Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ И УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ГРАНУЛИРОВАННОГО УДОБРЕНИЯ

Изобретение относится к способам и установкам для получения гранулированных удобрений и может быть использовано в промышленном производстве минеральных удобрений, например карбамида и аммиачной селитры.

Известен и является наиболее близким к предложенному способ получения гранулированного удобрения, включающий разбрызгивание расплава удобрения в верхней части грануляционной башни, охлаждение и затвердевание образующихся капель расплава при их падении в восходящем потоке воздуха, транспортировку полученных гранул из нижней части башни в выносной аппарат псевдоожиженного слоя для их охлаждения с последующей выгрузкой (SU 136331, B01J 2/04, C05C 1/02, 1959).

Известна и является наиболее близкой к предложенной установка для получения гранулированного удобрения, включающая грануляционную башню с диспергатором расплава удобрения и средствами для подачи воздуха в нижней части башни, выносной аппарат псевдоожиженного слоя для охлаждения полученных гранул, средства для подачи гранул из грануляционной башни в аппарат псевдоожиженного слоя, средства для выгрузки гранул из аппарата псевдоожиженного слоя, средства для подачи воздуха в аппарат псевдоожиженного слоя, средства для вывода запыленного воздуха из аппарата псевдоожиженного слоя (SU 136331, B01J 2/04, C05C 1/02, 1959).

Недостатком известного способа и установки является необходимость использования громоздких и энергоемких устройств для очистки большого объема запыленного воздуха, отводимого из аппарата псевдоожиженного слоя, что требует больших энергетических и капитальных затрат.

Задача, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в усовершенствовании существующих способа и установки для получения гранулированного удобрения и повышении их эффективности.

Технический результат, полученный при осуществлении изобретения, заключается в уменьшении объема запыленного воздуха, поступающего на очистку из аппарата псевдоожиженного слоя, и сокращении вследствие этого энергетических и капитальных затрат на его очистку.

Для достижения указанного результата предложен способ получения гранулированного удобрения, включающий разбрызгивание расплава удобрения в верхней части грануляционной башни, охлаждение и затвердевание образующихся капель расплава при их падении в контакте с восходящим потоком воздуха, транспортировку полученных гранул из нижней части башни в выносной аппарат псевдоожиженного слоя для их охлаждения с последующей выгрузкой, подачу воздуха в аппарат псевдоожиженного слоя и вывод запыленного охлаждающего воздуха из аппарата псевдоожиженного слоя, отличающийся тем, что осуществляют очистку отходящего запыленного воздуха из башни, гранулы транспортируют в аппарат псевдоожиженного слоя с горизонтальным перемещением гранул и раздельным выводом запыленного воздуха, по крайней мере, из двух зон аппарата, при этом запыленный охлаждающий воздух из первой по ходу гранул зоны аппарата псевдоожиженного слоя направляют в устройство очистки запыленного воздуха, а запьшенный охлаждающий воздух из последующих зон аппарата псевдоожиженного слоя направляют в грануляционную башню Запыленный охлаждающий воздух, направляемый в грануляционную башню, до входа в нее может быть увлажнен.

Для достижения этого результата предложена также установка для получения гранулированного удобрения, включающая грануляционную башню с диспергатором расплава удобрения и средствами для подачи воздуха в нижней части башни, выносной аппарат псевдоожиженного слоя для охлаждения полученных гранул, средства для подачи гранул из грануляционной башни в аппарат псевдоожиженного слоя, средства для выгрузки гранул из аппарата псевдоожиженного слоя, средства для подачи воздуха в аппарат псевдоожиженного слоя, средства для вывода запыленного воздуха из аппарата псевдоожиженного слоя, отличающаяся тем, что установка содержит устройство для очистки воздуха из грануляционной башни, устройство для очистки воздуха из аппарата псевдоожиженного слоя, средства для подачи запыленного воздуха из грануляционной башни в устройство для очистки воздуха, аппарат псевдоожиженного слоя выполнен с горизонтальным перемещением гранул, а средства для вывода запыленного воздуха из аппарата псевдоожиженного слоя включают, по крайней мере, два воздуховода для вывода воздуха из различных зон аппарата псевдоожиженного слоя, первый из которых по ходу движения гранул в аппарате псевдоожиженного слоя соединен с устройством для очистки воздуха из аппарата псевдоожиженного слоя, а последующие воздуховоды соединены с грануляционной башней. По крайней мере, один воздуховод для подачи запыленного воздуха в грануляционную башню может быть оснащен средствами для распыления влаги.

В данном способе и установке для охлаждения полученных гранул предложено использование аппарата псевдоожиженного слоя с горизонтальным перемещением гранул вдоль аппарата и раздельным выводом воздуха из различных зон аппарата по ходу движения гранул. Поступающие в аппарат гранулы содержат большое количество мелкодисперсной пыли удобрения, которая уносится с отработанным охлаждающим воздухом преимущественно в первой по ходу движения гранул зоне аппарата, а в последующих зонах аппарата количество пыли, уносимой с отработанным охлаждающим воздухом, существенно снижается. Предложенные способ и установка позволяют разделить эти воздушные потоки. Сильно запыленный воздух из первой зоны аппарата направляют в устройство для очистки воздуха из аппарата псевдоожиженного слоя, при этом значительное снижение объема поступающего воздуха по сравнению с известным способом позволяет использовать меньшие по размерам устройства очистки и существенно снизить нагрузку на вентиляторы.

Слабо запыленный воздух из последующих зон аппарата направляют в грануляционную башню, где он смешивается с основным потоком воздуха, забираемым из атмосферы, и в дальнейшем вместе с ним попадает в устройство для очистки воздуха из грануляционной башни.

Наличие в аппарате псевдоожиженного слоя более чем двух зон для отвода запыленного воздуха может быть обусловлено большой протяженностью по горизонтали самого аппарата псевдоожиженного слоя. В этом случае каждая зона оснащается собственным воздуховодом для отвода воздуха. Воздуховоды из второй и последующих зон могут быть объединены в общий коллектор, связанный с грануляционной башней.

При повышении температуры атмосферного воздуха до 30°С и выше возможно увлажнение воздуха, поступающего в грануляционную башню из аппарата псевдоожиженного слоя, что позволяет обеспечить увеличение температурного перепада между воздухом и гранулами удобрения выше зоны смешения потоков воздуха. Это, в свою очередь, позволяет избежать необходимости увеличения объема направляемого в грануляционную башню воздуха из атмосферы. Такое увеличение крайне нежелательно, так как приводит к росту гидравлического сопротивления башни, возрастанию нагрузки на вентиляторы и очистные устройства грануляционной башни.

Различные зоны аппарата могут быть разделены вертикальными перегородками, образуя секции. В случае секционирования пространства над рабочей решеткой, нижний край вертикальных перегородок не доходит до рабочей решетки, образуя пространство для беспрепятственного прохода гранул. Также может быть секционировано пространство под рабочей решеткой, в этом случае вертикальные перегородки выполняют сплошными, полностью перекрывая пространство от дна аппарата до рабочей решетки. Секционирование пространства под рабочей решеткой может быть целесообразно в случае необходимости подачи воздуха для псевдоожижения раздельно по зонам аппарата.

Режим раздельной подачи и вывода воздуха по зонам в аппарате псевдоожиженного слоя позволяет организовать при необходимости с минимальными энергозатратами регулирование температуры товарного продукта, выгружаемого из аппарата псевдоожиженного слоя. Так, при охлаждении гранул карбамида, при высокой температуре окружающей среды воздух, подаваемый в последнюю по ходу гранул зону аппарата, на входе может дополнительно охлаждаться. При охлаждении гранул аммиачной селитры воздух, подаваемый в последнюю по ходу гранул зону аппарата, на входе может подогреваться с тем, чтобы обеспечить конечную температуру гранул на выходе из аппарата псевдоожиженного слоя выше точки гигроскопичности при повышенной влажности, что позволит избежать насыщения влагой гранул в процессе упаковки после выгрузки их из аппарата псевдоожиженного слоя. При этом при высокой температуре окружающей среды может дополнительно охлаждаться воздух, подаваемый в первую по ходу гранул зону аппарата псевдоожиженного слоя.

В производстве удобрений с использованием предложенных способа и установки можно применять очистку запыленного воздуха мокрьм способом, включающим в себя циркуляцию образующихся водных растворов, которые по мере концентрирования направляют на упаривание. Возможна такая организация работы, при которой концентрация раствора в циркуляционном контуре гранбашни поддерживается на уровне 4-5% за счет постоянного пополнения циркуляционного контура паровым конденсатом и отвода части раствора в циркуляционный контур очистного устройства аппарата псевдоожиженного слоя, в котором концентрация раствора доводится до 30-40%, и затем раствор подается на выпарку. При этом достигается как общее снижение энергозатрат, так и снижение суммарного валового выброса в атмосферу вредных веществ за счет снижения концентрации удобрения в промывной жидкости, часть которой уносится в виде брызг из грануляционной башни.

Сущность изобретения иллюстрируется конкретной технологической схемой установки, приведенной на прилагаемой фигуре и приведенными ниже примерами осуществления способа с использованием установки.

В соответствии с фигурой установка для получения гранулированного удобрения включает грануляционную башню 1 с окнами 2 для подачи воздуха, диспергатор 3, аппарат псевдоожиженного слоя 4 с рабочей решеткой 5, вентилятор 6, устройство для очистки воздуха 7 из аппарата псевдоожиженного слоя 4, устройство для очистки воздуха 8 из грануляционной башни 1, трубопровод 9 для подачи расплава удобрения в диспергатор 3, транспортирующее устройство 10 для подачи гранул из грануляционной башни 1 в аппарат псевдоожиженного слоя 4, транспортирующее устройство 11 для подачи гранул из аппарата псевдоожиженного слоя 4 к месту складирования, воздуховод 12 для подачи воздуха от вентилятора 6 в аппарат псевдоожиженного слоя 4, воздуховод 13 для подачи запыленного воздуха из первой по ходу движения гранул зоны аппарата псевдоожиженного слоя 4 в устройство для очистки воздуха 7, воздуховод 14 для подачи запыленного воздуха из второй по ходу движения гранул зоны аппарата псевдоожиженного слоя 4 в грануляционную башню 1, окна 15 для подачи запыленного воздуха из грануляционной башни 1 в устройство для очистки воздуха 8, воздуховоды 16, 17 для сброса очищенного воздуха из устройств для очистки 7, 8 в атмосферу.

ПРИМЕР 1. Расплав карбамида в количестве 42000 кг/ч с температурой 140°C по трубопроводу 9 подают в диспергатор 3 и разбрызгивают в верхней части грануляционной башни 1 навстречу восходящему потоку воздуха. Гранулы, образовавшиеся при застывании капель, в количестве 41970 кг/ч с температурой 90°C транспортирующим устройством 10 направляют в аппарат псевдоожиженного слоя 4. Перемещаясь вдоль аппарата псевдоожиженного слоя 4, гранулы охлаждаются и в количестве 41930 кг/ч с температурой 45°С транспортирующим устройством 11 направляются в узел погрузки или на склад готовой продукции. Воздух на охлаждение гранул вентилятором 6 забирают из атмосферы с температурой 20°C и направляют в аппарат псевдоожиженного слоя 4 с температурой 23°C в количестве 194000 кг/ч, где рабочей решеткой 5 воздух равномерно распределяется по всей площади аппарата. Отвод отработанного воздуха производят раздельно по зонам. Сильно запыленный воздух из первой по ходу движения гранул зоны аппарата псевдоожиженного слоя 4 в количестве 97030 кг/ч с содержанием пыли 399 мг/м³ и с температурой 55°С отводят по воздуховоду 13 в устройство для очистки воздуха 7, работающее по принципу мокрой очистки, и после очистки по воздуховоду 16 сбрасывают в атмосферу в количестве 98030 кг/ч с содержанием пыли 10 мг/м³, содержанием влаги 40 мг/м³ и с температурой 28°C. Слабо запыленный воздух из второй по ходу движения гранул зоны аппарата псевдоожиженного слоя 4 в количестве 97010 кг/ч с содержанием пыли 133 мг/м³ и с температурой 40°С направляют по воздуховоду 14 в ствол грануляционной башни 1, где он смешивается с воздухом, забираемым из атмосферы с температурой 20°С через ниже расположенные окна 2 в количестве 400000 кг/ч. Объединенный воздушный поток с температурой 25°С поднимается вверх по стволу башни, контактируя с падающими каплями расплава, и в количестве 497040 кг/ч с содержанием пыли 104 мг/м³ и с температурой 52°С через окна 15 поступает в устройство для очистки воздуха 8, работающее по принципу мокрой очистки, и после очистки по воздуховоду 17 сбрасывается в атмосферу в количестве 502310 кг/ч с содержанием пыли 10 мг/м³, содержанием влаги 44 мг/м³ и с температурой 32°С.

ПРИМЕР 2. Процесс проводят аналогично примеру 1 с тем отличием, что воздух на охлаждение гранул, забираемый из атмосферы вентилятором 6, имеет температуру 26°C, и на входе в аппарат псевдоожиженного слоя 4 имеет температуру 29°C. Сильно запыленный воздух из первой по ходу движения гранул зоны аппарата псевдоожиженного слоя 4, отводимый по воздуховоду 13 в устройство для очистки 7, имеет температуру 67°C и после очистки сбрасывается в атмосферу по воздуховоду 16 с температурой 40°C. Слабо запыленный воздух из второй по ходу движения гранул зоны аппарата псевдоожиженного слоя 4, направляемый по воздуховоду 14 в ствол грануляционной башни 1, имеет температуру 50°C. По пути следования данный воздушный поток увлажняют посредством тонкого распыления воды в количестве 550 кг/ч с температурой 40°C, что обеспечивает снижение температуры воздушного потока до 34°С. На входе в грануляционную башню 1 увлажненный воздушный поток смешивается с воздухом, забираемым из атмосферы с температурой 26°С через ниже расположенные окна 2 в количестве 400000 кг/ч. Объединенный воздушный поток с температурой 33°C поднимается вверх по стволу башни и в количестве 497560 кг/ч с содержанием пыли 96 мг/м³ и с температурой 60°C через окна 15 поступает в устройство для очистки воздуха 8, а затем по воздуховоду 17 сбрасывается в атмосферу в количестве 502310 кг/ч с содержанием пыли 10 мг/м³ и с температурой 40°С.