ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Гранулирование в аппаратах типа аммонизатор-гранулятор из "Гранулирование минеральных удобрений" Гранулирование порошкообразных удобрений осуществляется в присутствии жидкой фазы, которая вводится с исходными сыпучими компонентами, азот- и фосфорсодержащими растворами и кислотами. Последние вводятся для поддержания необходимой температуры, развиваемой в результате их нейтрализации газообразным аммиаком или аммиакатами, и улучшения условий гранулирования. Образование и рост гранул в грануляторе происходят благодаря увлажнению раствором отдельных частиц смеси при их сближении. Большое влияние на этот процесс оказывает содержание жидкой фазы, которая представляет собой раствор солей, входящих в состав гранулируемой смеси. Частицы, покрытые раствором, обладают способностью агломерироваться при соприкосновении друг с другом или сухими частицами. В этом случае рост гранул происходит благодаря слипанию мелких агломератов и частиц в более крупные гранулы. Образование гранул минеральных удобрений и рост их в зависимости от влажности в гранулируемой смеси можно представить следующим образом (рис. 15). [c.50] По мере дальнейшего увлажнения жидкость постепенно заполняет свободный объем между частицами, достигает края пор и там образует вогнутую поверхность. При этом во всем жидкостном объеме возникает капиллярное разрежение, которое придает определенную прочность образующимся гранулам. Достаточной влажности гранулируемой смеси соответствует заполнение всех пор. В этом случае агломерирование частиц осуществляется под действием капиллярных сил сцепления, действующих только на поверхности гранул (рис. 15,6). [c.51] Когда твердые частицы полностью покрываются пленкой жидкости, вместо вогнутой поверхности в порах образуется выгнутая поверхность жидкости, внутри которой под действием силы поверхностного натяжения удерживаются твердые частицы. При этом возникают условия для слипания частиц путем слияния близлежащих капель (рис. 15, в). [c.51] Способ гранулирования порощкообразных удобрений в грануляторах барабанного типа (аммонизаторы-грануляторы, барабанно-грануляционные сушилки), шнеках-грануляторах, РКСГ, КС и в других подобных аппаратах получило широкое развитие в связи с быстрым увеличением производства и расширением ассортимента удобрений. [c.52] Гранулирование в аппаратах этого типа осуществляется дву мя путями из пульпы и без пульпы (полутвердое гранулирование). В первом случае реакционную массу в виде пульпы подают в гранулятор вместе с рециркулирующей мелкой фракцией продукта, а при необходимости — с калийными солями. Требуемый размер гранул достигается соотношением ретура к продукту. Во втором случае агломерация частиц проводится с добавлением связующих агентов или без них. [c.52] Процесс гранулирования из пульпы имеет преимущества по сравнению с процессом полутвердой грануляции быстрота взаимодействия исходных материалов в растворе, простота регулирования производственного процесса, возможность широкого варьирования состава получаемых удобрений (от низко- до высококонцентрированных), однородность гранул по размеру и форме, хорошие физические свойства конечных продуктов. При грануляции из пульпы можно использовать более дешевое сырье, например фосфориты, аммиак, азотную кислоту, тогда как в процессе полутвердой грануляции источником фосфора является суперфосфат и фосфорная кислота, а источником азота — аммиачная селитра и аммиакаты. [c.52] Основные недостатки процесса грануляции из пульпы — потребность в дополнительном оборудовании для приготовления пульпы и высокая стоимость удаления воды при грануляции и сушке гранул. Тем не менее, нередко на заводах по производству комплексных удобрений вместо раздельной подачи аммиака и кислот в барабанный гранулятор прибегают к предварительной нейтрализации кислот аммиаком. При этом теплота нейтрализации используется для концентрирования раствора. Полученную пульпу вводят в гранулятор. Таким образом, полутвердую грануляцию заменяют грануляцией из пульпы. [c.52] Процессы агломерирования, протекающие в грануляторах различной конструкции, сложны, и механизм их в настоящее время изучен недостаточно полно. Кроме состава смеси, ее влажности, физико-химических свойств исходных компонентов, на процесс гранулирования оказывают существенное влияние высота слоя в аппарате, частота вращения и угол наклона гранулятора, температура, кратность ретура и другие факторы. [c.52] При повышенной влажности гранулируемой смеси увеличивается пористость гранул, в результате чего снижается их прочность и возникают технологические трудности на последующих стадиях процесса. Еще большие трудности и дальнейшее снижение прочности наблюдаются при переувлажнении гранулируемой смеси. В этом случае полученные гранулы легко слипаются и отличаются низкой прочностью, вследствие утолщения пленок жидкой фазы, окружающих гранулы, и потери ими упругих свойств. Поэтому при гранулировании стремятся поддерживать оптимальное соотношение между жидкой и твердой фазами, которое устанавливают исходя из конкретных условий гранулирования, состава и свойств исходных компонентов и готового продукта. Это обеспечивает нормальную работу оборудования и высокие физико-механические свойства гранулированных удобрений, что весьма важно при их последующей обработке, транспортировании и длительном хранении. [c.53] На практике поддерживают более низкое отношение жидкой и твердой фаз, чем это требуется для заполнения всех пустот гранулируемой смеси жидкой фазой. Это объясняется тем, что поверхностное натяжение способствует удалению жидкости с наружной части группы гранул по направлению к ее центру, в результате чего гранулы, расположенные снаружи, контактируют с жидкой фазой только на их внутренней стороне (см. рис. 15). Поэтому гранулы небольшого размера, т. е. с большим отношением поверхности к объему, по сравнению с крупными содержат меньше жидкости. Таким образом, чем больше содержится жидкой фазы в гранулируемой смеси, тем больше средний размер гранул. [c.53] Содержание жидкой фазы выбирают в зависимости от растворимости удобрений и температуры процесса гранулирования. Обычно объем жидких компонентов, вводимых в гранулятор, меньше или больше, чем необходимо для поддержания оптимального соотношения жидкой и твердой фаз. В первом случае дополнительно вводят влагу, во втором — увеличивают кратность ретура. [c.53] Влияние фракционного состава исходного сырья. От фракционного состава исходного сырья в первую очередь зависит оптимальное содержание жидкой фазы. С уменьшением тонины помола максимальная молекулярная влагоемкость уменьшается, поэтому при грубом помоле для оптимального гранулирования необходимо больше увлажнителя, чем при тонком. Экспериментально установлено, что с увеличением удельной поверхности на 100 см /г (при постоянстве остальных параметров) оптимальная влажность уменьшается на 1,45%. [c.53] Обычно для улучшения гланулирования в удобрения добавляют хорошо растворимые соли. При этом для каждой смеси существует определенное значение оптимальной влажности (рис. 16). [c.54] Влияние пластичности исходных компонентов. Важным свойством гранулируемого материала является его пластичность — способность изменять свою форму под действием внешних сил. [c.55] Мелкодисперсные пластичные материалы в сравнении с крупнодисперсными лучше поглощают жидкую фазу и легче гранулируются. Прочность гранул из пластичных материалов при прочих равных услов-иях также значительно выше. [c.55] Влияние способа увлажнения. К группе физико-химических факторов, влияющих на гранулирование сыпучих удобрений, можно условно отнести также способ увлажнения, так как этот фактор, хотя он и не зависит от свойств материала и увлажнителя, определяет механизм образования и роста гранул. От степени распыления увлажнителя зависит целый ряд параметров, характеризующих как свойства конечного продукта, так и ход процесса. [c.56] При тонком распыле, когда теоретически каждая частичка окружена мономолекулярной пленкой жидкости, процесс образования гранул происходит под действием капиллярных сил и сил поверхностного натяжения. В этом случае получаются однородные пористые гранулы. При грубом распыле происходит наслаивание материала на сформировавщиеся частички. Скорость гранулирования при этом выше. Во избежание получения неоднородных гранул распыл должен быть равномерным по всему объему аппарата. [c.56] Влияние температуры. Процесс гранулирования происходит в присутствии жидкой фазы, в состав которой входят вода (основной компонент) и растворенные в ней соли. Состав жидкой фазы зависит от температуры в аппарате чем она выше, тем больше растворимость солей, используемых в производстве сложных удобрений (см. Приложения). Повышение температуры позволяет вести процесс гранулирозакия при более низкой влаж ности обрабатываемой смеси. [c.56] По достижении определенной температуры и состава жидкой фазы в грануляторе начинается образование гранул. Наилучшие результаты гранулирования сложных удобрений в aMMOiHHsaTope-грануляторе достигаются при 75—110°С и составе жидкой фазы, обеспечивающем достаточную пластичность смеси. При температуре ниже 75°С получаются непрочные гранулы, легко поддающиеся разрушающим нагрузкам в технологическом цикле или при хранении, при температуре выше 110°С возрастают потери аммиака. [c.56] Вернуться к основной статье