Технология карбамида - Горловский Д.М.
Скачать (прямая ссылка):
В способах [89] уточняются различные параметры процесса гранулирования карбамида в кипящем слое. Так, предлагается подавать ретур с температурой на 5—30 К ниже температуры грануляции, а расплав — на 5—25 К выше температуры грануляции; поддерживать такой режим подачи газа, при котором относительная влажность отходящего газа не превышала бы 20%; гранулировать карбамид при —-400 К и 1,6—2,5 МПа непосредственно из плава после 1 ступени дистилляции в слое гранул, псевдоожнжаемом рециркулируемой смесью NH3 и CO2.
Способы грануляции карбамида в кипящем слое пока еще не получили промышленного распространения. Основное препятствие на пути их развития — образование большого числа мелких капель при впрыскивании расплава в кипящий слой; поток псев-доожижающего воздуха выносит часть этих капель из слоя в виде затвердевших мелких частиц. Поэтому очистка отходящего воздуха от пыли карбамида в этой группе способов сопряжена с значительными затратами.
Прессование и формование. Эти способы позволяют получить карбамид в виде частиц высокой прочности с малым содержанием биурета. Прессованию можно подвергать мелкокристаллический карбамид, например, с частицами размером 0,07—0,15 мм, при температуре до 395 К и давлении до 50 МПа [90]; образующийся при этом полупродукт дробят и классифицируют. Частицы карбамида длиной 1,27—6,35 мм и диаметром 2,54—6,35 мм получают путем экструзии кристаллического продукта через предварительно обработанные отверстия [91]; предварительная обработка включает экструзию продукта, к которому добавлены смазкн (графит, тальк, стеариновая кислота и ее соли), через отверстия.
Прессовать и выдавливать можно также суспензию кристаллов в расплаве; кристаллический продукт, нагретый до 325—405 К и пластифицированный добавлением воска, парафина и других веществ, либо расплава карбамида [92]. В последнем случае давление прессования может быть снижено до 0,2—10 МПа.
4. Модифицирование карбамида
Модифицирование товарного карбамида путем введения в его состав добавок или покрытия гранул различными веществами имеет своей целью повысить эффективность его использования в земледелии и животноводстве. В результате применения модификаторов сохраняется сыпучесть карбамида при его транспортировке, хранении и использовании, повышается прочность гранул, замедляется гидролиз и нитрификация в почве, повышается питательная ценность благодаря введению дополнительных питательных веществ, в частности, микроэлементов.
Карбамид может потерять сыпучесть из-за образования контактов сцепления между частицами. Различают три основных типа контактов: когезионные', фазовые и жидкостные [93]. Коге-зионные контакты возникают, если на поверхности соприкосновения частиц отсутствуют адсорбционные слои молекул воздуха пли других веществ. Воздействие нагрузок на частицы при транспортировке свежеприготовленного, хорошо высушенного карбамида, когда адсорбция газов и паров на его поверхности минимальна, приводит к увеличению количества точек когезионного контакта и к уплотнению продукта. Эффективный способ борьбы с когезионным уплотнением — охлаждение гранулированного продукта: при снижении его температуры увеличивается адсорбция воздуха на поверхности, затрудняющая или устраняющая коге-зионный контакт. Если охлаждение производится в кипящем слое, то при этом неровности поверхности гранул истираются и уменьшается возможное число точек контакта. Последнее достигается, если применять и такие методы обработки гранул, как частичное их поверхностное оплавление при поддержании массы гранул ниже точки плавления карбамида или продувка водяным паром, а затем сухим воздухом при T > 373 К [94].
При некотором увлажнении продукта между частицами возникают фазовые контакты в результате самодиффузии молекул, растворения карбамида на ровной поверхности гранул'и кристаллизации его в точках касания. В этих точках образуются мениски, над которыми давление паров воды ниже, чем над ровной поверх-202
ностыо. Прн большом увлажнении фазовые контакты переходят в жидкостные (коагуляционные): происходит образование слоев насыщенного раствора, связывающих зерна в единый агломерат, упрочняющийся при понижении температуры. Фазовые и жидкостные контакты приводят к слеживанию и слипанию карбамида.
Для устранения этих процессов применяют модификаторы. По своему характеру и механизму действия они могут быть разделены на несколько групп 195]: 1) поверхностно-активные вещества; 2) инертные изолирующие вещества; 3) вещества, вступающие в химическое взаимодействие с карбамидом на поверхности частиц; 4) вещества, вводимые до кристаллизации и меняющие физическую структуру продукта. Все эти модификаторы, устраняя слеживание карбамида, одновременно понижают скорость его растворения и, следовательно, вымывания из почвы.
Поверхностно-активными модификаторами карбамида могут быть жидкие и твердые нефтепродукты, амины, карбоновые кислоты и их производные, эфпрьг фосфорной кислоты, соли алкнларенсульфокислот, кетопы, замещенные карбамиды и амидины, четвертичные аммонийные соли, полисахариды, полиэфиры, поливиниловый спирт, кремнийоргаинческие соединения, белковые вещества [96].