Спосіб отримання гранульованої вапняно-аміачної селітри

Винахід відноситься до способів одержання добрива на основі аміачної селітри, зокрема до способів одержання гранульованої вапняноаміачної селітри (ВАС) і може бути використано для утилізації вапняків-відходів сіркодобувних виробництв. Відомий спосіб одержання гранульованої вапняно-аміачної селітри, який включає змішування плаву аміачної селітри і вапняку, гранулювання, сушк у, о холодження в гранбаштах [1, с.82]. До недоліків відомого способу треба віднести: великі втрати азоту, тому що плав аміачної селітри має високу температуру; неможливість одержання заданого розміру гранул; великі капітальні витрати на будівництво; великі енерговитрати на підготовку вапняку. Відомий спосіб одержання гранульованої вапняно-аміачної селітри шляхом напилення плаву аміачної селітри на завісу з твердих частин і вапняку в апараті барабанного типу в потоці повітря при температурі 140°C [1, с.83]. До недоліків цього способу відносяться: ретур повертається в барабан при температурі 120°C, все механічне обладнання працює в тяжких температурних режимах; з барабану виноситься велика кількість пилу; неможливість одержання однорідного складу гранул, Найбільш близьким по технічній суті і ефекту, який досягається, до пропонуємого способу є спосіб одержання гранульованої вапняно-аміачної селітри в двухвальному шнековому грануляторі, де плав аміачної селітри (98 - 99%) змішують з обезводненим і помеленим вапняком, гранулюють і направляють на сушку в апарат барабанного типу при температурі 140°C і охолоджують гранули до 30°C [1, с.83]. До недоліків цього способу належать: строго обмежений час перебування плаву аміачної селітри і вапняку, в шнеку-грануляторі (не більше 14 - 15сек); великі енерговитрати на підготовку вапняку; повернення ретуру при високих температурах (120°C). Основним завданням цього винаходу є розробка способу одержання гранульованої аміачної селітри з вапняків-відходів сіркодобувних виробництв, удосконалення процесу гранулювання ВАС, поліпшення якості гранульованої ВАС, зменшення втрат азоту і організація безвідхідного процесу. Завдання, яке встановлено, досягається тим, що в барабані-грануляторі плав аміачної селітри змішують з вапняком, який вміщує 6 - 12% води в співвідношенні (2,5 - 3) : 1 і ретуром, при цьому підтримують співвідношення ретура до продукту (5 - 7) : 1. При змішуванні ретура (температура 80°C) з вапняком (температура 10 - 25°C) і плавом аміачної селітри (температура 150°C) в барабані грануляторі відбувається зниження температури плаву, як за рахунок змішування так і за рахунок випарювання води з вапняку до 80 - 90°C, що різко сповільнює проходження реакції утворення нітрату кальцію з аміачної селітри і вапняку. Присутність нітрату кальцію погіршує фізичні властивості добрива. Подача розчину, який містить сульфат амонію зі стадії очистки хвостових газів, в барабангранулятор сприяє поліпшенню якості продукту, тому що сульфа тація інгібірує реакцію утворення нітрату кальцію. Крім того, присутність сульфату амонію перешкоджає поліморфним переходом II ® III ® IV, які проходять з великими об'ємними і структурними змінами і сприяє переходу II ® IV, котрий проходить без об'ємних змін. При цьому продукт одержується в стабільній кристалічній модифікації і, відповідно, можливо його тривале зберігання. Таким чином, швидке зниження температури плаву аміачної селітри і подача розчину, який містить сульфат амонію, в барабан-гранулятор виключає втрати азоту, поліпшує якість продукту і робить процес безвідхідним. Сушк у продукту після барабана-гранулятора. проводять в апараті барабанного типу димовими газами, які розбавлені повітрям при температурі 120 - 130°C. Порівняння рішення, яке заявляється, з прототипом показує, що спосіб, який заявляється, відрізняється від відомого сукупністю наведених вище ознак і відповідає критерію винаходу "новизна". Порівняння рішення, яке заявляється, не тільки з прототипом, але і з іншими технічними рішеннями в даній галузі те хніки не дало змоги виявити в них ознаки рішення, яке заявляється, що дозволяє зробити висновок про відповідність винаходу критерію "Суттєва ознака". На кресленні (фіг.) приведена принципова технологічна схема одержання гранульованої ВАС з вапняків-відходів сіркодобувних виробництв і аміачної селітри. В барабан-гранулятор 1 подають по транспортерній стрічці 2 ретурта із бункеру З вапняк і змішують з плавом аміачної селітри при заданих температурах і співвідношеннях. Сюди ж подають розчин, який містить сульфат амонію із стадії очистки хвостови х газів. З барабанагранулятора 1 гранульований продукт поступає в сушильний барабан 4, в якому проводиться сушка димовими газами, які розбавлені повітрям, при температурі 120 - 130°C. Із сушильного барабану 4 продукт подають у відділення розсіву і дроблення 5, звідки частина продукту у вигляді ретур у подається в барабан-гранулятор 1, а готовий продукт охолоджується в холодильнику 6 до температури нижче 30°C і подається на склад. Приклад 1. На досліди їй установці в барабангранулятор подавали: ретура - 3тн., вапняку - 176кг (вапняку - 155кг, вода - 21кг), плаву аміачної селітри - 439кг (аміачна селітра - 426кг, вода - 13кг); розчину сульфату амонію - 40кг (сульфат амонію - 132кг, вода - 21кг, пил - 6кг). Температура вихідних інгредієнтів становила: ретур - 70°C; вапняк - 20°C, плав аміачної селітри 150°C; розчин сульфату амонію - 70°C. Температура в барабані - грануляторі після змішування інгредієнтів встановилась 94°C. В сушильний барабан подавались димові гази в кількості 2238кг/год при температурі 125°C. Одержали готовий продукт з таким складом, %: Масова частка азоту 25,0 Карбонат кальцію 22,0 Елементарної сірки 1,5 Води 0,8 Сульфату амонію 2,0 Режим по ретурності становив 5 : 1. При температурі димових газів нижче 120°C процес сушки ускладнюється через лінійні швидкості теплоносія в барабані, що викликає збільшення пилоуносу і підвищення енерговитрат. Приклад 2. На промисловій технологічній лінії (барабан - гранулятор - діаметр 5м, довжина 8м, барабан-сушилка - діаметр 5м, довжина - 48,5м) провели грануляцію і сушку ВАС з використанням відходів (вапняків) сіркодобувного виробництва. Склад вапняку, %: CaO - 45,8, MgO 0,9 - 4,6; Оз 7,54, Н.3 - 9,5, H 2O - 12,0. Плав аміачної селітри, %: NH4NO3 - 98,0; H 2O 2,0 Величини технологічних потоків: Ретур - 300тн/год; вапняк - 17,6тн/год, плав аміачної селітри 43,9тн/год; розчин сульфату амонію - 4,0тн/год, димові гази - 224тн/год. Температура потоків на вході в гранулятор: ретур - 70°C, вапняк - 10°C, плав аміачної селітри - 150°C, розчин сульфату амонія - 70°C. Температурний режим сушки: в сушильний барабан продукт поступав з температурою 80°C, димові гази - 125°C. Із сушильного барабану продукт і димові гази виходили з температурою - 80°C. Склад готового продукту, %: NH4NO3 77,9 CaOзаг 8,7 (NH4)2O4 1,0 S 1,0 H2O 0,2 Н.3. 2,3 Nзаг 27,3 CaCO3 15,4 CaSO4 2,2 Статична міцність - 33н/гранулу. Гранулометричний склад, %; 6мм - відсутні, 6 5мм - 4,9, 5 - 2мм - 91,9, 2 - 1мм - 3,2.