Спосіб та установка для одержання гранульованого добрива

Реферат: Винахід стосується способу і установки для одержання гранульованого добрива, наприклад карбаміду і аміачної селітри. Гранульоване добриво отримують шляхом диспергування його розплаву в об'ємі грануляційної вежі, де одержані краплі розплаву охолоджуються та твердіють під час їх падіння в контакті з висхідним потоком повітря. Одержані гранули охолоджують в виносному апараті псевдозрідженого шару з горизонтальним переміщенням гранул. В апараті псевдозрідженого шару здійснюється окреме виведення запиленого повітря щонайменше з двох зон апарата, при цьому запилене охолоджувальне повітря з першої по ходу гранул зони апарата псевдозрідженого шару направляють в пристрій очищення запиленого повітря, запилене охолоджувальне повітря з подальших зон апарата псевдозрідженого шару направляють в грануляційну вежу. Технічний результат полягає в зменшенні об'єму запиленого повітря, яке надходить на очищення з апарата псевдозрідженого шару, і скороченні внаслідок цього капітальних затрат на його очищення. UA 111412 C2 (12) UA 111412 C2 UA 111412 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід стосується способів і установок для одержання гранульованих добрив, наприклад карбаміду і аміачної селітри. Попередній рівень техніки Відомий і є найбільш близьким до запропонованого спосіб одержання гранульованого добрива, який включає розприскування розплаву добрива у верхній частині грануляційної вежі, охолодження та твердіння крапель розплаву, які утворюються, під час їх падіння у висхідному потоці повітря, транспортування одержаних гранул з нижньої частини вежі у виносний апарат псевдозрідженого шару для їх охолодження з подальшим вивантаженням (SU 136331, B01J 2/04, С05С 1/02, 1959). Відома і є найбільш близькою до запропонованої установка для отримання гранульованого добрива, яка включає грануляційну вежу з диспергатором розплаву добрива і засобами для подачі повітря в нижній частині вежі, виносний апарат псевдозрідженого шару для охолодження одержаних гранул, засоби для подачі гранул з грануляційної вежі в апарат псевдозрідженого шару, засоби для вивантаження гранул з апарату псевдозрідженого шару, засоби для подачі повітря в апарат псевдозрідженого шару, засоби для виведення запиленого повітря з апарату псевдозрідженого шару (SU 136331, B01J 2/04, С05С 1/02,1959). Недоліком відомого способу і установки є необхідність використання громіздких і енергоємних приладів для очищення великого об'єму запиленого повітря, яке відводиться з апарату псевдозрідженого шару, що вимагає великих енергетичних і капітальних затрат. Розкриття винаходу Задача, яка вирішується запропонованим винаходом, полягає в удосконаленні існуючих способу і установки для одержання гранульованого добрива та підвищенні їх ефективності. Технічний результат, отриманий під час здійснення винаходу, полягає в зменшенні об'єму запиленого повітря, яке надходить на очищення з апарату псевдозрідженого шару, і скороченні внаслідок цього енергетичних та капітальних затрат на його очищення. Для досягнення вказаного результату запропоновано спосіб одержання гранульованого добрива, який включає розприскування розплаву добрива в верхній частині грануляційної вежі, охолодження і твердіння крапель розплаву, які утворюються, під час їх падіння в контакті з висхідним потоком повітря, транспортування отриманих гранул з нижньої частини вежі у виносний апарат псевдозрідженого шару для їх охолодження з подальшим вивантаженням, подачу повітря в апарат псевдозрідженого шару і виведення запиленого охолоджувального повітря з апарату псевдозрідженого шару, який відрізняється тим, що здійснюють очищення запиленого повітря, яке відходить з вежі, гранули транспортують в апарат псевдозрідженого шару з горизонтальним переміщенням гранул і роздільним виведенням запиленого повітря, щонайменше, з двох зон апарату, при цьому запилене охолоджувальне повітря з першої по ходу гранул зони апарату псевдозрідженого шару направляють в пристрій очищення запиленого повітря, а запилене охолоджувальне повітря з подальших зон апарату псевдозрідженого шару направляють в грануляційну вежу. Запилене охолоджувальне повітря, яке направляється в грануляційну вежу, може бути зволожено до входу в неї. Для досягнення цього результату запропонована також установка для одержання гранульованого добрива, яка включає грануляційну вежу з диспергатором розплаву добрива і засобами для подання повітря в нижній частині вежі, виносний апарат псевдозрідженого шару для охолодження одержаних гранул, засоби для подачі гранул з грануляційної вежі в апарат псевдозрідженого шару, засоби для вивантаження гранул з апарату псевдозрідженого шару, засоби для подачі повітря в апарат псевдозрідженого шару, засоби для виведення запиленого повітря з апарату псевдозрідженого шару, яка відрізняється тим, що установка має пристрій для очищення повітря з грануляційної вежі, пристрій для очищення повітря з апарату псевдозрідженого шару, засоби для подачі запиленого повітря з грануляційної вежі в пристрій для очищення повітря, апарат псевдозрідженого шару виконано з горизонтальним переміщенням гранул, а засоби для виведення запиленого повітря з апарату псевдозрідженого шару включають, щонайменше, два повітропроводи для виведення повітря з різних зон апарату псевдозрідженого шару, перший з яких по ходу руху гранул в апараті псевдозрідженого шару з'єднаний з пристроєм для очищення повітря з апарату псевдозрідженого шару, а подальші повітропроводи з'єднані з грануляційною вежею. Щонайменше, один повітропровід для подачі запиленого повітря в грануляційну вежу може бути оснащений засобами для розпилення вологи. В цьому способі і установці для охолодження одержаних гранул запропоновано використання апарату псевдозрідженого шару з горизонтальним переміщенням гранул уздовж апарату і роздільним виведенням повітря з різних зон апарату по ходу руху гранул. Гранули, які потрапляють до апарату, місять велику кількість дрібнодисперсного пилу добрива, який 1 UA 111412 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 забирається відпрацьованим охолоджувальним повітрям переважно в першій по ходу руху гранул зоні апарату, а у подальших зонах апарату кількість пилу, який забирається охолоджувальним повітрям, істотно знижується. Запропоновані спосіб і установка дозволяють розділити ці повітряні потоки. Сильно запилене повітря з першої зони апарату направляють в пристрій для очищення повітря з апарату псевдозрідженого шару, при цьому значне зниження об'єму повітря, що надходить, в порівнянні з відомим способом дозволяє використати менші за розмірами пристрої для очищення та істотно зменшити навантаження на вентилятори. Слабо запилене повітря з подальших зон апарату направляють в грануляційну вежу, де воно змішується з основним потоком повітря, яке забирається з атмосфери, і надалі разом з ним потрапляє в пристрій для очищення повітря з грануляційної вежі. Наявність в апараті псевдозрідженого шару більш ніж двох зон для виведення запиленого повітря може бути обумовлено великою протяжністю по горизонталі самого апарату псевдозрідженого шару. В цьому випадку кожна зона оснащується власним повітропроводом для відведення повітря. Повітропроводи з другої і подальших зон можуть бути об'єднані в спільний колектор, зв'язаний з грануляційною вежею. При підвищенні температури атмосферного повітря до 30°C і вище можливе зволоження повітря, яке надходить до грануляційної вежі з апарату псевдозрідженого шару, що дозволяє забезпечити збільшення температурного перепаду між повітрям і гранулами добрива вище зони змішення потоків повітря. Це, у свою чергу, дозволяє уникнути необхідності збільшення об'єму повітря з атмосфери, що направляється в грануляційну вежу. Таке збільшення украй небажане, оскільки призводить до зростання гідравлічного опору вежі, збільшенню навантаження на вентилятори і очисні пристрої грануляційної вежі. Різні зони апарату можуть бути розділені вертикальними перегородками, утворюючи секції. У разі секціонування простору над робочою решіткою, нижній край вертикальних перегородок не доходить до робочої решітки, утворюючи простір для безперешкодного проходу гранул. Також можливо секціонувати простір під робочою решіткою, в цьому випадку вертикальні перегородки виконують суцільними, повністю перекриваючи простір від дна апарату до робочої решітки. Секціонування простору під робочою решіткою може бути доцільне у разі потреби подання повітря для псевдозрідження окремо по зонам апарату. Режим роздільного подання і виведення повітря по зонам в апараті псевдозрідженого шару дозволяє організувати при необхідності з мінімальними енерговитратами регулювання температури товарного продукту, який вивантажується з апарату псевдозрідженого шару. Так, при охолодженні гранул карбаміду, при високій температурі довкілля, повітря, яке подається в останню по ходу гранул зону апарата, на вході може додатково охолоджуватися. При охолодженні гранул аміачної селітри повітря, що подається в останню по ходу гранул зону апарата, на вході може підігріватися для того, щоб забезпечити кінцеву температуру гранул на виході з апарату псевдозрідженого шару вище за точку гігроскопічності при підвищеній вологості, що дозволить уникнути насищення вологою гранул в процесі упаковки після вивантаження їх з апарату псевдозрідженого шару. При цьому при високій температурі довкілля може додатково охолоджуватися повітря, що подається в першу по ходу гранул зону апарата псевдозрідженого шару. У виробництві добрив з використанням запропонованих способу і установки можна застосовувати очищення запиленого повітря мокрим способом, що включає циркуляцію водних розчинів, що утворюються, які у міру концентрування направляють на упарювання. Можлива така організація роботи, при якій концентрація розчину в циркуляційному контурі грануляційної вежі підтримується на рівні 4-5% за рахунок постійного поповнення циркуляційного контуру паровим конденсатом і відведення частини розчину в циркуляційний контур очисного пристрою апарату псевдозрідженого шару, в якому концентрація розчину доводиться до 30-40%, а потім розчин подається на випарювання. При цьому досягається як загальне зниження енергозатрат, так і зниження сумарного валового викиду в атмосферу шкідливих речовин за рахунок зниження концентрації добрива в промивній рідині, частина якої виноситься у вигляді бризок з грануляційної вежі. Короткий опис фігур креслень Суть винаходу ілюструється конкретною технологічною схемою установки, приведеною на фіг. 1, що додається, та наведеними нижче прикладами здійснення способу з використанням установки. Згідно з фіг. 1 установка для отримання гранульованого добрива включає грануляційну вежу 1 з вікнами 2 для подання повітря, диспергатор 3, апарат псевдозрідженого шару 4 з робочою решіткою 5, вентилятор 6, пристрій для очищення повітря 7 з апарату псевдозрідженого шару 4, пристрій для очищення повітря 8 з грануляційної вежі 1, трубопровід 9 для подачі розплаву 2 UA 111412 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 добрива в диспергатор 3, транспортуючий пристрій 10 для подачі гранул з грануляційної вежі 1 в апарат псевдозрідженого шару 4, транспортуючий пристрій 11 для подачі гранул з апарату псевдозрідженого шару 4 до місця складування, повітропровід 12 для подачі повітря від вентилятора 6 в апарат псевдозрідженого шару 4, повітропровід 13 для подачі запиленого повітря з першої по ходу руху гранул зони апарата псевдозрідженого шару 4 в пристрій для очищення повітря 7, повітропровід 14 для подачі запиленого повітря з другої по ходу руху гранул зони апарату псевдозрідженого шару 4 в грануляційну вежу 1, вікна 15 для подачі запиленого повітря з грануляційної вежі 1 в пристрій для очищення повітря 8, повітропроводи 16, 17 для скидання очищеного повітря з пристроїв для очищення 7, 8 в атмосферу. Варіанти здійснення винаходу Приклад 1. Розплав карбаміду у кількості 42000 кг/год. з температурою 140°C по трубопроводу 9 подають в диспергатор 3 і розбризкують у верхній частині грануляційної вежі 1 назустріч висхідному потоку повітря. Гранули, які утворилися при застиганні крапель, у кількості 41970 кг/год. з температурою 90°C транспортуючим пристроєм 10 направляють в апарат псевдозрідженого шару 4. Переміщаючись уздовж апарату псевдозрідженого шару 4, гранули охолоджуються і у кількості 41930 кг/год. з температурою 45°C транспортуючим пристроєм 11 спрямовуються у вузол навантаження або на склад готової продукції. Повітря на охолодження гранул вентилятором 6 забирають з атмосфери с температурою 20°C і направляють з температурою 23°C у кількості 194000 кг/год. в апарат псевдозрідженого шару 4, де робочою решіткою 5 повітря рівномірно розподіляється по всій площині апарату. Відведення відпрацьованого повітря здійснюють роздільно по зонам. Сильно запилене повітря з першої по ходу руху гранул зони апарату псевдозрідженого шару 4 у кількості 97030 кг/год. з умістом пилу 3 399 мг/м і температурою 55°C відводять по повітропроводу 13 в пристрій для очищення повітря 7, що функціонує за принципом мокрого очищення, а після очищення по повітропроводу 16 3 3 скидають в атмосферу у кількості 98030 кг/год. з умістом пилу 10 мг/м , вологістю 40 мг/м і з температурою 28°C. Слабо запилене повітря з другої по ходу руху гранул зони апарата 3 псевдозрідженого шару у кількості 97010 кг/год. з вмістом пилу 133 мг/м і з температурою 40°C направляють по повітропроводу 14 в стовбур грануляційної вежі 1, де він змішується з повітрям, що забирається з атмосфери з температурою 20°С через нижче розташовані вікна 2 у кількості 400000 кг/год. Об'єднаний повітряний потік з температурою 25°C піднімається вгору по стовбуру вежі, контактуючи з каплями розплаву, що падають, і у кількості 497040 кг/год. з умістом пилу 3 104 мг/м і з температурою 52°C через вікна 15 потрапляє до пристрою для очищення повітря 8, що працює за принципом мокрого очищення, і після очищення по повітропроводу 17 скидається 3 3 в атмосферу у кількості 502310 кг/год. з умістом пилу 10 мг/м , вологістю 44 мг/м і з температурою 32°C. Приклад 2. Процес проводять аналогічно прикладу 1 з тією відмінністю, що повітря на охолодження гранул, що забирається з атмосфери вентилятором 6, має температуру 26°C, а на вході в апарат псевдозрідженого шару 4 має температуру 29°С. Сильно запилене повітря з першої по ходу руху гранул зони апарату псевдозрідженого шару 4, що відводиться по повітропроводу 13 в пристрій для очищення 7, має температуру 67°С і після очищення скидається в атмосферу по повітропроводу 16 з температурою 40°C. Слабо запилене повітря з другої по ходу руху гранул зони апарату псевдозрідженого шару 4, що направляється по повітропроводу 14 в стовбур грануляційної вежі 1, має температуру 50°C. При переміщенні цей повітряний потік зволожують за допомогою тонкого розпилення води у кількості 550 кг/год. з температурою 40°C, що забезпечує зниження температури повітряного потоку до 34°С. На вході в грануляційну вежу 1 зволожений повітряний потік змішується з повітрям, що забирається з атмосфери з температурою 26°C через нижче розташовані вікна 2 у кількості 400000 кг/год. Об'єднаний повітряний потік з температурою 33°C піднімається вгору по стовбуру вежі і у 3 кількості 497560 кг/год. з умістом пилу 96 мг/м і з температурою 60°C через вікна 15 потрапляє в пристрій для очищення повітря 8, а потім по повітропроводу 17 скидається в атмосферу у 3 кількості 502310 кг/год. з умістом пилу 10 мг/м і з температурою 40°C. Промислова застосовність Винахід може бути застосований в промисловому виробництві мінеральних добрив, наприклад карбаміду і аміачної селітри. 55 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 60 1. Спосіб одержання гранульованого добрива, який включає розприскування розплаву добрива в верхній частині грануляційної вежі, охолодження і твердіння крапель розплаву, які утворюються, під час їх падіння в контакті з висхідним потоком повітря, транспортування 3 UA 111412 C2 5 10 15 20 25 отриманих гранул з нижньої частини вежі у виносний апарат псевдозрідженого шару для їх охолодження з подальшим вивантаженням, подачу повітря в апарат псевдозрідженого шару і виведення запиленого охолоджувального повітря з апарата псевдозрідженого шару, який відрізняється тим, що здійснюють очищення запиленого повітря, яке відходить з вежі, гранули транспортують в апарат псевдозрідженого шару з горизонтальним переміщенням гранул і роздільним виведенням запиленого повітря щонайменше з двох зон апарата, при цьому запилене охолоджувальне повітря з першої по ходу гранул зони апарата псевдозрідженого шару направляють в пристрій очищення запиленого повітря, а запилене охолоджувальне повітря з подальших зон апарата псевдозрідженого шару направляють в грануляційну вежу. 2. Спосіб за пунктом 1, який відрізняється тим, що запилене охолоджувальне повітря, яке направляють в грануляційну вежу, зволожують до входу в неї. 3. Установка для одержання гранульованого добрива, яка включає грануляційну вежу з диспергатором розплаву добрива і засобами для подання повітря в нижній частині вежі, виносний апарат псевдозрідженого шару для охолодження одержаних гранул, засоби для подачі гранул з грануляційної вежі в апарат псевдозрідженого шару, засоби для вивантаження гранул з апарата псевдозрідженого шару, засоби для подачі повітря в апарат псевдозрідженого шару, засоби для виведення запиленого повітря з апарата псевдозрідженого шару, яка відрізняється тим, що установка додатково має пристрій для очищення повітря з грануляційної вежі, пристрій для очищення повітря з апарата псевдозрідженого шару, засоби для подачі запиленого повітря з грануляційної вежі в пристрій для очищення повітря, причому апарат псевдозрідженого шару виконано з горизонтальним переміщенням гранул, а засоби для виведення запиленого повітря з апарата псевдозрідженого шару включають щонайменше два повітропроводи для виведення повітря з різних зон апарата псевдозрідженого шару, перший з яких по ходу руху гранул в апараті псевдозрідженого шару з'єднаний з пристроєм для очищення повітря з апарата псевдозрідженого шару, а подальші повітропроводи з'єднані з грануляційною вежею. 4. Установка за пунктом 3, яка відрізняться тим, що щонайменшеодин повітропровід для подачі запиленого повітря в грануляційну вежу оснащено засобами для розпилення вологи. 4 UA 111412 C2 Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5