Спосіб і установка для виробництва гранульованого карбаміду
Номер патенту: 101934
Опубліковано: 13.05.2013
Автори: Кузнєцов Ніколай Міхайловіч, Чєблаков Ніколай Валєнтіновіч, Воробьйов Алєксандр Андрєєвіч, Прокопьєв Алєксандр Алєксєєвіч, Головін Юрій Алєксандровіч, Солдатов Алєксєй Владіміровіч, Андєржанов Рінат Вєнєровіч, Сєргєєв Юрій Андрєєвіч, Костін Олєг Ніколаєвіч, Єсін Ігорь Вєніаміновіч
Формула / Реферат
1. Спосіб виробництва гранульованого карбаміду, який включає попереднє охолодження розплаву або розчину карбаміду шляхом теплообміну через стінку з теплоносієм до часткового утворення кристалів в розплаві або розчині, розбризкування розплаву або розчину і його затвердіння в зоні гранулювання при контакті з потоком повітря, охолодження утворених гранул, який відрізняється тим, що теплоносій після охолодження розплаву або розчину направляють в кип'ятильник абсорбційної холодильної установки для нагрівання робочої рідини з подальшим поверненням теплоносія на охолодження розплаву або розчину карбаміду, а в холодильній установці охолоджують воду, яку направляють на охолодження робочих середовищ виробництва карбаміду.
2. Спосіб виробництва гранульованого карбаміду за пунктом 1, який відрізняється тим, що як теплоносій, який використовується для охолодження розплаву або розчину, застосовують воду.
3. Спосіб виробництва гранульованого карбаміду за пунктом 1 або 2, який відрізняється тим, що охолодження розплаву або розчину теплоносієм здійснюють при температурі кипіння теплоносія і утворену пару конденсують в кип'ятильнику абсорбційної холодильної установки.
4. Спосіб виробництва гранульованого карбаміду за пунктом 1, який відрізняється тим, що охолоджену в холодильній установці воду направляють на охолодження гранул і/або охолодження повітря, яке подають в зону охолодження гранул, з наступним її поверненням в холодильну установку.
5. Установка для виробництва гранульованого карбаміду, яка має рекуператор для попереднього охолодження розплаву або розчину карбаміду шляхом теплообміну через стінку з теплоносієм, диспергатор розплаву або розчину карбаміду і зону гранулювання із засобами для подачі повітря, яка відрізняється тим, що установка має абсорбційну холодильну установку, засоби для подачі теплоносія із рекуператора в кип'ятильник холодильної установки і засоби для повернення теплоносія в рекуператор, засоби для підводу охолоджуваної води в холодильну установку і відводу охолодженої води із холодильної установки.
6. Установка для виробництва гранульованого карбаміду за пунктом 5, яка відрізняється тим, що установка додатково містить охолоджувач утворених гранул із засобами для подачі повітря, охолоджувач подаваного повітря із засобами для підводу і відводу охолоджуючої води, з'єднаними відповідно із засобами для відводу води із холодильної установки і засобами для підводу води в холодильну установку.
7. Установка для виробництва гранульованого карбаміду за пунктом 5, яка відрізняється тим, що установка додатково містить теплообмінні пристрої для охолодження зони гранулювання і/або утворених гранул із засобами для підводу і відводу охолоджуючої води, з'єднаними відповідно із засобами для відводу води із холодильної установки і засобами для підводу води в холодильну установку.
Текст
Реферат: Винахід належить до способів і пристроїв для виробництва гранульованого карбаміду. Технічний результат - забезпечення ефективної утилізації тепла кристалізації карбаміду, яке виділяється в процесі виробництва гранульованого карбаміду. Гранульований карбамід одержують шляхом диспергування його розплаву (розчину) в зоні гранулювання, де він твердне з утворенням гранул, і гранули охолоджуються. Розплав (розчин) попередньо охолоджують в рекуператорі при теплообміні з теплоносієм до часткового утворення кристалів в розплаві або розчині. Теплоносій (переважно воду) із рекуператора направляють в кип'ятильник абсорбційної холодильної установки для нагрівання робочої рідини з наступним поверненням теплоносія в рекуператор. Охолодження розплаву (розчину) карбаміду теплоносієм може здійснюватися при температурі кипіння теплоносія, з конденсацією утвореної пари в кип'ятильнику абсорбційної холодильної установки. В холодильній установці охолоджують воду, яку направляють на охолодження робочих середовищ виробництва карбаміду, переважно на охолодження гранул в зоні гранулювання або зовні її і/або на охолодження повітря, яке подають в зону охолодження гранул, з наступним її поверненням в холодильну установку. UA 101934 C2 (12) UA 101934 C2 UA 101934 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Відомі способи виробництва гранульованого карбаміду, які включають розбризкування його розплаву в зоні гранулювання при контакті з потоком охолоджуючого повітря, затвердіння краплин розплаву і охолодження утворених гранул (Горловский Д.М. и др. Технология карбамида, Л.: Химия, 1981, с. 190-198). Відомо спосіб виробництва карбаміду із аміаку і діоксиду вуглецю з наступною дистиляцією, випарюванням одержаного розчину до висококонцентрованого розплаву і грануляцією, при цьому розплав перед грануляцією переохолоджують до температури 113,7-120 °C (SU 883020, С07С 126/02, 1979). Найбільш близьким до запропонованого являється відомий спосіб виробництва гранульованого карбаміду, який включає переохолодження висококонцентрованого розчину (розплаву) карбаміду до 119-129 °C шляхом теплообміну через стінку з охолоджуючою водою до часткового утворення кристалів в розплаві (розчині), розбризкування розчину (розплаву) в повітряному середовищі, при цьому охолоджуючу воду вводять в зону теплообміну при температурі її кипіння (SU 1293172, С07С 126/08, 1985). В описі цього способу вказується, що при переохолодженні розчину (розплаву) теплообміном з киплячою водою (паровим конденсатом) виявляється можливим без порушення проточності системи відвести додатково тепло, яке виділяється при кристалізації 30-70 % маси розплаву. Найбільш близькою до запропонованої установки являється установка для виробництва гранульованого карбаміду, яка включає теплообмінник (рекуператор) для попереднього охолодження висококонцентрованого розчину (розплаву) карбаміду шляхом теплообміну через стінку з теплоносієм, диспергатор розчину (розплаву) карбаміду і зону гранулювання, де диспергований розчин (розплав) перетворюється в гранули в контакті з потоком повітря (SU 1293172, С07С 126/08, 1985). Недоліками відомих способу і установки являється неможливість безпосередньої ефективної утилізації тепла, яке відводиться в теплообміннику, в зв'язку з його низьким температурним рівнем. Розкриття винаходу Задача, яка вирішується запропонованим винаходом, полягає в удосконаленні способу і установки для виробництва гранульованого карбаміду. Технічним результатом винаходу являється забезпечення ефективної утилізації тепла кристалізації карбаміду, яке виділяється в процесі виробництва гранульованого карбаміду. Для досягнення зазначеного технічного результату запропоновано спосіб виробництва гранульованого карбаміду, який включає попереднє охолодження розплаву або розчину карбаміду шляхом теплообміну через стінку з теплоносієм до часткового утворення кристалів в розплаві або розчині, розбризкування розплаву або розчину і його затвердіння в зоні гранулювання при контакті з потоком повітря, охолодження створених гранул, який відрізняється тим, що теплоносій після охолодження розплаву або розчину направляють в кип'ятильник абсорбційної холодильної установки для нагрівання робочої рідини з послідуючим поверненням теплоносія на охолодження розплаву або розчину карбаміду, а в холодильній установці охолоджують воду, яку направляють на охолодження робочих середовищ виробництва карбаміду. Як теплоносій, який використовують для охолодження розплаву або розчину, може бути використана, наприклад, вода; охолодження розплаву або розчину теплоносієм може здійснюватися при температурі кипіння теплоносія, а утворену в цьому випадку пару конденсують в кип'ятильнику абсорбційної холодильної установки. Охолоджена в холодильній установці вода може бути використана, наприклад, для охолодження парів, які конденсуються в різних вузлах виробництва карбаміду, чи направлена на охолодження гранул і/або на охолодження повітря, яке подають в зону охолодження гранул, з наступним її поверненням в холодильну установку. Для реалізації цього способу запропонована також установка для виробництва гранульованого карбаміду, яка має рекуператор для попереднього охолодження розплаву або розчину карбаміду шляхом теплообміну через стінку з теплоносієм, диспергатор розплаву або розчину карбаміду і зону гранулювання із засобами для подачі повітря, яка відрізняється тим, що установка має абсорбційну холодильну установку, засоби для подачі теплоносія із рекуператора в кип'ятильник холодильної установки і засоби для повернення теплоносія в рекуператор, засоби для підводу охолоджуваної води в холодильну установку і відводу охолодженої води із холодильної установки. В рамках винаходу можуть бути реалізовані різні окремі випадки виконання даної установки, які дозволяють поліпшити умови охолодження одержуваного гранульованого продукту. 1 UA 101934 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 В одному випадку установка може мати додатково охолоджувач утворених гранул із засобами для подачі повітря, охолоджувач подаваного повітря із засобами для підводу і відводу охолоджуючої води, з'єднаними відповідно із засобами для відводу води із холодильної установки і засобами для підводу води в холодильну установку. В іншому випадку установка може мати додатково теплообмінні пристрої для охолодження зони гранулювання і/або утворених гранул із засобами для підводу і відводу охолоджуючої води, з'єднаними відповідно із засобами для відводу води із холодильної установки і засобами для підводу води в холодильну установку. Використання запропонованих способу і установки дозволяє забезпечити ефективну утилізацію низькопотенціального тепла, яке виділяється при кристалізації карбаміду, шляхом використання цього тепла для виробництва холоду, який використовується далі в різних процесах виробництва гранульованого карбаміду. Це тепло витрачається на нагрів теплоносія, який після охолодження розплаву або розчину направляють в кип'ятильник абсорбційної холодильної установки, де він нагріває робочу рідину і повертається на охолодження розплаву або розчину карбаміду. Нагрівання робочої рідини абсорбційної холодильної установки дозволяє їй виробляти холод, який використовують для одержання холодоагенту - охолодженої води. Переважним являється використання холодоагенту в теплообмінних пристроях, які призначені для охолодження гранул в зоні їх охолодження і/або в зоні гранулювання, або в теплообміннику, який охолоджує повітря, яке подають в зону охолодження гранул, що дозволяє поліпшити умови охолодження одержаного гранульованого продукту. В умовах високої температури атмосферного повітря температура готового продукту, який одержують відомими способами, в вузлі вивантаження може досягати 60 °C. Вивантаження такого продукту приведе до його злежування на складі або в транспортуючій ємності. Щоб уникнути цього небажаного явища, можна було б збільшити подачу повітря в зону охолодження гранул, але це привело б до значного росту гідравлічного опору зони гранулювання, підвищеному виносу пилу із цієї зони і збільшенню енергоспоживання. Запропоновані спосіб і установка дозволяють, таким чином, використати енергетичний потенціал кристалізації карбаміду і для підвищення ефективності охолодження гранул, які одержують різними відомими способами. Як виявилось, в цьому випадку виникає можливість значно збільшити продуктивність установки гранулювання, до 160 % від номінальної, без додаткових енергетичних витрат на охолодження. Короткий опис фігур креслення Суть винаходу ілюструється доданими фіг. 1-3, на яких відображені схеми установок, які являються конкретними втіленнями винаходу і реалізують різні варіанти здійснення способу. На фіг. 1 відображена принципова схема установки, в якій гранулювання здійснюється в башті прилірування, на фіг. 2 відображена принципова схема установки, яка використовує апарат з кип'ячим шаром гранул, на фіг. З відображена принципова схема установки, яка використовує для гранулювання обертовий барабанний гранулятор. Варіанти здійснення винаходу Відповідно фіг. 1 установка для виробництва гранульованого карбаміду має рекуператор 1 для попереднього охолодження розплаву карбаміду, башту прилірування 2 з диспергатором 3, охолоджувач гранул 4, абсорбційну холодильну установку 5, охолоджувач повітря 6, трубопровід 7 для подачі теплоносія із рекуператора 1 в кип'ятильник абсорбційної холодильної установки 5 і трубопровід 8 для повернення теплоносія із абсорбційної холодильної установки 5 в рекуператор 1, трубопровід 9 для направлення охолодженої води із абсорбційної холодильної установки 5 в охолоджувач повітря 6, трубопровід 10 для повернення води із охолоджувача повітря 6 в абсорбційну холодильну установку 5, повітропровід 11 для подачі повітря із охолоджувача повітря 6 в охолоджувач гранул 4, трубопровід 12 для подачі плаву карбаміду в рекуператор 1, трубопровід 13 для подачі плаву карбаміду із рекуператора 1 в диспергатор З, транспортуючий пристрій 14 для транспортування готового продукту із охолоджувача гранул 4 до місця складування, трубопровід 15 для подачі оборотної води в абсорбційну холодильну установку 5, трубопровід 16 для відведення оборотної води із абсорбційної холодильної установки 5 в колектор зворотної оборотної води, повітропровід 17 для подачі атмосферного повітря в охолоджувач повітря 6, повітропровід 18 для відведення запиленого повітря із башти прилірування 2 на очистку. Запропонована установка працює наступним чином. Плав карбаміду надходить по трубопроводу 12 в рекуператор 1, де він охолоджується до часткового утворення кристалів в розплаві, внаслідок віддачі тепла паровому конденсату. Із рекуператора 1 нагрітий конденсат або утворена пара надходить по трубопроводу 7 в абсорбційну холодильну установку 5, куди 2 UA 101934 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 також надходить по трубопроводу 15 оборотна вода і по трубопроводу 10 надходить циркулююча вода для її охолодження. При охолодженні нагрітого в рекуператорі конденсату (або конденсації утвореної в рекуператорі пари) в кип'ятильнику холодильної установки відбувається часткове випарювання робочої рідини. При конденсації утвореної в кип'ятильнику пари відбувається охолодження циркулюючої води, і одержана в холодильній установці 5 охолоджена циркулююча вода направляється по трубопроводу 9 в охолоджувач повітря 6, де використовується для охолодження атмосферного повітря, яке подається в башту прилірування 2 через охолоджувач гранул 4. Паровий конденсат із холодильної установки 5 повертається по трубопроводу 8 в рекуператор 1 на охолодження плаву. Із охолоджувача повітря 6 відпрацьована циркулююча вода повертається по трубопроводу 10 в абсорбційну холодильну установку 5. Нагріта оборотна вода відводиться по трубопроводу 16 в колектор зворотної оборотної води (на фіг. 1 не показаний). Повітря, яке забирається із атмосфери, спочатку подається по повітропроводу 17 на охолодження в охолоджувач повітря 6, потім поступає по повітропроводу 11 в охолоджувач гранул 4 і далі в ствол башти прилірування 2. Плав карбаміду із рекуператора 1 подається по трубопроводу 13 в диспергатор 3 і розбризкується в верхній частині башти прилірування 2 назустріч висхідному потоку повітря. Нагріте повітря, яке захопило з собою дрібні частки карбаміду, направляють далі по повітропроводу 18 на очистку. Гранули, утворені при застиганні крапель, охолоджуються в охолоджувачі гранул 4. Готовий продукт направляють транспортуючим пристроєм 14 в вузол навантаження або на склад готової продукції. Установка, яка відображена на фіг. 2, відрізняється від установки, яка відображена на фіг. 1, тільки тим, що для гранулювання використовується апарат 19 з кип'ячим шаром гранул, оснащений диспергуючими форсунками 20, установка додатково має класифікатор 21, транспортуючий пристрій 22 для подачі гранул із апарата 19 в класифікатор 21, транспортуючий пристрій 23 для подачі ретуру із класифікатора 21 в апарат 19, повітропровід 24 для подачі гарячого повітря в апарат 19, повітропровід 25 для подачі підігрітого повітря в апарат 19, повітропровід 26 для відведення запиленого повітря із охолоджувача гранул 4 на очистку. Робота цієї установки аналогічна попередній, з тою відмінністю, що в апарат 19 транспортуючим пристроєм 23 подається ретур. В апараті 19 на частки ретуру за допомогою форсунок 20 набризкується розчин карбаміду в потоці гарячого повітря, яке подається по повітропроводу 24. Утворюються гранули, форма яких близька до сферичної. Гранули проходять кип'ячий шар і вивантажуються на транспортуючий пристрій 22. Кип'ячий шар в апараті 19 утворюється підігрітим повітрям, яке поступає по повітропроводу 25. Сформовані в апараті 19 гранули подаються транспортуючим пристроєм 22 в класифікатор 21, в якому гранули проходять відсівання, внаслідок якого дрібні гранули в якості ретуру повертаються транспортуючим пристроєм 23 в апарат 19, а гранули потрібного розміру направляють в охолоджувач гранул 4. Запилене повітря із охолоджувача гранул 4 відводиться по повітропроводу 26 на очистку. Установка, яка відображена на фіг. З, відрізняється від установки, яка відображена на фіг. 1, тільки тим, що для гранулювання використовується обертовий барабанний гранулятор 27, оснащений диспергуючою форсункою 20, транспортуючий пристрій 22 призначений для подачі гранул із барабанного гранулятора 27 в охолоджувач гранул 4, охолоджувач повітря 6 і повітропровід 17 відсутні, трубопровід 9 призначений для направлення частини охолодженої води із абсорбційної холодильної установки 5 в охолоджувач гранул 4, установка також додатково має трубопровід 28 для подачі частини охолодженої води із абсорбційної холодильної установки 5 в охолоджуючу оболонку барабанного гранулятора 27 і повітропровід 29 для подачі осушеного повітря в барабанний гранулятор 27, а трубопровід 10 призначений для повернення води із охолоджувача гранул 4 і охолоджуючої оболонки барабанного гранулятора 27 в абсорбційну холодильну установку 5. Робота цієї установки аналогічна вищеописаній, з тою відмінністю, що сформовані в барабанному грануляторі 27 гранули подаються в охолоджувач гранул 4 за допомогою транспортуючого пристрою 22; одержана в холодильній установці 5 охолоджена вода розділяється на два потоки, із яких перший направляється по трубопроводу 9 в охолоджувач гранул 4, а другий направляється по трубопроводу 28 на охолодження барабанного гранулятора 27; циркулююча вода, яка відпрацьована в охолоджувачі гранул 4 і барабанному грануляторі 27, повертається по трубопроводу 10 в абсорбційну холодильну установку 5, для знімання тепла кристалізації передбачена подача по повітропроводу 29 осушеного повітря в барабанний гранулятор 27. Суть винаходу ілюструється також приведеними нижче прикладами, які описують конкретні втілення запропонованого способу і роботу запропонованої установки. 3 UA 101934 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Приклад 1. Відповідно фіг. 1 по трубопроводу 12 плав карбаміду в кількості 66,67 т/год. з температурою 136 °C поступає в рекуператор 1, де він охолоджується до температури 129 °C, з утворенням кристалів в кількості ~30 % від маси розплаву, внаслідок віддачі тепла паровому конденсату, який надходить в кількості 2,6 т/год. з температурою 95 °C. Із рекуператора 1 одержана пара з температурою 115 °C поступає по трубопроводу 7 в абсорбційну холодильну 3 установку 5, куди також подається по трубопроводу 15 оборотна вода в кількості 280 м /год. з температурою 28 °C і по трубопроводу 10 подається циркулююча вода з температурою 12 °C в 3 кількості 190м /год. Паровий конденсат із установки 5 повертається по трубопроводу 8 в рекуператор 1 на охолодження плаву, а одержана в холодильній установці 5 охолоджена циркулююча вода з температурою 7 °C направляється по трубопроводу 9 в охолоджувач повітря 6, де використовується для охолодження атмосферного повітря, яке подається в башту прилірування 2 через охолоджувач гранул 4. Із охолоджувача повітря 6 відпрацьована циркулююча вода повертається по трубопроводу 10 в абсорбційну холодильну установку 5. Нагріта оборотна вода відводиться по трубопроводу 16 в колектор зворотної оборотної води (на фіг. 1 не показаний) з температурою 38 °C. Повітря, яке забирається із атмосфери в кількості 370550 кг/год., подається по повітропроводу 17 в охолоджувач повітря 6, де повітря охолоджують від 35 до 15 °C, потім охолоджене повітря подають по повітропроводу 11 в охолоджувач гранул 4 і далі в ствол башти прилірування 2. Плав карбаміду із рекуператора 1 подається по трубопроводу 13 в диспергатор 3 і розбризкується в верхній частини башти прилірування 2 назустріч висхідному потоку повітря. Нагріте до температури 60 °C повітря, яке захопило з собою дрібні частки карбаміду, направляють далі по повітропроводу 18 на очистку. Гранули, які утворились при застиганні крапель, охолоджуються до 45 °C в охолоджувачі гранул 4, який являє собою апарат кип'ячого шару. Готовий продукт (66,67 т/год.) в вигляді гранул кулькоподібної форми розміром 2-3 мм із статичною міцністю 0,9-1,2 кгс/гранулу направляють транспортуючим пристроєм 14 в вузол навантаження або склад готової продукції. Приклад 2. Процес проводять на установці,схема якої відображена на фіг. 1, в основному, аналогічно прикладу 1. Відміна полягає в тому, що охолодження плаву карбаміду в рекуператорі 1 проводиться до утворення кристалів в кількості -70 % від маси розплаву, внаслідок віддачі тепла паровому конденсату, який надходить в кількості 5,4 т/год. з температурою 95 °C. Витрата 3 оборотної води, яка подається в абсорбційну холодильну установку 5, рівна 600 м /год., а 3 витрата охолоджуваної циркулюючої води в холодильній установці 5 рівна 400 м /год. Атмосферне повітря в охолоджувачі повітря 6 охолоджують від 50 до 15 °C. Приклад 3. Процес проводять на установці, схема якої відображена на фіг. 1, в основному, аналогічно прикладу 1. Відміна полягає в тому, що витрата парового конденсату, який подається на охолодження плаву карбаміду в рекуператорі 1, рівна 80 т/год., а при нагріванні парового конденсату не відбувається його випарювання. Витрата оборотної води, яка подається 3 в абсорбційну холодильну установку 5, рівна 176 м /год., а витрата охолоджуваної циркулюючої 3 води в холодильній установці 5 рівна 120 м /год. Атмосферне повітря в охолоджувачі повітря 6 охолоджують від 30 до 15 °C. Приклад 4. Процес проводять на установці, схема якої відображена на фіг. 2, в основному, аналогічно прикладу 1. Відміна полягає в тому, що в рекуператор 1 надходить по трубопроводу 12 розчин карбаміду в кількості 45,29 т/год. з температурою 132 °C і концентрацією 96 мас. %. Витрата парового конденсату, який подається на охолодження розчину карбаміду в рекуператорі 1, рівна 1,6 т/год. Витрата оборотної води, яка подається в абсорбційну холодильну установку 5, рівна 175 м /год., а витрата охолоджуваної циркулюючої води в 3 холодильній установці 5 рівна 120м /год. Для гранулювання використовується апарат 19 з кип'ячим шаром гранул, в нижній частині якого розміщуються диспергуючі форсунки 20, в які по трубопроводу 13 подається охолоджений розчин із рекуператора 1, а по повітропроводу 24 гаряче повітря в кількості 28150 кг/год. з температурою 135 °C. В апарат 19 транспортуючим пристроєм 23 подається також ретур в кількості 20,83 т/год. в вигляді часток з діаметром менше 2 мм. В апараті 19 на частки ретуру за допомогою форсунок 20 набризкується розчин карбаміду в потоку гарячого повітря з утворенням гранул, форма яких близька до сферичної. Гранули проходять кип'ячий шар і з температурою 85-90 °C вивантажуються на транспортуючий пристрій 22. Кип'ячий шар в апараті 19 утворюється підігрітим до 47 °C повітрям, яке поступає по повітропроводу 25 в кількості 154040 кг/год. Із апарата 19 повітря, захопивши з собою дрібні частки карбаміду, з температурою 105-110 °C відводиться по повітропроводу 18 на очистку, а одержані гранули карбаміду в кількості 65,92 т/год. подаються транспортуючим пристроєм 22 в класифікатор 21, де відбувається відсівання гранул потрібного розміру від некондиційного карбаміду, який в якості ретуру повертається транспортуючим пристроєм 23 в апарат 19. Гранули потрібного розміру в кількості 45,09 т/год. направляють в охолоджувач гранул 4, де їх 4 UA 101934 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 охолоджують атмосферним повітрям, охолодженим в охолоджувачі 6 від 30 до 15 °C. Із охолоджувача гранул 4 повітря, яке містить дрібні частки карбаміду, з температурою 60 °C направляють по повітропроводу 26 на очистку, а готовий продукт в кількості 44,85 т/год., який являє собою гранули форми, близькою до сферичної, розміром 2-4 мм з статичною міцністю З кгс/гранулу направляють транспортуючим пристроєм 14 на станцію навантажування або склад готової продукції. Приклад 5. Процес проводять на установці, схема якої відображена на фіг. З, в основному, аналогічно прикладу 1. Відміна полягає в тому, що в рекуператор 1 надходить по трубопроводу 12 розчин карбаміду з концентрацією 95-96 мас. % в кількості 27 т/год. з температурою 132 °C. Витрата парового конденсату, який подається на охолоджування розчину карбаміду в рекуператорі 1, рівна 0,9 т/год. Витрата оборотної води, яка подається в абсорбційну 3 холодильну установку 5, рівна 140м /год., а витрата охолоджуваної циркулюючої води в 3 холодильній установці 5 рівна 120 м /год. Охолоджувач повітря 6 і повітропровід 17 відсутні. Для гранулювання використовується обертовий барабанний гранулятор 27, який оснащено охолоджуючою оболонкою. Охолоджений розчин із рекуператора 1 направляють по трубопроводу 13 в диспергуючу форсунку 20 барабанного гранулятора 27. Барабанний гранулятор 27 приводять в стан обертання, і завантажені гранули утворюють завісу, на яку за допомогою форсунки 20 набризкується розчин карбаміду в кількості 27 т/год. Утворені в барабанному грануляторі 27 сферичні гранули діаметром 3±0,2 мм вивантажуються із апарата і транспортуючим пристроєм 22 подаються в охолоджувач гранул 4, який являє собою теплообмінник пластинчастого типу, із якого з температурою не більш 50 °C в кількості 27 т/год. відправляються транспортером 14 на склад або навантажування, а некондиційна фракція гранули діаметром менш 2,8 мм - зворотним шнеком усередину апарата повертається в зону диспергування розчину карбаміду. Для знімання тепла кристалізації передбачена подача по 3 повітропроводу 29 повітря в барабанний гранулятор 27 в кількості 18000-30000 м /год. з температурою 20-30 °C. Спрацьоване повітря із зони гранулювання з температурою 60-80 °C направляється по повітропроводу 18 в очисний пристрій. Трубопровід 9 призначений для направлення частини одержаної в холодильній установці 5 охолодженої води в кількості 20-40 3 м /год. в охолоджувач гранул 4. Установка додатково має трубопровід 28 для подачі частини 3 охолодженої води в кількості 80-100м /год. із абсорбційної холодильної установки 5 в охолоджуючу оболонку барабанного гранулятора 27, а трубопровід 10 призначений для повернення спрацьованої води із охолоджувача гранул 4 і охолоджуючої оболонки барабанного гранулятора 27 в абсорбційну холодильну установку 5. Приклад 6 (прототип). Процес проводять на установці, схема якої відображена на фіг. 1, без використання холодильної установки 5. Плав карбаміду в кількості 66,67 т/год. з температурою 136 °C надходить по трубопроводу 12 в теплообмінник 1, де він охолоджується до температури 129 °C, з утворенням кристалів в кількості -30 % від маси розплаву, внаслідок віддачі тепла паровому конденсату, який поступає в кількості 2,6 т/год. з температурою 95 °C. В теплообміннику 1 утворюється пара з температурою 115 °C, яка із-за низьких параметрів не може бути використана у виробництві. Плав карбаміду із теплообмінника 1 надходить по трубопроводу 13 в диспергатор 3 і розбризкується в верхній частині башти прилірування 2 назустріч висхідному потоку повітря, яке надходить із охолоджувача гранул 4. За час польоту до охолоджувача гранул 4 краплі плаву застигають внаслідок віддачі тепла повітрю, утворюючи сферичні гранули, і надходять в охолоджувач гранул 4. В охолоджувачі 4 гранули охолоджуються до 60 °C атмосферним повітрям і направляються на вузол навантажування або склад готової продукції. Атмосферне повітря на охолодження гранул карбаміду в охолоджувач гранул 4 подається в кількості 370550 кг/год. з температурою 30 °C. Пройшовши охолоджувач гранул 4, повітря поступає в башту прилірування 2, забираючи з собою дрібні частки карбаміду. В башті повітря нагрівається до 72 °C і відводиться на очищення. В умовах даного прикладу вивантаження готового продукту з температурою 60 °C приведе до його злежування на складі або в транспортуючій ємності. Промислове застосування Винахід відноситься до способів і пристроїв для одержання гранульованого карбаміду і може бути використаним в виробництві мінеральних добрив. 55 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 60 1. Спосіб виробництва гранульованого карбаміду, який включає попереднє охолодження розплаву або розчину карбаміду шляхом теплообміну через стінку з теплоносієм до часткового утворення кристалів в розплаві або розчині, розбризкування розплаву або розчину і його 5 UA 101934 C2 5 10 15 20 25 30 затвердіння в зоні гранулювання при контакті з потоком повітря, охолодження утворених гранул, який відрізняється тим, що теплоносій після охолодження розплаву або розчину направляють в кип'ятильник абсорбційної холодильної установки для нагрівання робочої рідини з подальшим поверненням теплоносія на охолодження розплаву або розчину карбаміду, а в холодильній установці охолоджують воду, яку направляють на охолодження робочих середовищ виробництва карбаміду. 2. Спосіб виробництва гранульованого карбаміду за пунктом 1, який відрізняється тим, що як теплоносій, який використовується для охолодження розплаву або розчину, застосовують воду. 3. Спосіб виробництва гранульованого карбаміду за пунктом 1 або 2, який відрізняється тим, що охолодження розплаву або розчину теплоносієм здійснюють при температурі кипіння теплоносія і утворену пару конденсують в кип'ятильнику абсорбційної холодильної установки. 4. Спосіб виробництва гранульованого карбаміду за пунктом 1, який відрізняється тим, що охолоджену в холодильній установці воду направляють на охолодження гранул і/або охолодження повітря, яке подають в зону охолодження гранул, з наступним її поверненням в холодильну установку. 5. Установка для виробництва гранульованого карбаміду, яка має рекуператор для попереднього охолодження розплаву або розчину карбаміду шляхом теплообміну через стінку з теплоносієм, диспергатор розплаву або розчину карбаміду і зону гранулювання із засобами для подачі повітря, яка відрізняється тим, що установка має абсорбційну холодильну установку, засоби для подачі теплоносія із рекуператора в кип'ятильник холодильної установки і засоби для повернення теплоносія в рекуператор, засоби для підводу охолоджуваної води в холодильну установку і відводу охолодженої води із холодильної установки. 6. Установка для виробництва гранульованого карбаміду за пунктом 5, яка відрізняється тим, що установка додатково містить охолоджувач утворених гранул із засобами для подачі повітря, охолоджувач подаваного повітря із засобами для підводу і відводу охолоджуючої води, з'єднаними відповідно із засобами для відводу води із холодильної установки і засобами для підводу води в холодильну установку. 7. Установка для виробництва гранульованого карбаміду за пунктом 5, яка відрізняється тим, що установка додатково містить теплообмінні пристрої для охолодження зони гранулювання і/або утворених гранул із засобами для підводу і відводу охолоджуючої води, з'єднаними відповідно із засобами для відводу води із холодильної установки і засобами для підводу води в холодильну установку. 6 UA 101934 C2 Комп’ютерна верстка І. Мироненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 7
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюMethod and unit for the production of granulated carbamide
Автори англійськоюSergeev, Yury Andreevich, Cheblakov, Nikolai Valentinovich, Vorobyev, Aleksandr Andreevich, Anderzhanov, Rinat Venerovich, Golovin, Yury Aleksandrovich, Soldatov, Aleksei Vladimirovich, Prokopyev, Aleksandr Alekseevich, Kostin, Oleg Nikolaievich, Kuznetsov, Nikolai Mikhailovich, Esin, Igor Veniaminovich
Назва патенту російськоюСпособ и установка для производства гранулированного карбамида
Автори російськоюСергеев Юрий Андреевич, Чеблаков Николай Валентинович, Воробьев Александр Андреевич, Андержанов Ринат Венерович, Головин Юрий Александрович, Солдатов Алексей Владимирович, Прокопьев Александр Алексеевич, Костин Олег Николаевич, Кузнецов Николай Михайлович, Есин Игорь Вениаминович
МПК / Мітки
МПК: C07C 273/02, B01J 2/04
Мітки: гранульованого, виробництва, спосіб, установка, карбаміду
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/9-101934-sposib-i-ustanovka-dlya-virobnictva-granulovanogo-karbamidu.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб і установка для виробництва гранульованого карбаміду</a>
Попередній патент: Спосіб визначення граничних втрат пластифікатора пластифікованими полімерами
Наступний патент: Спосіб біоламінування волосся за індріксоном
Випадковий патент: Ствол дульнозарядного міномета