация частиц, что ведет к снижению коэффициента использования ка" льцинатора, и нерациональное использование тепла.

Цель изобретения - предотвращение тв агломерации продукта, снижение насыпной плотности и повышение производительности.

Поставленная цель достигается тем, что в способе получения грану"

15 лированного триполифосфата натрия, включающего сушку и термообработку смеси ортофосфатов натрия в присутствии водяного пара, термообработку смеЗв си ведут в надслоевом пространстве кальцинатора псевдоожиженного слоя в течение 0,3-0,5 с при температуре, на 5-10 С превосходящую первый эндотермический эффект конденсации ортоф<и ф тон, при сего<ношении между порс>знос. т ью и< еедоожиженног о слоя и дол< -й твердой фазы а потоке подаваемого ортофосфата натрия, равной

l,4-2,3;1, Как известно, 1-й эндотермический эффект связан с образованием промежуточных пирофосфатов натрия, обычно в жидкой фазе, и область его существования зависит от соотношения ортофосфатов, их генезиса, способа нагрева и других факторов. В условиях соответствующих предлагаемому способу, на поверхности гранул образуется минимальное количество

15 жидкой фазы, вызывающей агломерацию частиц, и отпадает необходимость в их дальнейшем значительном перегреве перед кальцинацией.

Снижение времени и температуры

20 предварительного нагрева позволяет существенно упростить подачу исходной смеси за счет использования надслоевого пространства кальцинатора псевдоожиженного слоя,в котором расположена сепарационная зона,т.е. понижена скорость газового потока,а интенсивность теплообмена еще достаточно велика.

В результате теплообмена с холодными гранулами исходной смеси ортофосфатов температура отходящих газов као льцинатора понижается на 50-70 С, что способствует уменьшению износа мелких частиц, облегчает очистку отходящих газов и увеличивает общий теп35 ловой коэффициент полезного действия каль цина тора.

61 4 продукта и снижение устойчивости работы кальцинатора.

Как известно, порозность псевдоожиженного слоя, отвечающая наилучшим характеристикам, лежит в пределах

0,5-0,6. Для практических расчетов промышленных аппаратов обычно принимают двукратное расширение псевдоожиженного слоя по сравнению с неподвижным, что приблизительно соответствует порозности 0,7.

Поток загружаемых гранул также не является сплошным, т.е. его можно характеризовать или величиной порозности потока Яп или долей твердой фазы С11, связанной с ней очевидным соотношением С11 = 1 — П.

Порозность потока можно изменять в довольно широких пределах, начиная со значений, близких к порозности неподвижного слоя 1 о = О,ч, и до очень высоких значений, близких к 1. Нижний предел предлагаемого соотношения порозности слоя и доли твердой фазы в потоке загружаемого материала Ц1.(1 — п ) = 1,4:1 соответствует пределу устойчивой работы кальцинатора (без агломерации) s производстве триполифосфата, а увеличе" ние соотношения с .(1 - „) более, чем 2,3:1, соответствует режимам повышенного уноса или приводит к непроизводительным потерям энергии на излишнее разрыхление исходного материала и снижению производительности загрузочного устройства. уменьшение времени пребывания исходной смеси в надслоевом пространстЯО ве ниже 0,3 с и снижение температуры исходного материала до температуры

1-го эндотермического эффекта или ниже приводит к значительной и нерегулируемой агломерации частиц, т.е.

Я5 полному нарушению режима работы кальцинатора, частным остановкам для охлаждения и чистки кальцинатора. Увеличение времени пребывания частиц исходной смеси свыше 0,5 с и температуры более, чем на 1О С от 1-го эндоэффекта ведет лишь к непроизводительным потерям тепла, требует либо увеличения сепарационной зоны, либо увеличения скорости газа, либо уме ньшения высоты слоя. Но данные меры вызывают увеличение габаритов и стоимости кальцинатора, возрастание уноса, а также ухудшение качества

Пример 1. Смесь ортофосфатов натрия (соотношение Na:Р 5:3) с содержанием фракции 1,0+0,2 мм

954, полученную в результате сушки и грануляции раствора в аппарате распылительная сушилка - гранулятор, подают в кальцинатор псевдоожиженного слоя диаметром 360 мм на слой гранулированного триполифосфата, имеющего температуру 350 С, скорость гао за Фг 3 м/с. Загрузку смеси ортофосфатов осуществляют с помощью механического разбрасывателя, установленного на высоте 1000 мм от решетки.

Высота падения гранул в надслоевом пространстве 660 мм, время пребывания исходной смеси в надслоевом пространстве О,ч! с. Температура

1-го эндоэффекта для данного сырья

205ОС гранул исходной смеси при поступлении в слой 215 С, отходящих

893861

S о

5 газов 290 С, топочных газов 570 С, производительность кальцинатора по готовому продукту 100 кг/ч. Соотношение между порозностью псевдоожиженного слоя и долей твердой фазы в потоке исходного материала составляло

pep,.(l - )11 ) = 2,3:1, при этом порозность слоя я = 0,7, порозность потока ft1 = 0,7, т.е. 1 - 11 = 0,3.

После непрерывной работы в течение 6 ч получают продукт с насыпной плотностью 0,53 г/см, содержащий

94,13 триполифосфата натрия и практически не отличающийся по гранулометрии от исходной смеси ортофосфатов. Условный тепловой КПД кальцинатора (считая на внешнюю температуру 0 С) равен 424, увеличение КПД эа счет снижения температуры отходящих газов составляет 113.

Пример 2. Смесь ортофосфатов натрия по примеру 1 кальцинируют в аппарате псевдоожиженного слоя о диаметром 360 мм при 280 С и скорости газа 3 м/с. Загрузку осуществляют с помощью вибропитателя, высота падения гранул смеси ортофосфатов в надслоевом пространстве 350 мм, время падения 0,3 с. Температура топочных газов 97(f Ñ, отходящих газов

230 С, исходной смеси ортофосфатов о перед слоем 210 С. Средняя порозность слоя 0,65, потока 0,54, отношение

<„:(1 - n) - 1,4:1. Производительность кальцинатора 120 кг/ч.

После непрерывной работы в течение

6 ч получают продукт с насыпной плотностью 0,55 г/см, содержащий 92,83 триполифосфата натрия и практически не отличающийся по гранулометрии от исходного. Условный тепловой КПД равен 603, увеличение теплового КПД за счет снижения температуры отходящих газов 93.

Данные по сравнению работы кальцинатора псевдоожиженного слоя в процессе получения гранулированного триполифосфата в предлагаемом режиме и при выходе за его пределы и по сравнению с известным способом приведены в таблице. го

2$ и

3$

° $

Ь

Использование предлагаемого способа получения гранулированного триполифосфата имеет следующие преимущества по сравнению с известным.

Предотвращение агломерации позволяет значительно снизить простои кальцинатора, связанные с чисткой и заменой "подушки" (предварительно загружаемого в аппарат конечного продук та, без которого невозможен пуск)

Тем самым на 6-10 возрастает коэффициент использования кальцинатора.

Снижение температуры отходящих газов на 50-70 С при температуре топочо ных газов 570-600 С увеличивает долю полезного тепла, т. е. тепловой КПД увеличивается на 8-124, что способствует снижению уноса, облегчает очистку отходящих газов от пыли и других вредностей.

Использование надслоевого пространства аппарата псевдоожиженного слоя для относительно небольшого перегрева исходной смеси ортофосфатов при высокой скорости нагрева позволяет заменить пневмотранспорт на более простые загрузочные устройства. При этом достигается зкономия легированных сталей, поскольку пневмотранспорт, рассчитанный на пребываение в нем материала в течение 5 с должен иметь длину около 25 м, а также экономия тепла благодаря лучФ шему использованию его в псевдоожиженном слое, о чем свидетельствует более низкая температура слоя, чем температура материала на входе.

Кратковременный быстрый нагрев гранул исходной смеси ортофосфвтов натрия вызывает снижение насыпйой плотности конечного продукта, т.е. позволяет получать "легкий" гранулированный триполифосфат, пользующийся в настоящее время большим спросом.

Использование предлагаемого способа на фосфорном заводе при производительности технологической нитки

30000 т/год гранулированного триполифосфата позволит получить экономический эффект в размере 960 тыс.руб.

893861

1- (ц

Э ь % о с

0 C X с о о

X о т

1о

К 9

X Cl

1 6)

C0 X

9 О

I о с а

1 о с

9

K IK

C0 X о

C0

С а

X 9 о

Э

Z

С5

Т

Е

X а. с

1О

О,! о о

C К

C0 X т

Jl ф с а

X 9

1Э

3 Р о с с тcz

Э ОС

l- mS

00 I м

1 О 1 а а

0О 00

°

К 1 I

X 1 I т20

m X aX

» фт 1

О.ОЭЭЛ оса =т иеО

См1-6т!

1Ч л о сО л

CD

CV !,) л л

A о о

С4 СЧ

0О 00

A » о о

СЧ CV

0О 00 о о

0 z

Y 9

Щ

% а

Э

1Х Э

О X о

CD

° — 6»

ax в* л а 1

Ю (Т\

» » о м °

Ф

1 .д

an СЧ

Ф м м

4l и о т 41

0 о т, 1

I

I

СЧ СЧ л

00 л 00

»

00 а»

00 о

I» D

I 1 O ф е

0! Ф о 1„4 т 9

i e

Э 4l

9 la х

1 а т

9 I» с о!

I

I ,1

1

1 ъО о !

Ч о о

an a

I 1

0;

Cf Cl о о

Х CO

I- t5 о а а

0 1 ОЪ !

Ч СЧ

Ю !

Ч м

О О

Ln CD м м

Cl о м о о

00 м 1Ч о о а an м м

Cl

an м х

З т о о

46

1- !

Cl л

CD

С1 О о о о о Ln о о л а а

CD D о сф а о л ь

Cl сО

Cl л а

О

an м о о а а м м о о а а м м

О О а а м м о о а а м, m

RKX1g

RCл Х

1- СЮ ф Щ Э Э а а

О1

CV о о м м

1Ч CV о

ОЪ 00 м °

Cl

О

Ю о

1 1

I Y

С4 9

I. I ! 1

1 I

1 1 а

С1

С»!

Ln Ln

0О

° C4 а а

О 00

С»С а а

0О

СЧ

an о

Ln о

СЧ с1-т

I

I !

1 !

1

I

I !

-р I

»

lO I

Q 1

:В! 1

1" 1

Э I

C 1

В

I- 1

I

1

1

1!

1

I

1

1

1

1

1

I

I

1

1

1

1Ч СЧ М m О О М М

» » Ф

1 1Ч CV О О О О О О О CD

1

I Ф

x е с

1О I Э

I а

Э С

I с с z

0 ieо ц1l-m о а 1

1 .а

I I С

* о с

z v

) ф

1» о д

Y Э

1

1 1

I e

3Е

I а

1 Э ! Cf Ф о z

1 С1 Z л

С1

Ф

X а

Э

Z

Ф

X

Z о z

% о

Я о

АР !

:Х

С:

М о

Ф д

z

© (2 1

=Г t

"Х 1

Е Z I

CL X

1 е к z

X X

z =т е

m c о е

1

1 о

1 д

I д

1 Е

I CX

С>С

СО

1

СС>

1

I

1 СЭ

I

Ю

+ И

° В

1 1

1 Z Э

I 0 ! од

1»

М

СЧ

>" >1

CV

1 m ! Э I

l OlI cf m о о

I М I>I о е

O !!

CD

0 Ъ

CD

Ю

1» Ъ к ! Ф

I J lO о о

1 C 6)

0 е

I 1- I»

I

1

1 !

1 1

1 IC

I O I с I

1 V I

1 I

CD

МЪ

6>\

Ю

LA

4 > Ъ

1 I

z ax z аэ мэ I эсад

С З!

1 Е Е Е Е 1

Xc; Yz!

4/\

СЧ

1 I 1 I

1 Z Y . 1

I C>! Э 1

О

0 е

1 - C3: Ь- 1

М\

CD

ФЧ

LA

CD

1Ч

1 1

1 X

1 CL >X

I Е Я Ю

1 Ф Z 4l до а аэе с ь- z

Ю

<=Э

УП

Ю

1

I

1

I

: 1

I

1

I tJ

1

1 л

1 1»

t I Е а

1 Э

I С

I Э ! 11

1

I

1

1

1

I

t

I

О

Г."

Ы-

Y I о э б ® о

893861

1 Л

I- g;

umm л и

З Ф Ф х

0ez

10 m

6 1- Ф

CLVm

>Х Л е о

1- аО

1 о с

r а

v о

X а о е о

С Iо о

П3

»

С>

OO

LA

CD

Г Ъ

СЧ

CD

LA

Ю

CV

CD

СЧ

М\

Ю

СЧ

< П

°

Щ

1 о о

1 Э о а

Е

1 Э

z

1 1

I Z

>z о

1 I» о ! л ! о

1z

I

Ю

t Ф

I e

I z

1 е

I e о !

CC и

m а

Ф ! X о

1 с

1

IC е

0 с 1

I Э

I

1

1

1 е

I

1 Э

1

z

1 а

1

1 1»

89386

Формула изобретения

Составитель В. Гродзовская

Редактор В. Петраш Техред А. Бабинец Корректор Г. Решетник

Заказ 11380/36 Тираж 508 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная, 4

Способ получения . гранулированного триполифосфата натрия, включающий сушку и термообработку смеси ортофосфатов натрия в присутствии водяного пара в кальцинаторе псевдоожиженногослоя,отличающийс я тем, что, с целью предотвращения агломерации продукта, снижения насыпной плотности и повышения производительности кальцинатора, термообработку смеси ведут в надслоевом пространстве кальцинатора в течение

1 12

0,3-0,5 с при температуре, на 5-100" С превосходящую первый эндотермический эффект .конденсации ортофосфа тов, при соотношении между порозностью псевдоожиженного слоя и долей твердой фазы в потоке подаваемого ортофосфата натрия равной 1 4-2,3:1.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Повии М.E.. Технология минеральных солей. 1974, с. 1077.

2, Патент Франции И 2193778, кл. С 01 В 25/40, 1974.