ГРАНУЛИРОВАНИЕ МОЧЕВИНЫ В ПСЕВДООЖИЖЕННОМ СЛОЕ И СООТВЕТСТВУЮЩИЙ АППАРАТ Российский патент 2016 года по МПК B01J2/16 

Область техники

Настоящее изобретение относится к способу гранулирования мочевины в "псевдоожиженном" слое и соответствующему аппарату (устройству).

Уровень техники

Процесс гранулирования мочевины в псевдоожиженном слое известен в уровне техники. В ходе процесса мелкие капли раствора мочевины высокой концентрации, обычно 96% или более, распыляются на частицы псевдоожиженного слоя. Раствор мочевины также называют жидкостью для выращивания гранул псевдоожиженного слоя. В псевдоожиженный слой также вводят мелкие твердые частицы (обычно диаметром менее 2 мм) того же самого или другого вещества, называемые затравочными зернами, для стимулирования процесса гранулирования, в качестве исходных точек для развивающегося процесса осаждения жидкости для выращивания гранул. При этом слой далее формируется затравочными зернами и растущими гранулами мочевины. Псевдоожижение обычно осуществляется воздухом.

В обычных процессах, гранулы, полученные в псевдоожиженном слое, сортируются, и гранулы слишком большого и слишком малого размера используются в качестве затравочного материала, например, гранулы малого размера отправляются обратно на псевдоожиженный слой, а гранулы большого размера дробятся для получения дополнительного затравочного материала. Помимо сказанного, известно добавление определенных добавок в раствор мочевины перед его введением в псевдоожиженный слой. Обычно используют формальдегид, добавляемый в качестве гранулирующей добавки, для снижения образования пыли, стабилизации гранул мочевины и улучшения стойкости при хранении. Потребность в формальдегиде обычно составляет примерно 0,4-0,5 мас.% от общего количества мочевины.

В US-A-5653781 раскрывается процесс производства гранул мочевины из плава или раствора мочевины посредством распыления плава или раствора мочевины, который также содержит добавку, и где гранулы слишком малого размера вместе с дроблеными гранулами слишком большого размера используются в качестве затравочных зерен (или зародышей кристаллизации) в процессе гранулирования.

Недостатком этой технологии является то, что количество добавки в псевдоожиженном слое, а затем и в конечном продукте, не может быть точно определено. Фактически, в свежий раствор мочевины перед подачей в псевдоожиженный слой вводится вся добавка, что означает, что концентрация добавки в распыляемой жидкости по существу такая же, что и по всему псевдоожиженному слою. Более того, часть добавки возвращается в псевдоожиженный слой с затравочным материалом в виде гранул малого размера и дробленых гранул большого размера. Что касается частного примера использования формальдегида в качестве добавки, то необходимость определенной концентрации формальдегида во внешнем слое гранул, определенная в уровне техники упомянутой концентрацией 0,4-0,5 мас.%, является довольно высокой и создает некоторые проблемы при использовании в сельском хозяйстве.

В ЕР 2077147 раскрывается процесс, в котором часть жидкости для выращивания гранул используется для прямого получения затравочного материала, что решает проблему добавки, увлекаемой в отсортированные гранулы.

Краткое изложение сущности изобретения

Стоящая перед настоящим изобретением задача состоит в повышении эффективности введения добавки(-ок) в способ гранулирования мочевины в псевдоожиженном слое. Эта задача решается способом приготовления гранулированной мочевины путем гранулирования раствора мочевины в псевдоожиженном слое, где процесс гранулирования происходит вдоль в основном продольного пути роста, от точки начала гранулирования к точке выдачи продукта из псевдоожиженного слоя, а раствор мочевины подается в псевдоожиженный слой несколькими входящими потоками мочевины, отводимыми от главного подводимого потока мочевины, которые распределены вдоль упомянутого продольного пути, от первого входящего потока мочевины, ближайшего к точке начала гранулирования, к последнему входящему потоку мочевины, ближайшему к точке выдачи продукта, и в которых добавка смешивается с раствором мочевины, при этом концентрация добавки во входящих потоках мочевины неодинакова так, что по меньшей мере два из упомянутых входящих потока мочевины имеют различные концентрации этой добавки.

В соответствии с вариантом выполнения изобретения, полное количество добавки или по меньшей мере часть этой добавки примешивается в главный подводимый поток мочевины в точке, находящейся ниже по потоку от первого входящего потока мочевины. В соответствии с другим вариантом выполнения, полное количество добавки примешивается в первый входящий поток мочевины.

Добавка может быть разделена по нескольким потокам подачи добавки. В соответствии с некоторыми вариантами выполнения, каждый поток добавки примешивается непосредственно в соответствующий входящий поток мочевины. Потоки добавки могут иметь одинаковый расход, либо некоторые или все потоки добавки могут иметь свои расходы, отличающиеся от расходов других потоков добавки.

На практике главный подводимый поток раствора мочевины может быть сформирован одной подающей линией или несколькими параллельными подающими линиями. Предпочтительно, эти входные потоки соответствуют загрузочным зонам псевдоожиженнго слоя. В каждую загрузочную зону может поступать один или более входных потоков мочевины, которые направлены, например, к распылительным или разбрызгивающим системам или соплам. Например, в соответствии с некоторыми вариантами выполнения, каждая загрузочная зона имеет распылительное сопло или несколько распылительных сопел.

Добавка может быть смешана с раствором мочевины в сосредоточенной или распределенной форме, в соответствии с несколькими способами выполнения изобретения.

В первом варианте выполнения, сосредоточенное (или локализованное) добавление выполняется путем примешивания полного количества добавки в главный подводимый поток мочевины в заданной точке ввода ниже по потоку от первого входящего потока мочевины. Это означает, что добавка будет входить в псевдоожиженный слой вместе с раствором мочевины, распыляемым ниже по потоку от точки ввода, в то время как в первом входящем потоке мочевины добавки нет. В соответствии с другим вариантом выполнения, полное количество добавки сосредотачивается прямо в одном из входящих потоков мочевины, желательно в последнем входящем потоке мочевины, а в другие входящие потоки мочевина не подается. Во всех приведенных выше случаях, входящие потоки мочевины имеют неодинаковую концентрацию добавки.

В соответствии с другими вариантами выполнения, имеющееся количество добавки также разделено по нескольким потокам добавки, и каждый поток добавки заданным образом распределяется в секцию псевдоожиженного слоя, посредством примешивания добавки в главный подводимый поток мочевины в выбранной точке ввода или, что более желательно, посредством примешивания добавки прямо во входящий поток мочевины. Например, каждый поток добавки может быть смешан с соответствующим входящим потоком мочевины. В этих последних вариантах выполнения достигается наилучшая точность при определении концентрации добавки в псевдоожиженном слое. Расход потоков добавки может быть одинаковым или, что более желательно, каждый поток добавки может иметь свой собственный расход, тем самым обеспечивая больше возможностей в определении концентрации добавки в каждом входящем потоке мочевины и, соответственно, в псевдоожиженном слое.

Предпочтительно, использование добавок в жидкой форме, например, в виде водного раствора. Предпочтительной добавкой является формальдегид, который может добавляться посредством раствора мочевины с формальдегидом, также известного как "уреаформ" или "формуреа".

Изобретение может включать добавление одной или более добавок. В вариантах выполнения с двумя или более добавками, каждая добавка может вводиться, соответственно, упомянутыми выше способами сосредоточенного смешивания или распределенного смешивания. Другие добавки могут специально вводиться на других этапах процесса гранулирования с тем, чтобы получить гранулы, содержащие слои с разным составом. Добавка может смешиваться с раствором мочевины в псевдоожиженном слое вблизи точки выдачи продукта, а именно, где формирование гранул почти закончилось, для получения гранул с покрытием, специально содержащим эту добавку. Либо добавка может вводиться с первым входящим потоком мочевины для получения максимальной концентрации добавки в сердцевине гранул.

Например, для гранул мочевины для удобрений, покрытых серой, сера (S) добавляется в область псевдоожиженного слоя рядом с точкой выдачи продукта.

Данный способ предпочтительно является прямоточным процессом, когда все затравочные зерна грануляционного процесса генерируются путем преобразования заданного объема свежего раствора мочевины в твердые гранулы мочевины или таблетки, и получения затравочного материала путем переработки гранул после сортировки не происходит. Указанное количество свежего раствора мочевины предпочтительно представляет собой небольшую часть полного раствора мочевины. В конце концов, в свежий раствор мочевины, предназначенный для формирования затравочных зерен или центров кристаллизации, может быть введена добавка(-и), где это необходимо. Другим преимуществом прямоточного процесса является то, что концентрация добавок в конечном продукте не зависит от переработки гранулированного продукта для его использования в качестве затравочного материала.

Затравочные зерна, сформированные кристаллизацией раствора мочевины, могут иметь форму небольших сферических гранул или зерен или таблеток, в соответствии с различными вариантами выполнения изобретения. Например, затравочные зерна или зародыши кристаллизации получают путем нанесения капель жидкости на охлажденную ленту конвейера, в результате чего образуются твердые таблетки подходящего диаметра. В другом варианте выполнения, затравочные зерна или зародыши кристаллизации получают в небольшой вертикальной грануляционной колонне (приллирование).

В другом применении предложенный в изобретении способ применяют в отношении стандартных зерен мочевины, ранее сформированных, к примеру, в грануляционной колонне, например, зернам мочевины, полученным в промышленной грануляционной колонне. В другом приложении способ изобретения применяется к гранулам мочевины.

В псевдоожиженном слое предпочтительно устанавливается вихревой режим путем подачи соответствующей псевдоожижающей среды, обычно воздуха. Вихревой режим псевдоожиженнего слоя может быть получен в схеме с поперечным вихрем или с двойным поперечным вихрем, т.е., с вихрем, ось которого по существу параллельна главному направлению потока псевдоожиженного слоя. Подробности предпочтительного вихревого режима описаны в WO 02/083320.

Основным преимуществом изобретения является возможность управлять добавлением добавки или, в зависимости от обстоятельств, нескольких добавок, с большей точностью, чем это имеет место в уровне техники. Добавка может быть направлена заданным образом в выбранную точку или несколько выбранных точек вдоль пути роста в псевдоожиженном слое, благодаря чему разные стадии процесса гранулирования могут проходить при различной и управляемой концентрации определенной добавки. Различные добавки могут вводиться в различных точках для получения требуемой структуры или параметров конечного продукта. Например, требуемая концентрация добавки может быть получена в зонах псевдоожиженного слоя, где начинается гранулирование вокруг зародыша кристаллизации, либо требуемая концентрация той же или другой добавки может быть достигнута вблизи выхода псевдоожиженного слоя для получения нужного покрывающего слоя гранул.

Например, преимуществом изобретения является возможность концентрировать добавку в наружном слое гранул, что позволяет получать покрытые гранулы путем использования меньшего количества данной добавки, по сравнению с уровнем техники, где добавка смешивается с плавом мочевины перед внесением в псевдоожиженный слой.

Что касается добавки формальдегида, отмечалось, что изобретение обеспечивает хорошую стабилизацию и стойкость при хранении при содержании формальдегида, равным 0,2 мас.% или менее. Это является существенным преимуществом по сравнению с уровнем техники, поскольку стоимость уреаформа имеет значение, и содержание формальдегида в гранулах мочевины, предназначенной для сельскохозяйственного применения, представляет собой экологический фактор.

Кроме того, изобретение предоставляет большую свободу в изменении состава гранул. В частности, изобретение позволяет получать гранулы практически с любым составом добавок, благодаря точной дозировке концентрации добавок в свежем растворе мочевины на различных этапах процесса роста.

Гранулированная мочевина, получаемая процессом в соответствии с изобретением, имеет, например, сердцевину и по меньшей мере два слоя, содержащих добавку, из которых первый внутренний слой имеет одно содержание этой добавки, а второй наружный слой имеет другое содержание этой же добавки. Этой добавкой может быть формуреа, т.е. изобретение позволяет получать гранулы с неоднородным распределением формурии, например, с большим содержанием формурии в наружной части и с меньшим содержанием формурии во внутренней части, ближе к области затравочного зерна (или сердцевины). И наконец, гранулы имеют другие слои с другими добавками.

Другой особенностью изобретения является аппарат, приспособленный для выполнения описанного способа. Аппарат включает гранулятор и средства для подачи раствора мочевины, включая главный подводимый поток мочевины и линии подачи входного потока мочевины, соответствующие упомянутым входящим потокам мочевины, и средства подачи упомянутой добавки, расположенные так, чтобы обеспечить неодинаковую концентрацию добавки во входящих потоках мочевины.

В некоторых вариантах выполнения, средства введения добавки включают линии для введения полного количества этой добавки, или по меньшей мере части этой добавки, в главный подводимый поток раствора мочевины ниже по потоку от первой линии подачи входного потока мочевины, либо для введения полного количества добавки в выбранную линию подачи потока мочевины. В других вариантах выполнения, средства подачи добавки включают линии добавки для примешивания добавки непосредственно в соответствующие линии подачи потока мочевины, отходящие от главного подводимого потока мочевины и направленные к соответствующим распылительным средствам гранулятора.

Другие характеристики и преимущества изобретения будут лучше прояснены приведенным далее описанием частных, не ограничивающих изобретения, вариантов выполнения, со ссылками на приложенные чертежи, на которых:

Описание чертежей

на фиг.1 представлена схема первого варианта осуществления способа с сосредоточенным введением одной добавки в раствор мочевины;

на фиг.2 представлена схема второго варианта осуществления способа с распределенным введением добавки;

на фиг.3 представлена схема третьего варианта осуществления способа с добавлением двух различных добавок;

на фиг.4 представлена схема гранулы мочевины, получаемой посредством изобретения;

на фиг.5 представлен в перспективе упрощенный вид гранулятора, который может быть использован для выполнения изобретения;

на фиг.6 представлено продольное сечение гранулятора, показанного на фиг.5;

на фиг.7 представлен вид поперечного сечения гранулятора, в соответствии с вариантом выполнения с одиночным вихрем;

на фиг.8 представлен вид поперечного сечения гранулятора в соответствии с вариантом выполнения с двойным вихрем;

на фиг.9 представлен разрез многослойной гранулы, получаемой посредством изобретения.

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления

На фиг.1 прямоугольником 1 обозначен гранулятор с псевдоожиженным слоем, к которому подходят главный подводимый поток 2 раствора мочевины и псевдоожижающая среда, обычно воздух. Линией 4 показан, для примера, подвод твердых затравочных зерен или зародышей кристаллизации, служащих отправными точками процесса гранулирования.

В процессе использования, в грануляторе 1 устанавливается псевдоожиженный слой. Процесс гранулирования происходит вдоль по существу продольного пути роста, от начальной точки 1_S гранулирования до точки 1_E выдачи продукта гранулятора 1. Гранулятор 1 выдает поток 5 гранулированной мочевины.

Раствор мочевины вводится в гранулятор несколькими входящими потоками 2_A, 2_B и 2_C мочевины, отводимыми от главного подводимого потока 2 мочевины. Входные потоки мочевины распределены вдоль упомянутого продольного пути, от первого входящего потока 2_A мочевины, находящегося вблизи начальной точки 1_S гранулирования, до последнего входящего потока 2_С мочевины, ближайшего к точке 1_E выдачи продукта. В данном примере, каждый входящий поток 2_A-2_C мочевины направляется к соответствующему распылительному соплу 8_A-8_C. Обозначения 8_A-8_C могут соответствовать распылительным соплам или соответствующим группам распылительных сопел.

Линией 6 показан подвод добавки для смешивания с раствором мочевины. В варианте, показанном на фиг.1, полное количество добавки смешивается с главным подводимым потоком 2 мочевины в точке ввода, находящейся вниз по потоку от первого входящего потока 2_A, т.е., снизу по потоку относительно распылительного сопла 8_A. Тем самым достигается неравномерное распределение добавки по входящим потокам мочевины, поскольку добавка смешивается с раствором входящих потоков 2_B и 2_C, но отсутствует в первом входящем потоке 2_A. В результате, добавка появляется в зонах II и III псевдоожиженного слоя, благодаря чему первый этап гранулирования происходит в зоне I по существу в отсутствии добавки из линии 6.

Понятно, что гранулы мочевины в этом случае практически не будут иметь добавки в сердцевине, сформированной в первой зоне I, и будут иметь сравнительно постоянную концентрацию добавки в наружной части, сформированной в процессе прохождения через зоны II и III.

В разновидности этого варианта выполнения, количество добавки в подающей линии 6 делится на две или более частей, и эти части вводятся в заданных точках в главный подводящий поток 2 мочевины, например, первое количество добавки вводится ниже по потоку от первого входящего потока 2_A, а второе количество добавки вводится ниже по потоку от второго входящего потока 2_B. Таким образом могут быть получены различные количества добавки во входящих потоках 2_B, 2_C.

На фиг.2 раскрыт другой вариант выполнения, в котором подающая линия 6 добавки разделена на несколько подающих линий 6_A, 6_B, 6_C, и каждая подающая линия добавки подключается непосредственно к соответствующему входящему потоку 2_A, 2_B, 2_C. В этом варианте выполнения, с главным входящим потоком 2 добавка не смешивается, и концентрацией добавки во входящих потоках 2_A, 2_B, 2_C мочевины можно управлять с высокой точностью. Для этого, расходом в каждой линии 6_A, 6_B, 6_C добавки можно управлять соответствующими вентилями (не показаны). В результате, также оказывается независимой концентрация добавки в зонах I, II и III, и ей можно управлять с высокой точностью. Неодинаковая концентрация достигается, например, при максимуме концентрации добавки в любом из входящих потоков 2_A, 2_B или 2_C и соответствующих зонах I, II и III.

На фиг.3 представлен вариант выполнения с двумя подающими линиями 6 и 7 добавки, в которых по первой линии 6 подается первая добавка, а по второй линии 7 подается вторая добавка. В этом примере, первая добавка в линии 6 добавляется в главный подводимый поток 2 мочевины в точке по потоку ниже первого входящего потока 2_A, благодаря чему часть этой первой добавки содержится во входящих потоках 2_B и 2_C и зонах II и III. Вторая добавка из линии 7 добавляется в главный подводимый поток 2 ниже по потоку от второго входящего потока 2_B мочевины, благодаря чему вторая добавка вводится вместе с первой добавкой, с входящим потоком 2_C мочевины в зону III псевдоожиженного слоя.

В некоторых вариантах выполнения, концентрацию добавки от первого входящего потока к последнему входящему потоку можно монотонно менять, например, имея минимальную (или максимальную) концентрацию в первом входящем потоке 2_A, промежуточную концентрацию во входящем потоке 2_B и максимальную (минимальную) концентрацию добавки во входящем потоке 2_C.

На фиг.4 представлен другой вариант выполнения, в котором полное количество добавки в подающей линии 6 вводится в гранулятор 1 смешанным с одним входящим потоком мочевины, а именно, последним входящим потоком 2_С мочевины. В этом случае получаются неодинаковые входящие потоки, поскольку в предыдущих входящих потоках 2_A и 2_B добавка отсутствует. Это означает, что добавка будет концентрироваться в наружном слое гранул, сформированном в зоне III, и при этом практически отсутствовать в сердцевине, сформированной в зонах I и II.

Следует отметить, что любой из приведенных выше вариантов выполнения может быть скомбинирован или смешан. Например, часть добавки может быть смешана с главным подводимым потоком мочевины, как это показано на фиг.1, и другая часть(-и) может быть смешана с любым из вторичных потоков мочевины, взятых из главного подводимого потока, и направлена к различным загрузочным зонам.

Следует заметить, что чертежи носят иллюстративный характер. Главный подводимый поток 2 мочевины схематичен, и раствор мочевины может вводиться, например, двумя главными подводящими линиями с правой и с левой сторон гранулятора 1, или большим числом линий.

В вариантах выполнения с несколькими добавками, каждая добавка может подводиться в соответствии с любым из вариантов выполнения настоящего изобретения, например, в сосредоточенной форме, как показано на фиг.1 или 3, или распределенной форме, как показано на фиг.2. Например, первая добавка может быть введена в соответствии с распределенным вариантом фиг.2, а вторая добавка может быть введена в соответствии с сосредоточенным вариантом, например, как добавка 7 на фиг.3. Преимущество введения добавки вблизи точки 1_E выдачи продукта состоит в том, что слой покрытия, содержащий эту вторую добавку, формируется на последних этапах процесса гранулирования.

Признаком изобретения является возможность получения слоистых гранул, которые не могут быть получены существующими способами. Например, на фиг.7 показана гранула мочевины, которая может быть сформирована способом, представленным на фиг.3. Гранула имеет сердцевину 60, сформированную зародышем кристаллизации или затравочным зерном. Первый слой 61 формируется в зоне I, где практически отсутствует добавка. Второй слой 62 формируется в зоне II, содержащей некоторое количество добавки из линии 6, а именно, количество, введенное по линии 2_B. Третий слой 63 формируется в зоне III и содержит вторую добавку из линии 7, введенную по линии 2_C.

В предпочтительном варианте выполнения, добавка в линии 6 представляет собой раствор мочевины, содержащий формальдегид (уреаформ). Например, этот раствор содержит примерно 60% формальдегида, 20% мочевины и 20% воды. По линии 7, проходящей, как показано на фиг.9, может быть добавлена сера для получения гранулы мочевины с покрытием серы. На фиг.9 также показано, что слои 61, 62 и 63 также могут иметь различные концентрации формуреи.

Затравочные зерна процесса гранулирования предпочтительно получают кристаллизацией некоторого количества свежего раствора мочевины, желательно имеющего тот же состав, что и раствор мочевины в потоке 2, но, в конечном счете, включающего добавку. Эти затравочные зерна или зародыши кристаллизации получают в соответствующем устройстве, здесь не показанном. Затравочные зерна представляют собой, например, сферы, диаметром примерно 0,5 мм. Варианты выполнения такого устройства для получения затравочных зерен включают, например, охлажденную конвейерную ленту, запитываемую с роторного шаблона, или компактную грануляционную колонну.

В соответствии с другим вариантом выполнения изобретения, по подающей линии 4 поступают стандартные зерна мочевины, полученные в грануляционной колонне. Стандартные зерна мочевины крупнее затравочных зерен, и их размер (диаметр) составляет примерно 1,5-2,5 мм. Поток 4 может также переносить гранулы, размер которых больше, чем у зерен, и обычно составляет более 2,5 мм.

Ниже приводится описание гранулятора 1 и устройства псевдоожиженного слоя, со ссылками на предпочтительный вариант выполнения на фиг.5-8.

Гранулятор 1 с псевдоожиженным слоем включает горизонтальный контейнер 102 с газопроницаемым дном 103, выполненным, например, из перфорированного элемента, двумя боковыми стенками 104, 105, торцевой стенкой 106 и выпускной стенкой 107.

Выпускная стенка 107 имеет сверху окно 108 для выдачи гранулированного продукта и фиксации максимальной высоты псевдоожиженного слоя. Другим подходящим средством выдачи может служить, например, автоматический клапан, управляемый уровнем псевдоожиженного слоя.

В верхней стороне торцевой стенки 106 установлено загрузочное устройство 109, в которое подаются затравочные зерна или зародыши 4 кристаллизации, и где производится равномерное распределение зерен вдоль торцевой стенки 106. Под контейнером 102 установлена система наддува (не показана), создающая воздушный поток А для поддержания внутри контейнера 102 состояния псевдоожиженного слоя материала частиц, включающих затравочные зерна и гранулы, а также непрерывный вихрь, имеющий в целом горизонтальную ось. Для этого дно 103 контейнера перфорировано и, предпочтительно, имеет соответствующие обычные средства для получения неоднородного распределения воздушного потока. Это может быть достигнуто, например, разделением потока А на фракции, имеющие различные скорости или изменением направления входа воздушного потока в псевдоожиженный слой. Кроме того, воздушным потоком А могут быть предварительно нагреты затравочные зерна.

Непрерывная выдача сквозь окно 108 уравновешивается непрерывной подачей затравочных зерен S1 и определяет продольный главный поток или жилу потока псевдоожиженного слоя, от торцевой стенки 106 к противоположной стенке 107. Открытая поверхность Р слегка наклонена в направлении течения слоя, как показано на чертеже. Должно быть понятно, что процесс роста происходит по пути роста слева направо на чертеже, т.е., от области вблизи торцевой стенки 106 к области вблизи выпускной стенки 107.

Раствор мочевины (жидкость для выращивания гранул) распыляется и смешивается с воздухом, и вводится в контейнер 102 через боковой распределитель 110 слегка ниже открытой поверхности Р псевдоожиженного слоя. Этот распределитель 110 проходит вдоль всей длины контейнера 102, формируя непрерывную и распределенную подачу распыленного раствора мочевины, соответствующую линии с подводимым потоком 2, схематически показанном на фиг.1-3. Добавки добавляются по специальным подающим линиям в одну или более точки ввода в распределитель 110.

В псевдоожиженном слое предпочтительно формируется и поддерживается непрерывный вихрь V, как это показано на поперечном сечении на фиг.7. Этот поток является поперечным, т.е., его ось по существу параллельна длине контейнера 102 и, значит направлению главного потока (жиле потока) через псевдоожиженный слой. В другом варианте выполнения, двойной вихрь V₁, V₂ формируется разбрызгиванием раствора мочевины посредством распределителей 110а, 110b по обеим сторонам контейнера 102, как это показано на фиг.8.

В процессе работы уровень псевдоожиженного слоя определяется выпуском через окно 108 или автоматическим выпускным клапаном, которым заканчивается главный поток от торцевой стенки 106 к противоположной стенке 107. Частицы псевдоожиженного слоя (гранулы или затравочные зерна), расположенные в верхнем слое псевдоожиженного слоя, многократно ударяются и смачиваются частицами распыленной жидкости для выращивания гранул потока L, с кристаллизацией вещества и частичным испарением растворителя, которые могут находиться внутри этой жидкости для выращивания гранул. В результате, температура гранул в соответствующей (верхней) зоне псевдоожиженного слоя повышается.

"Смоченные" гранулы отталкиваются к противоположной стенке 104 и отклоняются естественным образом под действием вихря V ко дну 103 контейнера 102. По пути ко дну 103 гранулы покидают верхний горячий уровень псевдоожиженного слоя, пересекая все более холодные слои. На этом пути жидкость для выращивания гранул затвердевает и уплотняется на поверхности гранул. Этот этап завершается по пути движения гранул к стенке 105. Затем гранулы отклоняются вблизи стенки 105 и снова поднимаются к верхнему горячему уровню псевдоожиженного слоя. Описанный маршрут движения в целом повторяется, и этапы смачивания, кристаллизации и испарения повторяются с постепенным нарастанием массы и объема при движении от стенки 106 к стенке 107, под действием жилы потока. Зоны смачивания обозначены Z₁ (фиг.7, 8), а зоны кристаллизации обозначены Z₂.

Изобретение относится к гранулированию мочевины. Описан способ приготовления гранулированной мочевины путем гранулирования раствора мочевины в псевдоожиженном слое, проходящего вдоль в основном продольного пути роста, от точки (1_S) начала гранулирования к точке (1_E) выдачи продукта псевдоожиженного слоя. Раствор мочевины подается в псевдоожиженный слой несколькими входящими потоками (2_A, 2_B, 2_C) мочевины, отводимыми от главного подводимого потока (2) мочевины, в которых добавка (6) смешивается с раствором мочевины, при этом концентрация добавки во входящих потоках мочевины неодинакова так, что по меньшей мере два из этих входящих потоков мочевины имеют различную концентрацию добавки. Добавка разделена на несколько потоков (6_А-6_С) добавки, каждый поток добавки смешивается непосредственно с соответствующим входящим потоком (2_А-2_С) мочевины. Изобретение позволяет контролировать концентрацию добавки в различных слоях гранул. 2 н. и 5 з.п. ф-лы,9 ил.

1. Способ приготовления гранулированной мочевины путем гранулирования раствора мочевины в псевдоожиженном слое, где процесс гранулирования происходит вдоль в основном продольного пути роста, от точки (1_S) начала гранулирования к точке (1_E) выдачи продукта из псевдоожиженного слоя, а раствор мочевины подается в псевдоожиженный слой несколькими входящими потоками (2_A, 2_B, 2_C) мочевины, отводимыми от главного подводимого потока (2) мочевины, которые распределены вдоль упомянутого продольного пути, от первого входящего потока мочевины, ближайшего к точке начала гранулирования, к последнему входящему потоку мочевины, ближайшему к точке выдачи продукта, и в которых добавка (6) смешивается с раствором мочевины, при этом концентрация добавки во входящих потоках мочевины неодинакова так, что по меньшей мере два из этих входящих потоков имеют различную концентрацию добавки, отличающийся тем, что добавка разделена на несколько потоков (6_A-6_C) добавки, и каждый поток добавки смешивается непосредственно с соответствующим входящим потоком (2_A-2_C) мочевины.

2. Способ по п.1, в котором потоки (6_A-6_C) добавки имеют одинаковый расход, либо некоторые или все потоки добавки имеют свой собственный расход, отличающийся от расхода других потоков добавки.

3. Способ по п.1, в котором в раствор мочевины добавляется более одной добавки (6, 7), для каждой из которых имеется специальная подающая линия.

4. Способ по п.3, в котором по меньшей мере две добавки (6, 7) смешиваются с раствором мочевины и смешиваются с одним или различными входящим потоком мочевины или входящими потоками (2_A-2_C) мочевины.

5. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором добавка (6) или одна из добавок представляет собой формальдегид или раствор, содержащий формальдегид.

6. Способ по п.1, представляющий собой прямоточный процесс, где все затравочные зерна (4) грануляционного процесса получают преобразованием некоторого количества свежего раствора мочевины, при желании с добавлением добавок, в твердые гранулы или таблетки мочевины.

7. Аппарат для гранулирования раствора (2) мочевины в псевдоожиженном слое, включающий:
гранулятор (1), имеющий главное продольное направление от загрузочной точки (1_S), где начинается процесс гранулирования, до точки (1_E) выдачи продукта, где гранулированная мочевина (5) отводится от гранулятора,
средства подачи раствора мочевины, включающие по меньшей мере главную подводящую линию (2) и несколько линий (2_A, 2_B, 2_C) входящих потоков мочевины, отходящих от главной подводящей линии и распределенных вдоль продольного направления, от первого входящего потока мочевины, ближайшего к загрузочной точке, до последнего входящего потока мочевины, ближайшего к точке выдачи продукта, и
средства подачи добавки (6),
отличающийся тем, что средства подачи добавки приспособлены для создания неодинаковой концентрации добавки во входных потоках мочевины, и включают линии добавки для смешивания добавки непосредственно в соответствующих линиях входящих потоков мочевины, отходящих от главной подводящей линии и направленных к соответствующим средствам распыления в грануляторе.