Тимонин А.С. - Инж-эко справочник т 3 (1044950), страница 193
Текст из файла (страница 193)
В связи с этим методы грану- пирования целесообразно классифицировать следующим образом: окатывание (формирование гранул в процессе их агрегации или послойного роста с последующим уплотнением структуры); диспергирование жидкости в свободный объем или нейтральную среду (образование и отвердевание капель жидкости при охлаждении в газе или жидкости); диспергирование жидкости на поверхность гранул, находящихся во взвешенном состоянии (кристаллизация тонких пленок в результате их обезвоживания или охлаждения на поверхности гранул); прессование сухих порошков (получение брикетов, плиток и т. п.
с последующим их дроблением на гранулы требуемого размера); формование или экструзия (продавливание вязкой жидкости или пастообразной массы через отверстия). Гранул ирование методом окатывания состоит в предварительном образовании агрегатов из равномерно смоченных частиц или в наслаивании сухих частиц на смоченные ядра — центры гранулообразования. Этот процесс обусловлен действием капиллярно-адсорбционных сил сцепления между частицами и последующим уплотнением структуры, вызванным силами взаимодействия между частицами в плотном динамическом слое, например в грануляторах барабанного или.тарельчатого типов. Гранулирование методом диспергирования жидкости в свободный объем заключается в разбрызгивании жидкости, например безводного плава гранулируемого вещества, на капли, приближенно однородные по размеру и последующей их кристаллизации при охлаждении в нейтральной среде (воздухе, масле и т.
п.). Гранулирование сухих порошков методом прессования, т. е. уплотне- 915 Глава 2. Оборудоваггие для физико-лгехаггическихлгегггодов ггереработки ния под действием внешних сил, основано на формировании плотной структуры вешества, что обусловлено возникновением прочных когезионных связей между частицами при их сжатии. Полученный в результате уплотнения брикет (плитка, лента) дробят и направляют на рассев для отбора кондиционной фракции гранул, являющихся готовым продуктом..
Оборудование для этого метода рассмотрено в разделе 1.4. главы 1. Гранулирование методом диспергирования жидкости (пульп, растворов, суспензий, плавов) на поверхность частиц во взвешенном состоянии заключается в импульсном нанесении на твердые частицы тонких пленок исходного вещества и последующей сушке (или охлаждении) в потоке теплоносителя. Гранулирование методом формования или экструзии состоит в продавливании пастообразной массы, представляющей собой либо увлажненную шихту, либо смесь порошка с легкоплавким компонентом, через перфорированные приспособления с последующей сушкой гранул или их охлаждением. Использование процессов гранулирования на практике имеет ряд специфических особенностей, продиктованных свойствами гранулируемых материалов, масштабом установок, требованиями, предъявляемыми к качеству гранул.
Ниже рассматриваются практические особенности гранулирования минеральных удобрений, фосфатов, фосфогипса, лекарственных вешеств, серы, полимеров,' каучуков, резиновых смесей, синтетических моющих средств, железорудных 916 концентратов, металлов и сплавов, почв. Практика гранулирования значительно шире рассмотренных примеров, однако уже этот перечень производимых с помощью гранулирования продуктов и материалов дает, на наш взгляд, наглядное представление об актуальности и возможностях развития процессов гранулирования. Гранулнрованне минеральных удобрений. Азотные удобрения (аммиачная селитра и карбамид) гранулируют путем диспергирования расплава в- полых грануляционных башнях.- Раствор аммиачной селитры концентрацией 62 — 65 %, полученный в аппарате ИТН (с использованием тепла нейтрализации) упаривают до плава концентрацией 98,4 — 98,6 % а затем доупаривают до 99,7% ИН,ХОз.
Плав поступает в грануляционную башню, продуваемую воздухом в режиме противотока из расчета 8 — 10 м' на 1 кг продукта. Полученные гранулы выгружают при температуре 70 — 90 'С и направляют на охлаждение, рассев и опудривание. В агрегатах большой. мощности АС-72 плав при температуре 190 'С разбрызгивают в башне, гранулируют и охлаждают до 125 — 130 'С, а затем в псевдоожиженном слое доохлаждают до 45 — 55 С. Раствор карбамида после дистилляции направляют на выпарку, проводимую в две стадии: при температуре 118 — 120 С и давлении 22— 27 кПа до концентрации карбамида 92 — 93% и при 135 — 140 'С и 3 кПа до концентрации 99,5 — 99,8%.
Плав гранулируют и охлаждают в башне, затем рассеивают получаемые гранулы. Товарную фракцию кондиционируют. Часть 1Х Осповпое оборудование для переработки твердых отходов , Фосфорные удобрения (простой и двойной суперфосфаты) гранулируют методом окатывания и путем диспергирования пульп на поверхность частиц с одновременной сушкой гранул в барабанном грануляторе-сушилке (БГС). Шихту простого суперфосфата, получаемую после сернокислотного разложения фосфата и складского вызревания, смешивают с кальцийсодержащими нейтрализующими добавками, гранулируют в барабанном грануляторе с увлажнением водой или паром, высушивают полученные гранулы.
После рассева товарную фракцию охлаждают, а крупную дробят и вместе с мелкой возвращают в процесс в качестве ретура. Поточный метод получения двойного суперфосфата предусматривает смешение фосфорита с фосфорной кислотой в реакторе при температуре 50 — 60 С в течение:1 ч до разложения фосфорита на 52— 55 % Сушку и гранулирование пульпы осуществляют путем диспергирования ее на поверхность частиц слоя в аппарате БГС. Температуру слоя поддерживают 90 — 95 С, при этом осуществляется доразложение фосфатного сырья до 70 — 80 %. После гранулирования проводят рассев и охлаждение продукта.
Калийные удобрения (хлорид калия) гранулируют методом прессования кристаллического продукта, который получают следующим образом. Раствор хлорида калия медпенно охлаждают в многоступенчагой вакуум-кристаллизационной установке, где выделяется крупно- кристаллический (не менее 0,15 мм) КС1.
Сгущенную пульпу подают на горизонтальныс автоматические центрифуги периодического дей-, ствия, где получают кристаллы КС1 влажностью 5 — 8 %. Их сушат во вращающемся,барабане или в аппарате с псевдоожиженным.слоем при температуре слоя 100 С до влажности 1 — 1,5 %.
Порошковидный хлорид калия прессуют на валковых прессах при скорости прессования 0,80 — 0,84 м/с и давлении 400 — 500 МПа. Гранулированный продукт, получаемый после дробления прессованной плитки, рассеивают с выделением товарной фракции 1 — 5 мм. Крупные частицы вновь дробят и вместе с мелкими возвращают на повторное прессование. Сложные колтлексные удобрения содержат два или три основных питательных элемента (азот, фосфор и калий), а иногда и другис, например магний, кальций, серу, микроэлементы. Гранулированные сложные удобрения получают либо кислотной переработкой природных фосфатов с получением азотфосфорсодержащей пульпы„либо аммонизацией кислоты (смеси кислот).
Нейтрализованные пульпы при необходимости смешивают с калийным компонентом. Переработку пульп и гранулирование сложных удобрений осуществляют по нескольким технологическим схемам. Фосфаты аммония (аммофос) получают по двум схемам: с концентрированием фосфорной кислоты, с концентрированием пульпы. По первой схеме экстракционную фосфорную кислоту упаривают в вакуум-выпарных аппаратах до концентрации 52 — 54 % Р,О„разбавляют стоками от абсорбции до 47 % Р,О, и частично аммонизируют до 917 Глава 2.
Оборудование для физико-меканическик методов переработки соотношения ИНз: Н,Р04 = 0,7 в емкостных реакторах. Далее пульпу разбрызгивают на поверхность часгиц ретура в аммонизаторе-грануляторе (АГ) при одновременной подаче в него под слой материала аммиака. Шихту в аммонизаторе-грануляторе нейтрализуют до соотношения ХНз: Н,РО4= 1,05 — 1,1 и гранулируют при температуре 80 — 90' и влажности 1,5 — 2,5 %, а затем высушивают в барабанной сушилке. По второй схеме вначале аммонизируют неупаренную фосфорную кислоту, затем осуществляют концентрирование пульпы до содержания в ней влаги 18 — 35%.
Гранулирование и сушку полученной пульпы ведут в барабанном грануляторе-сушилке (БГС). Общими для двух схем являются стадии рассева гранулированного продукта и охлаждения товарной фракции. 'Тройные ~ИРК) сложные удаарения также получают по двум схемам: с одной стадией гранулирования, а также с двухстадийным гранулированием. По первой схеме. частично аммонизированную пульпу фосфатов аммония с молярным соотношением ХНз: Н,РО, = 0,7 подают в аппарат АГ, где ее смешивают и гранулируют вместе с ретуром (кратность 4 — 8), хлоридом калия и нитратом аммония (в виде плава). Гранулируемую шихту нейтрализуют аммиаком до соотношения ИНз: Н,РО, = = 1,05 — 1,1, а затем гранулируют и сушат в режиме, близком к описанному выше.
По второй схеме часть концентрированной фосфорной кислоты аммонизируют в емкостном реакто- 918 ре до мольного соотношения 0,7, направляют в аппарат АГ для смешения, гранулирования и донейтрализации до ИНз: Н,РО4 = 1,1 с плавом нитрата аммония, хлоридом калия и ретуром. Другую часть фосфорной кислоты разбавляют стоками от абсорбции до содержания 40 % Р,О,, аммонизируют в струйном реакторе до соотношения ИН . Н РО 1,1 и диспергируют на поверхность частиц в аппарате БГС, куда также подают шихту из аппарата АГ. Благодаря улучшению условий сушки в БГС всего гранулированного продукта (большая часть влаги находится в поверхностном слое гранул, что позволяет интенсифицировать процесс сушки и уменьшить время пребывания материала в аппарате) производительность всей линии увеличивается на 10 — 15 % по сравнению с одностадийной схемой гранулирования сложных (ЯРК) удобрений.
Конднцноннрование н кансулированне гранул удобрений. Хранение и применение гранулированных удобрений иногда затруднено из-за неудовлетворительных физико-механических свойств. Вынужденное смешение нескольких солей приводит к еще большему ухудшению свойств смеси главным образом в результате увеличения гигроскопичности и слеживаемости, Доведение физико-механических свойств гранул удобрений до уровня, обеспечивающего его длительную сохранность, называют кондиционированием. Этот процесс заключается в снижении гигроскопичности и слеживаемости путем поверхностного модифицирования Чаопь УХ. Основное оборудование дяя переработки твердых отходов гранул, т.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
