Технология карбамида - Горловский Д.М.
Скачать (прямая ссылка):
форными и калийными удобрениями. Гранулы последних имеют, как правило, больший диаметр, чем гранулы карбамида, получаемые в башнях. Это приводит к сегрегации компонентов смешанного удобрения при транспортировке и хранении. Кроме того,' более крупные гранулы карбамида необходимы при удобрении лесных массивов с использованием авиации.
Поскольку склонность твердых частиц карбамида к агломерации при перемешивании невелика [80], получение его гранул из твердых частиц возможно только при введении расплава или раствора в перемешиваемый слой. При этом происходит постепенное наслаивание карбамида на поверхность мелких частиц — рост гранул.
Перемешивание может осуществляться в аппаратах с лопастными мешалками или шнеками [81 ], во вращающихся барабанах [80, 82, 83], на вращающихся тарелках с наклонной осью [84— 86], в кипящем слое [87—89].
Из процессов гранулирования в барабанах представляет интерес так называемый «сферодайзер-процесс», применяемый в промышленных условиях [80]. Используемый в этом процессе вращающийся барабан разделен поперечной кольцевой перегородкой на секции гранулирования и охлаждения. В первую из этих секций подают ретур (мелкие и раздробленные крупные частицы после классификации продукта) и впрыскивают расплав карбамида. В процессе вращения барабана частицы многократно соприкасаются с расплавом прежде, чем поступают в секцию охлаждения через отверстие в перегородке, поэтому и происходит постепенное наслаивание расплава на поверхность частиц. В секции охлаждения гранулы окончательно отвердевают при противотоке воздуха. Описана модификация процесса с прямоточной подачей воздуха. Полученный продукт классифицируют, возвращая ретур в гранулятор (коэффициент рецикла 2). Прочность гранул карбамида в 1,8—2,8 раза выше, чем у гранул, полученных в башнях.
В другом варианте процесса барабан используется только для гранулирования; охлаждение производится в отдельном холодильнике; ретур подается в барабан при 345—360 К с коэффициентом рецикла 2-г- 3.
Описан также процесс, в котором кристаллический карбамид подают во вращающийся барабан, где имеется продольный нагреватель (кожух с газовыми горелками внутри). Через барабан прямотоком проходит охлаждающий воздух. В результате вращения барабана частицы карбамида при перемещении по его длине многократно проходят зоны нагрева н охлаждения (соответственно оплавления и затвердевания), увеличиваясь при этом в размерах [83].
Гранулирование на вращающихся наклонных тарелках с бортами основано на том, что при одновременном действии гравитационных и центробежных сил твердые частицы движутся на тарелке по сложным траекториям, образуя вихревой поток, центр которого смещен от оси вращения в сторону нижнего края тарелки (рис. V.15). Частицы при движении многократно пересекают зону введения раствора или расплава (зона А на рис. V.15), который наслаивается на поверхность частиц. С увеличением размера частицы радиус ее траектории возрастает, она поднимается в верхнюю часть вращающегося слоя и, в конце концов, перелетает через борт тарелки в нижней ее части.
Известны два промышленных процесса грануляции карбамида в тарельчатых грануляторах. В одном из них [84] расплав и мелкие твердые частицы карбамида вводят на тарелку в соотношении 1 -.2,1. Выходящие гранулы имеют температуру 370— 375 К.
Рис. V.15. Характер движения частиц в тарельчатом грануляторе [85]:
А — зона подачи расплава; В — выход гранул.
расплавляющие кароамид;
После охлаждения из них классификацией выделяют фракцию 1,41—3,36 мм, возвращая мелкие, а также раздробленные крупные частицы, в гранулятор. В другом процессе [85] гранулирование осуществляют при более высокой температуре (~400 К) и меньшем масштабе рецикла твердой фазы (коэффициент ретура 0,7 4-1). Получают гранулы размером 2—4 мм. Угол наклона плоскости грануляторов к горизонту составляет 50—65°, скорость вращения — 1—2 с"1.
Существуют некоторые модификации тарельчатых грануляторов [86]. В одном из них на тарелке расположен перемешивающий скребок, в другом — карбамид подается только в виде твердых частиц в верхнюю часть тарелки; против нижней части тарелки расположены газовые горелки, частично
по принципу действия этот аппарат аналогичен барабанному гранулятору [83], описанному выше.
Разработано несколько процессов гранулирования карбамида в кипящем слое, перемешиваемом псевдоожижающим газом. В одном из них [87] слой гранул псевдоожижают воздухом с температурой 295—315 К и подают непосредственно в слой через горизонтальные форсунки 85% раствор карбамида, поддерживая температуру в слое на уровне 340—350 К- Полученные гранулы размером 0,2—3 мм отводят в аппарат для охлаждения и сепарации, где фракцию размером до 1 мм отдувают воздухом и возвращают в кипящий слой пневмотранспортом. В другом процессе [88] в слой гранул, псевдоожижаемый воздухом, впрыскивают через специальные сопла 70% раствор карбамида вместе с горячими газами (775—875 К). Сопла проходят через решетку и создают в слое зоны фонтанирования, в которых из раствора испаряется вода.