Способ гранулирования минеральных удобрений

(54)(57) СПОСОБ ГРАНУЛИРОВАНИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ из расплава, включающий дробление расплава на капли,кристаллизацию капель при их свобод"ном падении в потоке воздуха, которыйвыводят из зоны кристаллизации, подачу его на стадию очистки и охлаждения орошением промывочной жидкостьюи возвращение воздуха в зону кристаллизации расплава под давлением, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью снижения энергозатрат за счетупрощения способа, плотность орошения промывочной жидкостью осущестзависимости от необходимоговоздуха по следующему соотэбового сопро Сь промывочной абсолютнаяя капельости, м/сапа,вляют в напора ношениюПредлагаемое изобретение относится к способам гранулирования минеральных удобрений, например нитрата аммония и карбамида из расплавов.При гранулировании указанных ве,;ществ известным способом расплав удобрения дробят на капли, которые атем кристаллипри свободном иаждающего газастречном к напрель движения,регулируюо газа из ют в виде гранупадении в среднаходящегося авлению падения каежим гранулообразопутем смешения хоатмосФеры, вводимого ваниялодног ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР- среднее значение плотностиорошения промывочной жид"костью в зоне очистки иохлаждения воздуха, кг/м сф,2 - напор воздуха, Н/м ; - соответственно плотностьпромывочной жидкости и водуха, кг/мф;- соответственно протяженность зоны очистки, .охлаждения и компримирования воз;,духа и ее текущий размер,м;- радиус капель промывочнойжидкости м- коэФФициент лотивления капелжидкости;- плотность вероятности распределения капель промывочной жидкости по размерам,кг/м ;- относительная искорости движенипромывочной жидк- знак дифФеренцив зону кристаллизации капель расплава, с частью нагретого газа, выводимого из зоны кристаллизации и повторно используемого при гранулиро 5ванин.Недостаток указанного способагранулирования состоит в том, чтоуносимые из зоны кристаллизации спотоком газа мелкие частицы гранулируемого вещества и летучие компонен"ты, например аммиак, выбрасывают ватмосФеру.Наиболее близок к предлагаемомуизобретению по технической сущности 15и достигаемому результату способ гранулирования, включающий дробление расплава удобрения на капли и кристаллизацию капель при их свободном падении в среде газа, который последовательно пропускают через зону кри,сталлизации капель расплава, выводятиз эоны кристаллизации, вводят в зону очистки и охлаждения газа, очища,ют от частиц продукта, содержащихся 25в газе, и летучих компонентов, на"пример аммиака, охлаждают, компримируют путем сжатия в вентиляторе ивозвращают в зону кристаллизации расплава удобрения. Таким образом дости-, 30гается движение газа по замкнутомуконтуру и гранулирование без выбросов продуктов в атмосФеру, Охлаждениеи очистку газа осуществляют методом:его промывки жидкостью, например ра-;. З 5створом гранулируемого удобрения,приэтом из промывочной жидкости извлекают уловленный продукт для его полезного применения,40.Недостаток описанного. способа гра-,нулирования состоит в том, что нациркуляцию газа по замкнутому контуру затрачивают значительную энергию,при этом суммарное сопротивление потоку газа при его движении через зоны кристаллизации капель расплава,охлаждения и очистки газа может бйтьравно 150-200 Н/м, в, то время каксоздаваемый вентилятором напор газаобычно равен 1000-1500 Н/м. Значительное количество энергии, потребляемой на гранулирование, расходует-.ся на преодоление сопротивления соб-ственно вентилятора и запорной арма.туры к нему.Целью предлагаемого изобретенияявляется снижение энергозатрат засчет упрощения способа. Поставленная цель достигаетсяописываемым способом гранулированияминеральных удобрений из расплава,включающий дробление расплава накапли, кристаллизацию капель при ихсвободном падении в потоке воздуха,который выводят из зоны кристаллизации, подачу его на стадию очистки иохлаждения орошением промывочной жидкостью и возвращение воздуха в зонукристаллизации расплава под давлением, в котором плотность орошенияпромывной жидкостью осуществляют взависимости от необходимого напоравоздуха по следующему соотношению1 Ь 1 1 1 РИЧ - ЬР 6 Г 11егде и " среднее значение плотностиорошения промывочной жидкостью в зоне очистки иа,охлаждения воздуха, кг/м с6 Р - напор воздуха, Н/м;ОЙ - соответственно плотностьвоздуха и промывочной жидкости, кг/м;- коэФФициент лобового сопротивления капель промывочной .жидкости;Р в , плотность вероятности распределения капель промывочной жидкости по размерам,кг(м ;Н,Ь - соответственно протяженность зоны очистки, охлаждения, компримирования воздуха и ее текущий размер, мг - радиус капель промывочнойжидкости, мУ,ч - относительная и абсолютная скорости движения капель промывочной жидкости,м/сй - знак диФФеренциала. Отличительные признаки способа :гранулирования состоят в том, что воздух компримируют непосредственно :в зоне его очистки и охлаждения совМестно с его очисткой и охлаждением путем воздействия на воздух диспергированным на капли потоком промывочной жидкости, при этом осуществляют контроль и регулировку режима гранулирования посредством изменения плотности орошения промывочной жидкостью в зависимости от заданного напора в пределах от 3 до 40 т на 1 м /ч.йУстановка включает грануляционную башню 1, линию 2 подачи расплаваудобрения, устройство 3 для дроблениярасплава на капли, конвейер 4, брызгоотбойннки 5, газоходы 6, полую колонну 7, емкость 8, линию 9 подачипромывочной жидкости, насос 10, линию 11 вывода раствора, линию 12 подвода жидкости, теплообменник 13, линию 14 подвода теплоносителя, оро- .ситель 15.Установка содержит грануляционнуюбашню высотой 50 м и диаметром 1 О м,где из расплава с температурой 175 Сполучают гранулы со средним диаметром 2,3 мм при конечной температурегранул 21 С. В грануляционную баш ню вводят для охлаждения калель рас плава воздух при температуре не более 40 С и в количестве 50000 м/ч.Воздух в башне нагревается на 170 С,поглощает тепло кристаллизации расплава, уносит мелкие частицы нитрата 25 аммония и аммиак; содержащиеся ввоздухе соответственно в количествах 1,0 г/м и 0,1 г/м.Охлаждение, очистку и компримирование воздуха, используемого в гра нуляционной башне, осуществляют в полой оросительной колонне высотой50 м и диаметром 7 м. Оросительнаяколонна связана с грануляционной башней верхним и нижним газоходами засчет чего образован замкнутый циркуляционный контур для движения воздуха. По верхнему гаэоходу воздухвводят в верхнюю часть оросительнойколонны, а по нижнему - воздух из 40 колонны выводят в гранбашню. Дпя охлаждения, очистки и компримированиявоздуха в оросительную колонну подаютводный раствор нитрата алюминия сконцентрацией 50 Х в количестве 1,2 кг 45 на каждый килограмм воздуха и с температурой 20 С. Раствор аммиачной селитры дробят на капли со средним диа-метром 2,25 мм, при этом создают орошение колонны с плотностью 18 тыс.кг/250 /м.ч . и этим достигают напор воздуха,равный 28 кг/м при его расходе500000 м /ч. В оросительной колоннеЭиз воздуха извлекают около 1 0 г/мЭнитрата аммония и 0,1 г/м аммиака,которые поглощает промывочная жид-кость; состоящая из раствора нитратааммония и азотной кислоты. При достижении концентрации промывочной жидкости 50-60 Х часть раствора направ 1137631Из опыта установлено, что при снижении плотности орошения промывочнойжидкостью меньше 3 т/м в час несоздается необходимый напор воздухадля преодоления сопротивления газоходов и противодействия потоку падающих в зоне гранулирования гранулудобрений, так как при оптимальнойплотности орошения в зоне гранулирования около 1,5 т/1 м в час плотаность орошения промывочной жидкостьюв зоне очистки должна быть не менее3 т/1 м в час. 11 ри повышении плотности орошения промывочной жидкостьюсвыше 40 т/1 м в час становится су 2щественным слияние капель жидкости,что приводит к Фактическому снижению напора воздуха в сравнении с ожидаемым.Изменением приведенногопараметрав упомянутых пределах достигается требуемый на практике напор воздуха от50 до 300 Н/м при подаче его по замк2нутому контуру во время граиулирования удобрений в гранбашнях.Концентрацию раствора промывочнойжидкости поддерживают в пределах 2070 , так как при низком содержанииудобрения в растворе велики затратына выпаривание раствора для повторного использования удобрения, при повышении концентрации раствора выше70 возрастает температура его кристаллизации, и раствор становится непригодным для охлаждения газа. Наиболее предпочтительные размеры капель промывочной жидкости 0,5-3 мм,предпочтительное время контакта промывочной жидкости.с газом 1-10 с.Компримирование воздуха воздействием на него потока промывочной жидкости обеспечивает в сравнении сизвестным способом компримированияв вентиляторе экономию энергии награнулирование в среднем на 50 Х.Процесс гранулирования удобренияосуществляют так, что весь воздух,используемый для кристаллизации ка- .пель расплава, перемещают по замкну-,тому контуру, за счет чего исключаются потери продукта и загрязнение окружающей среды, которые в настоящеевремя на одну промьппленную установкудостигают 1500-3000 т/год.;П р и м е р. Способ гранулированияминеральных удобрений осуществляютна установке, изображенной на чертеже,в количесшве 60 т/ч.113 Редактор Л ман Техред Л,Олийнык Корректор Н.Ревская Заказ 4343 Тираж 426 .Подписное9 НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул, Гагарина,101 ляют на упаривание для получения рас"плава и последующее гранулирование,а взамен в промывочную жидкость добавляют паровой конденсат. Дпя нейтрализации аммиака, извлекаемого извоздуха, в промывочную жидкость добавляют 200 кг/ч азотной кислоты впересчете на ее 100% концентрацию. Поусловиям теплообмена промывочная жидкость в оросительной колонне.нагре 3 7631вается на 5-10 фС, и для ее охлажденияв теплообменнике 13 потребуется около10 т жидкого аммиака, который испаряется, и его направляют в реактор дляполучения нитрата аммония. Расходэлектроэнергии на гранулирование врассматриваемом примере составит3 кВт . ч на 1 т продукта против 10 6 кВтч в известном способе или на50% меньше.