Башня приллирования что это

Гранулирование и приллирование

АО «НИИК» предлагает способ получения химических веществ в скоростном барабанном грануляторе.

Установка скоростного барабанного гранулятора (СБГ) предназначена для получения гранулированных удобрений путем нанесения жидких расплавов, растворов или суспензии на завесу сыпучего материала в среде движущегося воздуха во вращающемся барабане с внутренними лопастями.

Отличие СБГ от других известных конструкций барабанных грануляторов заключается в увеличении числа оборотов с 6-12 до 28-35 об/мин. Это позволяет создать завесу из гранул, полностью перекрывающую сечение аппарата, и интенсифицировать процесс. При этом возрастает коэффициент заполнения аппарата с 15% до 75 %. Снижается ретурность. В результате продукт получается с меньшей влажностью и большей прочностью.

Технико-экономические показатели установки СБГ

* расход определяется типом гранулируемого продукта.

Техническо-экономические преимущества установки СБГ

Ассортимент получаемых продуктов

Показатели качества продукта

* может изменяться (по желанию заказчика).

Область применения установки СБГ

Приллирование карбамида

АО «НИИК» ведет научные разработки по технологии и оборудованию узла приллирования карбамида с 60х годов прошлого века.

Накопленный опыт и знания, владение технологией и «ноу-хау», позволило АО «НИИК» определить основные направления усовершенствования башен приллирования:

Современная башня приллирования конструкции АО «НИИК» пред­ставляет собой инженерно-техническое сооружение высотой до 114 метров и диаметром до 18 метров, в зави­симости от производительности (до 2500 т/сутки и более), простое и надежное в эксплуатации.

Схема башни приллирования конструкции АО «НИИК»

Таблица 1 – Характеристика установки приллирования на производительность 2000 т/сутки

500

Таблица 2 – Технико-экономические показатели работы установок

Характеристика	Показатель
Площадь земельного участка, занимаемой установкой, м 2
Высота установки, м	80-114
Наличие динамического оборудования (дробилки, грохота, вентиляторы, элеваторы, насосы и т.д.)	не более 5
Промывка оборудования	1 раз в 1-2 года
Ремонтно-обслуживающий персонал	1
Стоимость установки, млн. ЕU

Характеристика	Показатель
Расход воздуха на охлаждение продукта, т/т	13
Расход пара на установку, т/т	не требуется
Расход хладагента с температурой 7-10 o С, т/т	не требуется
Наличие ретура, % от производительности	отсутствие
Затраты электроэнергии на технологические нужды, кВт/т	15-18
Подача формальдегид-содержащей добавки	не требуется, только по желанию заказчика
Содержание вредных веществ в воздухе, отходящем из очистных устройств в атмосферу, мг/нм 3 : — аммиак — карбамид	не более 40 не более 25

Таблица 3 – Показатели качества товарного продукта

Источник

РАЗЛИЧИЯ МЕЖДУ ПРИЛЛИРОВАНИЕМ И ГРАНУЛИРОВАНИЕМ

Анализ и сравнение двух основных технологий обработки.

Выбор правильной технологии кристаллизации может быть определяющим фактором. Не только капитальных или эксплуатационных затрат, но и постоянства качества вашей продукции. Правильное представление помогает сделать правильный выбор. Давайте сравним две основные технологии обработки: приллирование и гранулирование.

Введение

Приллирование: с чего все началось

Изобретателем метода приллирования был английский слесарь Уильям Уоттс. В 1782 году он обнаружил, что при падении с большой высоты расплавленного свинца, пропущенного через небольшие отверстия, капли свинца отвердевают, образуя дробинки сферической формы.[1] Полученные таким образом дробинки были одинаковыми по размеру и имели более сферическую форму, чем большинство изготовленных по существующим на тот момент методам производства.

Принцип, лежащий в основе процесса приллирования, практически не изменился с тех пор, как Уильям Уоттс открыл его в 1782 году.[2] Главное отличие заключается в современном использовании установки приллирования, которая производит большое количество струй, нагнетая расплав через головки. Затем эти струи разбиваются на мельчайшие капли. Установка приллирования позволяет лучше контролировать разрыв струи и, в свою очередь, обеспечивает более высокое качество и одинаковый размер продукта. Кроме того, предусмотрена возможность прохождения воздуха через башню и сбора пыли с помощью установок фильтрации или скрубберов для повышенной эксплуатационной безопасности. Для получения более подробной информации об основных принципах приллирования прочтите статью о сути приллирования и о том, что такое прилл.

Пример вращающейся системы приллирования Kreber с двумя головками.

Гранулирование: перспективная технология

В недавнем прошлом технология гранулирования возникла как перспективный способ производства высококачественных удобрений. Гранулятор аммония был изобретен и запатентован в 1965 году Фрэнком Нильсоном. Нильсон работал в Администрации долины реки Теннесси (TVA), часть которой была преобразована в Международный центр разработки удобрений. Работа TVA создала конкуренцию технологии приллирования в области массового производства химических удобрений [3].

В процессе гранулирования мелкие частицы связываются друг с другом, образуя гранулы. Расплав и связующее вещество подаются в гранулятор в виде тумана из мельчайших капель. Мелкие затравочные частицы смачиваются туманом из капель и растут до образования гранул нужного размера. Вращающийся барабан и высокая скорость движения воздуха обеспечивают эффективное смачивание, сушку и перенос энергии.

После 50 лет инноваций в области гранулирования и более 200 лет в области приллирования обе технологии приобрели статус испытанных технологий обработки, используемых по всему миру. Но после всех этих лет исследований и разработок можно ли провести различие между разными продуктами? И каковы преимущества и недостатки производства на современных установках приллирования и гранулирования? Наконец, какой опыт обе технологии могут перенять друг у друга для усовершенствования метода обработки в производстве удобрений?

В данной матрице выбора Пью, которая приводится в листе технических данных процесса приллирования, различные технологии кристаллизации сравниваются с приллированием.

Сравнение продуктов

Размер частиц продукта

Результатом обоих процессов являются два весьма разных продукта, несмотря на то, что оба имеют сферическую форму и обладают сыпучестью. Наиболее очевидное различие заключается в размере частиц обоих продуктов. Размер частиц в процессе приллирования определяется преимущественно высотой падения в башне приллирования. Высота падения определяет время охлаждения приллов, а следовательно, и их максимальный размер. Таким образом, ограничения в конструкции башни обеспечивают средний размер приллов в диапазоне от 0,5 мм до 3 мм максимум. В случае использования установкой приллирования вибрационной технологии расхождения в распределении частиц по размеру могут быть сведены к минимуму.

В процессе гранулирования размер частиц определяется временем нахождения в грануляторе. Чем больше времени отводится на наращивание слоев, тем больше получаются гранулы. Благодаря этому гранулы могут увеличиваться в размерах до 10 мм. Тем не менее, для больших гранул распределение размера частиц труднее контролировать, поскольку не все гранулы подвергаются в грануляторе одинаковому процессу, и некоторые больше контактируют с расплавом [4].

Прочность продукта

Главным преимуществом гранул является более высокая прочность на раздавливание, чем у приллов, что обусловлено добавлением связующего вещества в процессе гранулирования и образованием полостей в более крупных по размеру приллах. На рисунке 1 показана динамика изменения прочности мочевины на раздавливание.

Рисунок 1: Динамика изменения прочности на раздавливание приллов мочевины в сопоставлении с гранулами мочевины. Гранулы прочнее по своей природе из-за пористой структуры приллов и благодаря использованию добавок.

В процессе приллирования после образования капель установкой начинается кристаллизация расплава. Сначала прилл кристаллизуется на стыке между расплавом и воздухом, образуя оболочку отвердевшего расплава. Данный процесс отверждения проходит внутрь. Тем не менее, расплав и отвердевший прилл имеют разную плотность.

Отвердевший прилл обычно имеет меньший объем, чем жидкая капля. По мере распространения процесса кристаллизации прилл должен уменьшиться. Так как оболочка уже сформирована, прилл уменьшается в середине, образуя полость. Эта внутренняя полость делает структуру прилла пористой. Чем больше прилл, тем больше полость в его центре.

В процессе гранулирования пористости структуры удается избежать за счет создания последовательных слоев из расплава и гранулирующего агента. Пустоты в оболочке гранулы заполняются следующим слоем, благодаря чему образуется твердая кристаллическая структура. Тем не менее, процесс гранулирования требует добавления гранулирующего агента. Данная добавка способствует образованию более прочной структуры. Оба процесса показаны на рисунке 2.

Рисунок 2: Различия в процессе кристаллизации между приллированием и гранулированием. В процессе приллирования происходит образование и дальнейшее отверждение капли. Из-за разной плотности материала в жидком и твердом состоянии образуется небольшая полость. При гранулировании этого удается избежать за счет наслоения [5].

Чистота продукта

Приллирование — это процесс, в котором расплав на входе и выходе имеет одинаковый состав, что обеспечивает максимальную чистоту продукта. Для качественного процесса гранулирования требуется добавление связующего вещества. Цель в процессе гранулирования состоит в том, чтобы удалить максимально возможное количество связующего вещества, однако оно всегда будет присутствовать, пусть и в ничтожно малом количестве. Это можно считать преимуществом приллирования, поскольку связующее вещество может быть добавлено, но не является необходимым, что позволяет добиться высокой чистоты продукта.

Сравнение процессов

Производственные затраты

Как правило, первоначальные капиталовложения в установку гранулирования в три раза превышают капиталовложения в башню приллирования с той же производственной мощностью. Башня приллирования может иметь два варианта исполнения: вариант, в котором естественная тяга образует встречный поток воздуха, и второй вариант, в котором принудительная тяга создается при помощи вентилятора. Естественная тяга образуется вследствие разницы температуры в верхней части башни, куда поступает расплав, и нижней части, куда поступает воздух. Увеличение объема расплава приведет к увеличению разницы температур и, следовательно, к повышенной скорости потока воздуха. Башня приллирования с естественной тягой имеет малое количество подвижных частей, а ее строительство и эксплуатация обходятся относительно недорого. В варианте с принудительной тягой может быть уменьшена необходимая высота башни приллирования, но, как правило, требуемые капитальные и эксплуатационные затраты выше.

Пример башни приллирования Kreber

Гранулятор с псевдоожиженным слоем или вращающийся гранулятор требует больших капиталовложений, поскольку это более сложный в строительстве и эксплуатации процесс, чем приллирование. Для функционирования процесса требуется большое количество подвижных частей и насадок.

Управление процессами

В целом, приллирование является более надежным и простым в управлении процессом, чем гранулирование. Главным преимуществом башни приллирования для секции обработки является высокая степень самоконтроля. Ковш приллирования справляется с изменениями в скорости течения расплава, поскольку скорость потока, исходящего из ковша, зависит от скорости входящего потока. Кроме того, как отмечалось ранее, при увеличении потока расплава входящий поток воздуха меняется соответствующим образом под влиянием разницы температур. Также, поскольку высококачественные системы приллирования имеют два ковша, замену можно осуществлять с минимальным временем простоя, что делает процесс высоко надежным [5].

Более сложный процесс гранулирования обычно труднее контролировать, так как в нем используется большее количество подвижных частей. Кроме того, несмотря на обширные знания, приобретенные нами за последние пару лет, сложный характер процесса гранулирования, а также моделирование и эксплуатация установок гранулирования представляют сложность и в некоторых случаях по-прежнему в значительной степени основаны на эмпирических данных, что приводит к большому количеству отходов и, следовательно, большому объему рециркуляции [6].

Технологические выбросы

В целом, считается, что уровень выбросов из башни приллирования выше, чем в процессе гранулирования. Больший объем газа требует обработки, прежде чем его можно будет рециркулировать или выпустить из башни. После обработки газ имеет ту же степень очистки, что и отработанные газы установки гранулирования.

Тем не менее, поскольку расплав наслаивается на затравочные частицы, время нахождения расплава минимальное. В случае обработки продукта с высоким давлением парообразования в башне приллирования испаряется большее количество продукта, чем в процессе гранулирования. Чем дольше продукт остается в жидком состоянии, тем больше расплава испаряется, что приводит к более высоким потерям и пылеобразованию в процессе приллирования.

Источник

СУТЬ ПРИЛЛИРОВАНИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРИЛЛОВ

Основные принципы процесса приллирования, суть приллирования и определение приллов.

Приллирование — чрезвычайно эффективная технология обработки, которая имеет много преимуществ по сравнению с другими методами кристаллизации. Но что из себя представляет приллирование? И что такое прилл? Для того чтобы дать определение приллированию, нам необходимо изучить основные принципы и конечный продукт этого процесса. Но перед этим, давайте вернемся туда, откуда все началось.

Суть приллирования

От сновидения к изобретению

Согласно легенде, в 1782 году Уильям Уоттс, слесарь из Бристоля (Англия), как-то вечером возвращался домой из паба. По дороге он решил передохнуть возле церкви Святой Девы Марии в Редклиффе, свинцовую кровлю которой он ремонтировал. Лежа на скамейке и размышляя о том, как должно быть расстроилась его жена, сидя дома одна, он заснул.

Во сне его жена по-прежнему сердилась. Ему приснилось, как она, стоя на крыше церкви, с высоты вылила ему на лицо расплавленный свинец. При этом свинец разделился на шарики идеальной сферической формы. Он проснулся и понял, что лежит под дождем.

На следующий день Уоттс решил провести эксперимент и вместе со своей женой забрался по винтовой лестнице на крышу церкви. Они проделали отверстия в днище кастрюли, расплавили немного свинца и пропустили его через отверстия. Так же, как во сне, расплавленный свинец разделился при падении на сферические капли, которые кристаллизовались, образовав свинцовые шарики идеальной сферической формы (определение прилла), до того, как коснулись земли. Эти шарики получили название «запатентованная свинцовая дробь». Она использовалась для охотничьих ружей [1].

До этого процесс изготовления свинцовой дроби был медленным, весьма трудоемким и дорогостоящим, в результате которого получались дробинки разной формы. Уоттс, который и сам был страстным охотником, настолько воодушевился успехом данного метода производства, что решил построить первую в мире дроболитейную башню (по сути, башню приллирования) прямо на крыше своего дома [2].

До сих пор продукты химической промышленности сферической формы производятся практически тем же способом, который изобрел Уильям Уоттс, в настоящее время известный как процесс приллирования.

Основы приллирования

Если речь идет только об основных принципах или сути приллирования, мало что изменилось с тех пор, как Уильям Уоттс создал свою первую знаменитую свинцовую дробь. Однако технология реализации данных принципов была модернизирована и значительно улучшена. Как и изначально, процесс приллирования состоит, главным образом, в падении расплавленных капель с большой высоты. Кристаллизация расплавленных капель происходит в результате воздействия встречного потока охлаждающей среды (как правило, воздуха).

Башня приллирования

Высота башни зависит от используемых расплавов и размеров приллированных частиц, так как капли должны полностью отвердеть до того, как окажутся внизу башни приллирования. Башни приллирования могут быть от 20 м до более чем 60 м в высоту и обычно изготавливаются из бетона или стали, в зависимости от расплава и его агрессивности.

Пример современной башни приллирования

Установка приллирования

Ковш приллирования является сердцем установки и важной частью башни приллирования. Здесь образуются капли, которые в падении с высоты башни превращаются в приллы требуемого размера. Ковши приллирования могут производить приллы с типичным диаметром от 0,5 мм до 3 мм. Формирование и разрыв струи зависят от физических свойств расплава. Поэтому при разработке каждой новой установки приллирования необходимо учитывать предназначенный для приллирования материал и предпочитаемый клиентом размер готовых приллов.

Охлаждающая среда

В башне приллирования для охлаждения приллов используется газовый поток. Обычно это приточный наружный воздух. В некоторых случаях для создания инертной атмосферы внутри башни приллирования требуется использование потока азота. Газ может создавать встречный или параллельный поток. Встречный поток используется чаще, так как данный режим позволяет увеличить время нахождения приллов в башне, а также обеспечивает более эффективное распределение тепла внутри башни.

Приллы собираются внизу башни и направляются на упаковку. Расположенный внизу башни скребок аккуратно перемещает приллы на винтовой конвейер, который транспортирует продукт для упаковки в биг-бэги.

Схема процесса в обычной башне приллирования, которая приводится в листе технических данных процесса приллирования.

Пылеобразование

Внутри башни приллирования всегда образуется какое-то количество пыли. Это может быть обусловлено испарением, образованием вторичных капель или отламыванием частей приллов при ударе об пол. Повышенная концентрация пыли в воздухе может иметь серьезные последствия как для окружающей среды, так и для общей безопасности установки. Поэтому, в связи с новыми природоохранными нормами, современные башни приллирования оснащены системами фильтрации для борьбы с подобными выбросами.

Кроме того, немало материалов, часто используемых для приллирования, могут достигать нижнего предела взрываемости (НПВ) внутри башни при скоплении избыточного количества пыли. НПВ был одной из причин, в силу которой в отрасли прекратилось приллирование серы. Исследования компании Kreber показали, что, благодаря нашим последним инновациям, данная ситуация может измениться в ближайшем будущем. Для получения более подробной информации о наших последних разработках прочтите статью о формовании серы и технологиях кристаллизации.

Основные преимущества

Приллирование зачастую является наиболее предпочтительным методом, потому что имеет следующие преимущества по сравнению с другими методами кристаллизации:

Основной метод обработки

Приллирование и гранулирование — два метода кристаллизации, которые наиболее широко используются в производстве удобрений. Анализ и сравнение этих основных технологий обработки приводятся в статье о различиях между приллированием и гранулированием.

Приллирование до сих пор является основным методом обработки в производстве таких удобрений, как мочевина и нитрат аммония. Технология приллирования идеально подходит для этих материалов, поскольку обеспечивает надежную производственную мощность и высокую производительность. Приллирование также широко используется для производства BPA и NaOH и получает все большее распространение на других рынках благодаря инновациям в отрасли.

В данной матрице выбора Пью, которая также приводится в листе технических данных процесса приллирования, различные технологии кристаллизации сравниваются с приллированием.

Новая технология и инновации

Несмотря на то, что технология приллирования существует уже довольно давно, она по-прежнему развивается. И хотя приллирование уже является отличным выбором для любой отрасли, ищущей надежный метод обработки материалов, ведутся инновационные разработки, призванные еще больше оптимизировать и модернизировать процесс производства.

Прекрасным примером такой инновации в приллировании является замкнутая система. Благодаря ей выбросы в окружающую среду практически отсутствуют, что существенно повышает эксплуатационную безопасность. На подходе — уменьшение образования вторичных капель, что также позволит оптимизировать распределение приллов по размерам. Данные инновации делают процесс приллирования лучшей альтернативой по сравнению с другими основными методами обработки.

Источник