Способ получения гранулированного продукта из растворов, суспензий или пульп

СОЮЗ СО 8 ЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИН в 4 В-о 16 ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРЙО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯАВ У ут химическо(53) ельство СССР 2/12, 1983. 54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГРАНУЛОМЕТИЧЕСКОГО ПРОДУКТА ИЗ РАСТВОРОВ, СУС(21) (22) (46) (71) машин (72) А.А,У Ю.П.С ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 3745999/31-2629.05.8407.10.86, Бюл.Тамбовский инстостроенияВ.Н.Долгунин, Вколов, В.И.Ракеенаторов, В.И.К.Волков66.099.2(088.8)Авторское свиде9723, кл. В 01 ПЕНЗИЙ ИЛИ ПУЛЬП, включающий распыление исходного вещества во вращающийся барабан с лопатками в прямотокес теплоносителем на завесу сухого материала двумя параллельными потоками,один поток распыляют в зону сопускающимися лопатками, другой поток распыляют в зону с поднимающимися лопатками, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения производительности и выхода товарных гранул, в зону с поднимающимися лопатками подают раствор, суспензию или пульпув количестве 0,3 - 0,7 от общегорасхода.510 15 20 Изобретение относится к области гранулирования и сушки материалов . и может быть использовано в химической и нефтехимической промышленности, в частности в производстве гранулированных минеральных удобрений.Цель изобретения - повышение 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 подьемпо-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 пневматические форсунки 6, установленные, например, осесимметрично по горизонтальному диаметру поперечного сечения барабана.Форсунки крепятся к загрузочной камере с помощью поворотного устройства. Поворотное устройство представляет собой диск 7, имеющий диаметр несколько больший, чем отверстие загрузочной камеры 5, которое он закрывает. Диск имеет воэможность поворачиватьсн вместе с форсунками вокруг своей оси на угол 0-30 благодаря наличию дугообразных прорезей 8, сквозь которые пРоходят шпильки, служащие для крепления диска к загрузочной камере, Для 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 следующим образом,При вращении барабана.1 продукт,находящийся в подъемно-лопастной насадке 2, осыпается и образует завесу.Завеса характеризуется наличием двухобластей, значительно отличающихсяпо гранулометрическому составу частиц, одна из которых формируется подЭО 35 40 45 50 55 нимающимися лопатками, а другая -опускающимися лопатками. Форсунки 6диспергируют раствор - одна в область завесы, образуемую поднимающимися лопатками, а другая в область завесы,образуемую опускающимися лопатками.В зависимости от того, какая из форсунок больше диспергирует раствора,образуется продукт с большим илименьшим содержанием крупной (мелкой) фракции.Частицы, продвигаясь по барабану, укрупняются, окатываются, уплотняются и сушатся. Выгрузка гранул осуществляется через разгрузочную камеру 4 эа счет наклона барабана.Способ гранулирования опробован в промышленных условиях в производстве аммофоса на Уваровском химэаводе. С этой целью проведена модернизация барабанного гранулятора-сушилки,диаметром 3,2 м и длиной 12 м с подьемно-лопастной насадкой, заключающаяся в реконструкции узла подачипульпы путем установки двух распылительных пневматических форсунок,соединяющихся автономно с общей магистралью пульпы. На трубопроводахустановлены приборы и механизмы, позволяющие перераспределять пульпу пофорсункам без изменения общего еерасхода. Форсунки,установлены дляраспыливания пульпы - одна в область завесы, образуемую поднимающимися лопатками, а другая в область,образуемую опускающимися лопатками.До модерниэации аппарат имел узелподачи пульпы, состоящий из однойраспылительной 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 м/ч пульпы аммофосас влажностью 397 и рН 4,6 при темпеорампуре 95 С. Аммофос-композиция моноаммонийфосфата и диаммонийфосфатаимеет температуру разложения 80 СоР(диаммонийфосфат) и 120 С (моноаммонийфосфат) и т.пл. 190 СПульпураспыляют сжатым воздухом под давлением 4,5 ати,Одновременно в аппарат прямоточноподают теплоноситель (смесь топочныхогазов с воздухом) при 700 С в количестве 28 10 нм /ч. С протнвоположного конца аппарата отводят теплоноситель с температурой 120 С (температура 120 С поддерживается с целью исклочения явления образования окатышей и залипания барабана, возникающе го при 95-100 С), содержащий 5,37 гlмф аммиака, и высушенный продукт, имеющий температуру 80-85 С и влажность 0,67. Продукт имеет следующий гранулометрический состав:Размер гранул, Содержание гранул,мм ЕМенее 1 1,51-4 (товарнаяФракция) 85 5 15Более 4 13,0 Расход тепла на 1 кг испаренной влаги составляет 797 ккал/г, удельный вес теплоносителя на 1 т высушенного продукта 2023 нм /т.П р и м е р 2. В модернизированный барабанный гранулятор-сушилку, вращаю-. щийся со скоростью 6 об/мин, подают 17 м /ч пульпы аммофоса при тех же значениях влгкности, температуры и рН. При этом 12 м /ч подаот на Форсунку, установленную для распыливания пуль- . пы в область завесы, образуемую поднимающимися лопатками, а 5 м /ч - на . 30 форсунку, установленную для распыли-. вания пульпы в область завесы, образуемую опускающимися лопатками. Пульпа распыливается сжатым воздухом под давлением, 2 ати. 35Теплоноситель подают в том же количестве и при той же температуре, Из аппарата отводят продукт с температуорой 75-80 Г и влажностью 0,67. и теплоо носитель с температурой 95 С, содер жащий аммиака 0,87 г/м . Продукт имеет следующий гранулометрический состав:Размер гранул, Содержание гранул,мм 7,45Менее 1 9,01-4 (товарнаяфракция) 90,7Более 4 0,3Расход тепла на 1 кг испаренной 5 О 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 907 и уменьшить содержание круп ной нетоварной фракции до О, не прибегая к увеличению температуры процесса (температуры на выходе), т.е.уменьшить тепловые потери и снизитьразложение аммофоса ц выделение аммиака. Опыт эксплуатации барабанногогранулятора-сушилки, реализующегопредлагаемый способ, показывает,чтовеличина диапазона изменения соотношения величин палдллельных потоков 74,1 15 у 4 Из полученных результатов можно сделать вывод, что прц уменьшении одного из распыливаемьсс потоков до 0,1 от общего часть аппарата начинает работать как распылцтельная сушилка, т.е. без смачцвания завесы с повышенным пылеобразованием. П р и м е р 3, В модернизированный барабанный гранулятор-сушилку, вращаощийся со скоростью 6 об./мин, подают 19,5 м /ч пульпы аммофоса при тех же значениях влажности, рН и температуры. При этом 13,5 мф /ч пульпы распьшцваот в область завесы, образуемую поднимающимися лопаткамц, а 6 м /ч - в область завесы, образуемую опускающимися лопатками. Пульс целью регулирования гранулометрического состава продукта зависит оттермостабильности продукта и температуры теплоносителя.С увеличением термостабильностии уменьшением температуры теплоносителя диапазон регулирования расширяется. В общем случае величина параллельных потоков при регулированииграпулометрического состава получаемого продукта может изменятьсяв диапазоне 0,1-0,9 от величины общего расхода, поскольку прц значенияхменее 0,1 поток пульпы высыхает, недостигая завесы, и полностью превращается в пыль,Так, прц уменьшении на одной изФорсунок расхода пульпы с 2,5 до1,5 м/ч резко увеличивается содержа,ние аммиака в отходящих газах (до5,45 г/м) и доля нетоварной Фракции(до 25, 87) при следующем гранулометрическом составе продукта:Размер гранул, Содержание гранул,7Менее 1 9,91-4 (товарнаяФракция)Более 41261703 15,4 5пу распыливают сжатым воздухом под давлением 2 ати. Теплоноситель подают при 800 С в количестве 26,310 нм/ч,Из аппарата отводят продукт с температурой 75-80 С влажностью 0,6%, теплоноситель с температурой 950 С, содержащий 2,01 г/м аммиака. Продукт имеет следующий гранулометрический состав:Размер гранул, Содержание гранул, Оми %Менее 1 5,51-4 (товарная 90,5фракция) 90,5Более 4 15П р и м е р 4. В промышленный барабанный гранулятор-сушилку с мо" дернизированным узлом подачи пульпы подают 16,3 м /ч пульпы аммофоса. При этом 13,8 м /ч (0,85 от общего 20 расхода) направляют на Форсунку, распыливающую пульпу в область завесы, образованную поднимающимися лопаткаии, а 2, 5 м /ч (О, 15 от общего расхода) - в область завесы, образо ванную опускающимися лопатками. При температуре теплоносителя на входео в аппарат 700 и на выходе 120 С получают продукт с влажностью 0,6%. Содержание аммиака в отходящих газах 3 О 2,8 г/м. Продукт имеет следующий гранулометрический состав:Размер гранул, Содержание гранул,ми %Менее 1 6,95З 51-4 (товарная 83,45фракция) 83,45Более 4 9,6П р и м е р 5. В барабанный гранулятор-сушилку с модернизированным 4 О узлом ввода пульпы, работающий в температурном режиме, аналогичном прииеру 1, подают 14,8 мз/ч ( 0,91 от общего расхода) пульпы аммофоса на форсунку, распыливающую ее в область 45 завесы, образованную поднимающимися лопатками, и 1,5 м-/ч ( -0,09 от общего расхода) на форсунку, распылицающую 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,%Менее 1 99 . 551-4 (товарная , 74,7Фракция)Более 4 П р и и е р 6, В барабанный гранулятор-сушилку с модернизированным узлом ввода пульпы подают 1,5 м/ч (" 0,1 от общего расхода) пульпы аммофоса в область завесы, образованную поднимающимися лопатками, и 13,5 м /ч -0,9 от общего расхода) в образованную опускающимися лопатками. При температуре теплоносителя . на входе в аппарат 650 и на выходео100 С получают продукт с влажностью 0,6%. Содержание аммиака в отходящих газах 2,02 г/мз . Продукт имеет следующий гранулометрический состав:Размер гранул, Содержание гранул,%Менее 1 34,351-4 (товарнаяфракция) 65,3Более 4 0,35П р и м е р 7. В барабанный гранулятор-сушилку аммофоса, работающий в температурном режиме, аналогичном указанному в примере 3, подают 1 м/ч (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 аммиакУ в отходящих газах составляет 3, 18 г/м . Продукт при влажности 0,6% имеет следующий гранулометрический состав:Размер гранул, Содержание гранул,ми %Менее 1 29,71-4 (товарнаяфракция) 70,8Более 4 0,5Из 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, поскольку 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 распыли- тельная сушилка без смачивани завеаз 7 Тираж 527 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 роизводственно-полиграфическое предприятие, г.ужгоро Проектная,сы, что приводит к изменению степенивлияния каждого из параллельных потоков на процесс тепломассообмена пригранулировании. 5В таблице представлены сравнительные данные по расходу тепла, пыле- содержанию газа и пылеуносу.Как видно иэ опытных данных, благодаря подаче пульпы двумя параллель О ными потоками и обеспечению условий для изменения величины потоков при постоянном общем расходе появляетсявозможность сократить теплойые потери с отходящими газами, удельный расход топлива, увеличить производительность аппарата и улучшить гранулометрический состав продукта путем увеличения доли товарной и уменьшениядоли крупной нетоварной фракции. Кроме того, уменьшаются потери аммиакас отработанными газами, что свидетельствует о менее интенсивном разложении аммофоса.