Способ получения гранулированного триполифосфата натрия

Союз Советски кСоциапнстическииРеспублик ОП ИКАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ1893861(23) Приоритет Вкударствеикык квнввт СССР в делам взебретенкй в вткрытвй(72) Авторы изобретения Ленинградский государственный научно-исследовательскийи проектный институт основной химическОйпромышленности(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГРАНУЛИРОВАННОГО ТРИПОЛИФОСФАТА НАТРИЯИзобретение относится к способупроизводства технических фосфатов,которые могут быть использованы вхимической промышленности, в производстве синтетических моющих средствУв цементной промышленности и т,д.Известен способ получения гранулированного триполифосфата натрия впсевдоожиженном слое, включающий по"дачу 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, чтонарушает работу кальцинатора,Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому результатук предлагаемому является способ получения гранулированного триполифосфата натрия, включающий сушку и тер 2мообработку смеси ортофосфатов натрияв присутствии водяного пара при тем-.пературе порядка 400 оС в течение1-5 с 21.Недостатком способа является аглоф мерация частиц, что ведет к снижению коэффициента использования ка"льцинатора, и нерациональное использование тепла.Цель изобретения - предотвращение 16ф агломерации продукта, снижение насыпной плотности и повышение производительности.Поставленная цель достигаетсятем, что в способе получения грану" 15лированного триполифосфата натрия,включающего сушку и термообработкусмеси ортофосфатов натрия в присутствии водяного пара, термообработку смеси ведут в надслоевом пространствекальцинатора псевдоожиженного слояв течение 0,3-0,5 с при температуре,на 5-10 С превосходящую первый эндотермический эффект конденсации орто ФкФ тон, при ссго 1 ношении между порсэностью п.евдоожиженного слоя и дол=й твердой Фазы а потоке подаваемого ортофосфата натрия, равной 1,-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 количество5 жидкой фазы, вызывающей агломерацию частиц, и отпадает необходимость в их дальнейшем значительном перегреве перед кальцинацией.Снижение времени и температуры20 предварительного нагрева позволяет существенно упростить подачу исходной смеси за счет использования надслоевого пространства кальцинатора псевдоожиженного слоя,в котором расположена сепарационная эона,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 тепЭ 5 ловой коэффициент полезного действия кальцинатора. 61продукта и снижение устойчивости работы кальцинатора.Как известно, порозность псевдоожиженного слоя, отвечающая наилуцшим характеристикам, лежит в пределах0,5-0,6. Для практических расчетов промышленных аппаратов обычно принимают двукратное расширение псевдоожиженного слоя по сравнению с неподвижным, цто приблизительно соответствует пороэности 0,1,Поток загружаемых гранул также не является сплошным, т,е. его можно характеризовать или величиной порозности потока Яп или долей твердой фазы С, связанной с ней очевидным соотношением С 1 = 1Пороэность потока можно изменять в довольно широких пределах, начиная со значений, близких к порозности неподвижного слоя о = 0,ч, и до очень высоких значений, близких к 1. Нижний предел предлагаемого соотношения порозности слоя и доли твердой фазы в потоке загружаемого материала Ц 1,(1 - п ) = 1,г:1 соответствует пределу устойчивой работы кальцинатора (без агломерации) в производстве триполифосфата, а увеличе" ние соотношения с .(1 -л) 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.Я 5 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 1 О С от 1-го эндо ф эффекта ведет лищь 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 П р и м е р 1. Смесь ортофосфатов натрия ( соотношение йа;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 гаоза 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 0,ч 1 с. Температура 1-го эндоэффекта для данного сырья 205 ОС гранул исходной смеси при поступлении в слой 215 ОС, отходящих893861 3 о 13 5газов 290 фС, топочных газов 570 С,производительность кальцинатора поготовому продукту 100 кг/ч, Соотношение между порозностью псевдоожиженного слоя и долей твердой фазы в потоке исходного материала составляло1 сь (1 111 ) = 2,3:1, при этом порозность слоя я = 0,7, порозность потока 1 = 0,7, т.е. 1 -п = 0,3.После непрерывной работы в течение 6 ч получают продукт с насыпнойплотностью 0,53 г/см , содержащий94,13 триполифосфата натрия и практически не отличающийся по гранулометрии от исходной смеси ортофосфатов. Условный тепловой КПД кальинатора (считая на внешнюю температуру 0 С) равен 424, увеличение КПДэа счет снижения температуры отходящих газов составляет 113.П р и м е р 2, Смесь ортофосфатов натрия по примеру 1 кальцинируют в аппарате псевдоожиженного слояодиаметром 360 мм при 280 С и скорости газа 3 м/с. Загрузку осуществляют с помощью вибропитателя, высотападения гранул смеси ортофосфатов внадслоевом пространстве 350 мм, время падения 0,3 с. Температура топочных газов 970 С, отходящих газов230 С, исходной смеси ортофосфатовоперед слоем 210 С. Средняя порозностьслоя 0,65, потока 0,54, отношение,:(1 -6 П) = 1,4:1. Производительность кальцинатора 120 кг/ч.После непрерывной работы в течение6 ч получают продукт с насыпной плотностью 0 55 г/см, содержащий 92,83триполифосфата натрия и практическине отличающийся по гранулометрии отисходного. Условный тепловой КПД равен 603, увеличение теплового КПДза счет снижения температуры отходящих газов 9 Ф,Данные по сравнению работы кальцинатора псевдоожиженного слоя впроцессе получения гранулированноготриполифосфата в предлагаемом режимеи при выходе за его пределы и посравнению с известным способом приведены в таблице. го и 33 аа3 Ы ЬИспользование 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 топочоных газов 570-600 ф С увеличивает долю полезного тепла, т.е, тепловой КПДувеличивается на 8-124, что способствует снижению уноса, облегчаеточистку отходящих газов от пыли идругих вредностей,Использование надслоевого прост.ранства аппарата псевдоожиженногослоя для относительно небольшогоперегрева исходной смеси ортофосфатов при высокой скорости нагревапозволяет заменить пневмотранспортна более простые загрузочные устройства. При этом достигается зкономиялегированных сталей, поскольку пневмотранспорт, рассчитанный на пребываение в нем материала в течение 5 сдолжен иметь длину около 25 м, атакже экономия тепла благодаря лучФшему использованию его в псевдоожиженном слое, о чем свидетельствуетболее низкая температура слоя, чемтемпература материала на входе.Кратковременный быстрый нагревгранул исходной смеси ортофосфвтовнатрия вызывает снижение насыпйойплотности конечного продукта, т.е,позволяет получать "легкий" гранулированный триполифосфат, пользующийся в настоящее время большим спросом.Использование предлагаемого способа на фосфорном заводе при производительности технологической нитки30000 т/год гранулированного триполифосфата позволит получить экономический эффект в размере 960 тыс,руб,1 1 1 1 1 1 1:11 1о 1ь 1 Ю 1 ал ; 1 1 1 Ю а Э 1 С З Э 1 1 - 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 11 11 11О 1Г еЫ-3 С 1О эВ.О 1Р 893861 Х1 Л1- Кофэодз й эОЕд0 ф6 - 9ао фдЮ О1" аО 1 о са о э О да О еО Е 1- О О П 3 ООВ СЪ СОл ь ГфЪ Ч ь л Ъ ь 60 Ч ь М ь СЧ (ПСР В ф11оо1ОаЕ11 Э11 91 Ц1 Х5зО1 оЪО1 "1Ф1 19Ю51 Ю1 е)оКВЮО.9О1сЮ189386 Формула изобретения Составитель В. ГродзовскаяРедактор В, Петраш Техред А. Бабинец Корректор Г. РешетникЕ ВГ Е ж ее аае Заказ 11380/36 Тираж 508 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д.4/5филиал 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 псевдоожиженного слоя, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью предотвращения агломерации продукта, снижения насыпной плотности и повышения производительности кальцинатора, термообработку смеси ведут в надслоевом пространстве кальцинатора в течение 1 120,3-0,5 с при температуре, на 5-1 ОфСпревосходящую первый эндотермическийэффект. конденсации ортофосфатов,при соотношении между порозностьюпсевдоожиженного слоя и долей твердой фазы в потоке подаваемого ортофосфата натрияравной 1,4-2,3:1,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Повии М.Е Технология минеральных солей. 1974, с, 1077. 2, Патент франции И 2193778,кл. С 01 В 25/40, 1974.