Способ получения гранулированного продукта из растворов,суспензий или пульп Советский патент 1986 года по МПК B01J2/16 

1 Изобретение относится к области гранулирования и сушки материалов . и может быть использовано в химической н нефтехимической промышленности в частности в производстве гранулиро ванных минеральных удобрений. Цель изобретения - повишение 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 подъ емно-лопастная насадка 2, По торцам барабана расположены загрузочная 3 и разгрузочная 4 камеры. В загрузочной камере смонтированы две трубы 5 для подвода теплоносителя и две пнев матические форсунки 6, установленные например, осесимметрично по горизонтальному диаметру поперечного сечения барабана. Форсунки крепятся к загрузочной камере с помощью поворотного устройства. Поворотное устройство представ ляет собой диск 7, имеющий диаметр несколько больший, чем отверстие загрузочной камеры 5, которое он закры вает. Диск имеет возможность поворачиваться вместе с форсунками вокруг своей оси на угол 0-30° благодаря наличию дугообразных прорезей 8, сквозь которые п оходят шпильки, служащие для крепления диска к загрузочной камере. Дпя 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 С1{едующим 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 под 03 нимающимися лопатками, а другая опускающимися лопатками. Форсунки 6 диспергируют раствор - одна в область завесы, образуемую поднимающимися лолатками, а другая в область завесы, образуемую опускаю1димися 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 за счет наклона барабана. Способ гранулирования опробован в промьш1ленньгх условиях в производстве аммофоса на Уваровском химзаводе. С этой целью проведана модернизация барабанного гранулятора-сушилки, диаметром 3,2 м и длиной 12 м с поДъемно-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 модернизации аппарат имел узел подачи пульпы, состоящий из одной распылительной пневматической форсунки и трубопровода, на котором установлены приборы и механизмы регулирования расхода. П р и м е р 1. В барабанный гранулятор-сушилку до модернизации, вращающийся со скоростью 6 об/мин, подают 16,3 пульпы аммофоса с влажностью 39% и рН 4,6 при температуре 95 С. Аммофос-композиция моноаммонийфосфата и диаммонийфосфата имеет температуру разложения (диаммонийфосфат) и 120 С (моноаммонийфосфат) и т.пл. 190°С. Пульпу распыляют сжатым воздухом под давлением 4,5 ати. Одновременно в аппарат прямоточно подают теплоноситель (смесь топочных газов с воздухом) при 700 С в количестве 2810 нм/ч. С против о по ложного конца аппарата отводят теплоноситель с температурой 120С (температура 120°С поддерживается с целью исключения явления образования окатышей и загшпания барабана, возникающего при 95-100°С), содержащий 5,37г/м аммиака, и высриенный продукт, имеющий температуру 80-85°С и влажность

0,6%, Продукт имеет следующий грану«

лометрическии состав:

Размер гранул.Содержание гранул,

мм%

Менее 1 1-4 (товарная

фракция).85,5

Более 413,0

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

Пример 2. Б модернизированный барабанный гранулятор-сушилку, вращающийся со скоростью 6 об/мин, подают 17 пульпы аммофоса при тех же значениях влажности, температуры ирН. При этЪм 12 подают на форсунку, установленную для распыливания пуль- . пы в область завесы, образуем ао поднимающимися лопатками, а - на форсунку, установленную для распьшивания пульпы в область завесы, образуемую опускающимися лопатками. Пульпа распыливается сжатым воздухом под давлением. 2 ати,

Теплоноситель подают в том же количестве и при той же температуре. Из аппарата отводят продукт с температурой 75-80 Q и влажностью 0,6% и теплоноситель с температурой 95 °С, содержащий аммиака 0,87 г/м .Продукт имеет следующий гранулометрический состав :

.Размер гранул. Содержание гранул,

мм % Менее 19,0

1-4 (товарная

фракция)90,7

Более 40,3

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 90% 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 аммофоса и выделение аммиака. Опыт эксплуатации барабанного гранулятора-сушилки, реализующего предлагаемый способ, показывает,что величина диапазона изменения соотношения величин паряллельных потоков с целью регулирования гранулометрического состава продукта зависит от термостабильности продукта и температуры теплоносителя.

С увеличением термостабильности и уменьшением температуры теплоносителя диапазон регулирования расширяется, В общем случае величина параллельных потоков при регулировании гранулометрического состава полу- чаемого продукта может изменяться в диапазоне 0,1-0,9 от величины об;Щего 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 пульШ) с 2,5 до 1,5 мз/ч резко увеличивается содержа.ние сШмиака в от:содящих газах (до 5,45 г/м) и доля нетоварной фракции (до 25,8%) при следующем гранулометрическом составе продукта:

Размер гранул. Содержание гранул мм%

Менее 19,9

1-4 (товарная

фракция)7,7

Более 4 15,4

Из полученных результатов можно сделать вывод, что при уменьшеагш одного из распыливаемых потоков до 0,1 от общего часть аппарата начинает работать как распылительная сушилка, т,е. без смачива:ния завесы с повьш1еннь1м пылеобразованием.

ПримерЗ, Б модернизированный барабанный гранулятор-сьтлилку, вращающийся со скоростью 6 об./мш, подают 19,5 пульпы аммофоса при тех же значениях влажности, рН ш температуры. При этом 13,5 м/ч пульпы распыливают в область завесы, образуемую подп1шающи1-1ися лопатками, а 6 - в область завесы, образуемую опускающимися лопатками. Пульпу распыливают сжатым воздухом под давлением 2 ати. Теплоноситель подаю при 800°С в количестве 26, Из аппарата отводят продукт с температурой 75-80°С влажностью 0,6%, теплоноситель с температурой 95°С, содержащий 2,01 г/м аммиака. Продукт имеет следующий гранулометрический состав: Размер гранул. Содержание гранул мм % Менее 1 . 5,5 1-4 (товарная 90,5 фракция)90,5 Более 4П р и м е р 4. В промьшшенный барабанный гранулятор-сушилку с модернизированным узлом подачи пульпы подают 16,3 м/ч пульпы аммофоса При этом 13,8 (0,85 от общего расхода) направляют на форсунку, ра пьтивающую пульпу в область завесы, образованную поднимающимися лопатками, а 2,5 (0,15 от общего расхода) - в область завесы, образо ванную опускающимися лопатками. При температуре теплоносителя на входе в аппарат 700 и на выходе 120 С получают продукт с влажностью 0,6%. С держание аммиака в отходящих газах 2,8 . Продукт имеет следующий гранулометрический состав: Размер гранул. Содержание гранул мм% Менее 16,95 1-4 (товарная 83,45 фракция)83,45 Более 49,6 Пример5. В барабанный гран лятор-сушилку с модернизированным узлом ввода пульпы, работающий в те пературном режиме, аналогичном примеру 1, подают 14,8 м/ч (,91 от общего расхода) пульпы аммофоса на форсунку, распыливающую ее в област завесы, образованную поднимающимися лопатками, и 1,5 м-/ч ( /-0,09 от об щего расхода) на форсунку, распыличающую в другую область. Содержание аммиака в отходящих газах 5,45 г/м Продукт при влажности 0,6% имеет следующий гранулометрический состав Размер гранул. Содержание гранул мм% Менее 1 1-4 (товарная фракция) Более 4 Примерб. В барабанный гранулятор-сушилку с модернизированным узлом ввода пульпы подают 1,5 (0,1 от общего расхода) пульпы аммофоса в область завесы, образованную поднимающимися лопатками, и 13,5 (,9 от общего расхода) в образованную опускающимися лопатками. При температуре теплоносителя на входе в аппарат 650 и на выходе 100 С получают продукт с влажностью 0,6%. Содержание аммиака в отходящих газах 2,02 г/м. Продукт имеет следующий гранулометрический состав:Размер гранул. Содержание гранул, мм% Менее 1. 34,35 1-4 (товарная фракция)65,3 Более 40,35 П р и м е р 7. В барабанный гранулятор-сушилку аммофоса, работающий в температурном режиме, аналогичном указанному в примере 3, подают 1 (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 аммиакг в отходящих газах составляет 3,18 г/м. Продукт при влажности 0,6% имеет следующий гранулометрический состав: Размер гранул. Содержание гранул, мм% Менее 129,7 1-4 (товарная фракция)70,8 Более 40,5 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, пос ольку 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, заве7126

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 из опытных данных, благодаря подаче пульпы двумя параллель-ю ными потоками и обеспечению условий для изменения величины потоков при

038

постоянном общем расходе появляется возможность сократить тепловые потери с отходящими газами, удельный расход топлива, увеличить производительность аппарата и улучшить гранулометрический состав продукта путем увеличения доли товарной и уменьшения доли крупной нетоварной фракции. Кроме того, уменьшаются потери аммиака с отработанными газами, что свидетельствует о менее интенсивном разложении аммофоса.

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