BR112021011996A2 - Dispositivo de granulação com ureia - Google Patents

Abstract

DISPOSITIVO DE GRANULAÇÃO COM UREIA. A presente invenção refere-se a um granulador de leito fluidizado para granulação com ureia ou líquidos contendo ureia, sendo que o líquido de granulação é fornecido por meio de uma tubulação de suprimento que compreende um cabeçote e condutores. Os condutores são, ao menos em parte, fornecidos dentro de canais para gás secundário.

Description

Relatório descritivo da patente de invenção para "DISPOSITIVO DE GRANULAÇÃO COM UREIA"

INTRODUÇÃO

[0001] A invenção se refere a um granulador de leito fluidizado. O granulador é, em particular, adequado para granulação com ureia ou líquidos contendo ureia, como material fundido de ureia. O granulador é, por exemplo, adequado para formar grânulos de ureia ou que contêm ureia. Grânulos de ureia (que podem incluir aditivos como sais de amônio) são usados principalmente como fertilizante e podem, por exemplo, também ser usados para alimentação de gado bovino e redução de NOx.

[0002] A invenção se refere a um granulador de leito fluidizado. Na operação de tal granulador, um leito fluidizado de partículas é mantido em um ou mais compartimentos de granulação mediante fornecimento de gás de fluidização, frequentemente ar, através de uma placa de fluidização. Essa placa é disposta no fundo dos ditos compartimentos e tem várias aberturas para o gás de fluidificação. Durante o funcionamento do dispositivo, o líquido de granulação (por exemplo, material fundido de ureia, como com mais de 90%, em peso, ou mais de 95%, em peso, de ureia, por exemplo, com menos de 5%, em peso, de água) é fornecido ao leito fluidizado com o uso de bocais na placa de fluidização. Os bocais também usam gás secundário, frequentemente ar, sendo que tal gás é, por exemplo, usado nos bocais para atomização do líquido de granulação em uma aspersão ou para transporte das partículas através de um filme do líquido de granulação, sendo que tal filme é formado pelo bocal. Em cada compartimento do granulador, os bocais são tipicamente fornecidos em uma matriz na placa de fluidização. Em funcionamento, o gás de fluidização sobe através das aberturas na placa de fluidização, para assegurar a fluidização das partículas nos compartimentos de granulação e retirar o calor da cristalização. Portanto, abaixo da placa de fluidização, são dispostos três sistemas de fornecimento: um sistema de fornecimento de gás de fluidização, um sistema de fornecimento de líquido de granulação (por exemplo, para o material fundido de ureia) e um sistema de fornecimento de gás secundário.

[0003] Na presente invenção, o gás de fluidização e o gás secundário são fornecidos separadamente, por exemplo, em diferentes temperaturas, diferentes vazões e/ou diferentes pressões, e são, por exemplo, ambos ar. Em uma modalidade preferencial, a temperatura do gás de fluidização é de até 50°C (a temperatura mínima é, por exemplo, a temperatura ambiente), e o gás secundário tem uma temperatura de, por exemplo, pelo menos 60°C ou pelo menos 100°C e, por exemplo, até 150°C. Na invenção, a alta temperatura preferencial do gás secundário, de preferência ar secundário, pode ser vantajosamente usada para evitar que um material fundido de ureia como líquido de granulação preferencial se solidifique em partes da tubulação do suprimento de líquido de granulação do granulador de acordo com a invenção que estão localizadas dentro do espaço para o gás secundário.

[0004] O documento EP 2055373 (também publicado como US 2012/0282361) descreve um granulador que compreende uma unidade de granulação que tem um piso de fundo com uma placa perfurada em sua parte de baixo, um tubo de suprimento de ar superior para fornecer ar de fluidização ao piso de fundo e cabeçotes de aspersão para aspergir o líquido de granulação. Os bocais são fornecidos no centro de saídas de ar de tubos de suprimento de ar que são, cada um, ramificados a partir de um tubo de suprimento de ar inferior, e tais tubos têm, cada um, uma abertura no piso de fundo para jatear o ar para dentro da unidade de granulação. O documento EP 2055373 ilustra esquematicamente, na Figura 1, um granulador com cabeçotes de aspersão conectados a uma linha de suprimento de granulação horizontal que passa extensivamente através de um tubo de suprimento de ar superior para ar de fluidização. No documento EP 2055373, o ar de fluidização está em 44°C e, portanto, relativamente frio (Tabela 2), de modo que há risco de resfriamento e solidificação do líquido de granulação no cabeçote no documento EP 2055373, ou alternativamente, o líquido de granulação precisa estar muito quente na entrada do granulador do documento EP 2055373.

[0005] O documento "STAMI UREA LAUNCH FINISH Granulation Design" descreve que na tecnologia de granulação com ureia Stamicarbon, é usado um granulador de leito fluidizado em que o material fundido de ureia é introduzido por meio de múltiplos cabeçotes de aspersão de filme. Um fluxo contínuo de ar secundário é introduzido por meio do anel de ar instalado ao redor de cada cabeçote de aspersão e é responsável pelo transporte das partículas iniciais/grânulos através do filme fundido de ureia. O granulador de leito fluidizado é dividido em múltiplas seções de granulação nas quais o material fundido de ureia é introduzido por meio de bocais e algumas seções de resfriamento nas quais os grânulos formados são resfriados. O ar de fluidização é distribuído sobre as seções de granulação e resfriamento para manter o leito fluidizado e remover o calor de cristalização gerado.

[0006] O artigo "Coming of age" em Nitrogen & Methanol n° 272, novembro- dezembro de 2004, páginas 37 a 43, XP001212587, menciona que o granulador do processo de granulação com ureia de leito fluidizado Stamicarbon inclui várias tubulações de cabeçotes ao longo do granulador. Esses cabeçotes estão localizados abaixo da placa de fluidização e cada um compreende um tubo coletor de ar com um tubo coletor de material fundido coaxial dentro do tubo coletor de ar.

[0007] Um objetivo da presente invenção é fornecer um granulador de leito fluidizado aprimorado.

SUMÁRIO

[0008] A invenção se refere, em um primeiro aspecto, a um granulador de leito fluidizado para granulação com ureia ou líquidos contendo ureia, sendo que o granulador compreende um invólucro do granulador, sendo que o invólucro do granulador compreende: uma parede inferior, uma parede superior, uma entrada para gás de fluidização, uma entrada para um gás secundário, uma saída para partículas de produto sólido, uma saída para gás de exaustão e, opcionalmente, uma entrada para partículas iniciais, sendo que o invólucro do granulador compreende uma pluralidade de compartimentos de granulação, que são dispostos em série em uma direção do comprimento do granulador, sendo que o granulador compreende adicionalmente uma entrada para líquido de granulação e uma tubulação de suprimento de líquido de granulação, sendo que a tubulação de suprimento de líquido de granulação compreende um cabeçote de líquido de granulação e uma pluralidade de condutores, sendo que o cabeçote de líquido de granulação é conectado à dita entrada para líquido de granulação e a uma pluralidade dos ditos condutores, sendo que o invólucro do granulador compreende adicionalmente uma placa de fluidização e pelo menos nos ditos compartimentos de granulação uma placa de separação, sendo que a placa de separação é espaçada em relação à placa de fluidização na direção vertical e é colocada sob a placa de fluidização, sendo que a placa de separação está disposta entre a dita parede inferior e a dita placa de fluidização, sendo que o dito invólucro do granulador compreende um primeiro espaço entre a dita parede superior e a dita placa de fluidização, um segundo espaço entre a dita placa de fluidização e a dita placa de separação, e um terceiro espaço entre a dita placa de separação e a dita parede inferior, sendo que o dito primeiro, o segundo e o terceiro espaços têm, cada um, um invólucro, sendo que o dito granulador é configurado para manter um leito fluidizado de partículas em funcionamento no dito primeiro espaço, e sendo que o invólucro do dito primeiro espaço compreende a dita saída para partículas de produto sólido, a dita saída para gás de exaustão e, opcionalmente, a dita entrada para partículas iniciais, sendo que o invólucro do dito segundo espaço compreende a dita entrada para gás de fluidificação, e sendo que a placa de fluidificação compreende aberturas para a passagem do dito gás de fluidificação do dito segundo espaço para o dito primeiro espaço, sendo que o dito invólucro do dito terceiro espaço compreende a dita entrada para o gás secundário, sendo que o granulador compreende nos ditos compartimentos de granulação uma pluralidade de bocais para fornecer o dito líquido de granulação ao dito primeiro espaço, sendo que ao menos um dos ditos bocais compreende uma entrada de bocal para o dito gás secundário e uma entrada de bocal para o dito líquido de granulação, sendo que o dito granulador compreende um canal de gás secundário que se estende a partir de uma abertura de gás secundário na dita placa de separação através do dito segundo espaço até a dita entrada de bocal para o gás secundário, sendo que a dita tubulação de suprimento de líquido de granulação está disposta, em parte, no dito terceiro espaço e, em parte, no dito segundo espaço, e sendo que pelo menos um dos ditos condutores está disposto, pelo menos em parte, dentro do dito canal de gás secundário, sendo que o dito condutor passa através da dita abertura de gás secundário ou é unido ao dito cabeçote na dita abertura de gás secundário.

[0009] A invenção também se refere a um método de granulação com ureia, executado em tal granulador, sendo que o método compreende fornecer material fundido de ureia como líquido de granulação à entrada para líquido de granulação e através da tubulação de suprimento de líquido de granulação que inclui o cabeçote e os condutores, fornecer gás de fluidização à entrada para gás fluidificado e fornecer gás secundário à entrada para gás secundário do granulador, e retirar o granulado da saída do granulado, e manter um leito fluidizado de grânulos no primeiro espaço, e fornecer líquido de granulação ao primeiro espaço com o uso do bocal.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0010] A Figura 1 ilustra esquematicamente um granulador exemplificador de acordo com a invenção.

[0011] A Figura 2 ilustra esquematicamente um granulador exemplificador de acordo com a presente invenção; sendo que a Figura 2A mostra uma visão geral, e a Figura 2B mostra uma seção transversal da parte ampliada.

[0012] A Figura 3 ilustra esquematicamente um granulador exemplificador de acordo com a invenção.

[0013] A Figura 4 ilustra esquematicamente um granulador exemplificador de acordo com algumas modalidades da invenção.

[0014] A Figura 5 ilustra esquematicamente um granulador exemplificador de acordo com a invenção.

[0015] A Figura 6 ilustra esquematicamente granuladores; A Figura 6A ilustra um granulador de acordo com a presente invenção, as Figuras 6B e 6C mostram seções transversais.

[0016] A Figura 7 ilustra esquematicamente um granulador de referência, não de acordo com a presente invenção.

[0017] A Figura 8 ilustra uma vista em perspectiva isométrica de um granulador exemplificador de acordo com a invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0018] O granulador da invenção tem uma configuração especial dos espaços usados para o suprimento de gás de fluidificação e para o suprimento de gás secundário ao granulador e tem uma configuração especial da tubulação de suprimento de líquido de granulação. Essa configuração permite, por exemplo, uma limpeza mais fácil do granulador. Vantagens adicionais da invenção são discutidas mais adiante neste documento na descrição detalhada.

[0019] Um recurso do granulador de acordo com a invenção é que ele compreende uma tubulação de suprimento de líquido de granulação que é, em parte, fornecida no terceiro espaço que compreende uma entrada para gás secundário. Isso fornece a vantagem de que o volume relativamente grande de gás secundário relativamente quente no terceiro espaço aquece o líquido de granulação na dita parte da tubulação de suprimento de líquido de granulação.

[0020] Em uma modalidade preferencial, o cabeçote de líquido de granulação é fornecido no terceiro espaço, e o invólucro do terceiro espaço compreende a entrada para líquido de granulação. Nessa modalidade preferencial, o cabeçote é, em particular, disposto inteiramente dentro do terceiro espaço. Vantajosamente, o líquido de granulação no cabeçote está em contato de troca de calor indireto com o gás secundário relativamente quente no terceiro espaço, de modo que as perdas de calor são reduzidas.

[0021] Um granulador de leito fluidizado exemplificador (1) é ilustrado nas Figuras 1, 2 e 3. Na discussão geral a seguir, os sinais de referência para itens ilustrados nos desenhos são fornecidos meramente por conveniência; esses sinais de referência não limitam a invenção ou as reivindicações.

[0022] A invenção se refere a um granulador de leito fluidizado (1) para granulação com ureia ou líquidos contendo ureia. O granulador compreende um invólucro do granulador (2). O invólucro do granulador (2) compreende uma parede inferior (3), uma parede superior (4), uma entrada para gás de fluidização (5), uma entrada para gás secundário (6), uma saída para partículas de produto sólido (7), uma saída para gás de exaustão (8) e, opcionalmente, uma entrada para partículas iniciais (9). O invólucro do granulador (2) compreende uma pluralidade de compartimentos de granulação (A, B), que são dispostos em série em uma direção do comprimento do granulador. O granulador (1) compreende adicionalmente uma entrada para líquido de granulação (10) e uma tubulação de suprimento de líquido de granulação (11). A tubulação de suprimento de líquido de granulação (11) compreende um cabeçote de líquido de granulação (12) e uma pluralidade de condutores (13). O cabeçote de líquido de granulação (12) é conectado à entrada para líquido de granulação (10) e a uma pluralidade dos ditos condutores (13). O invólucro do granulador (2) compreende adicionalmente uma placa de fluidização (14) e pelo menos nos ditos compartimentos de granulação (A, B) uma placa de separação (15). A placa de separação (15) é espaçada em relação à placa de fluidização (14) na direção vertical e é posicionada sob a placa de fluidização (14). A placa de separação (15) é disposta entre a dita parede inferior (3) e a dita placa de fluidização (14).

[0023] O invólucro do granulador (2) compreende adicionalmente um primeiro espaço (21) entre a dita parede superior (4) e a dita placa de fluidização (14), um segundo espaço (22) entre a dita placa de fluidização (14) e a dita placa de separação (15), e um terceiro espaço (23) entre a dita placa de separação (15) e a dita parede inferior (3). Os ditos primeiro, segundo e terceiro espaços têm, cada um, um invólucro. O granulador é configurado para manter um leito fluidizado de partículas em funcionamento no dito primeiro espaço (21). O invólucro do dito primeiro espaço (21) compreende a dita saída para partículas de produto sólido (7), a dita saída para gás de exaustão (8) e, opcionalmente, a dita entrada para partículas iniciais (9). O invólucro do dito segundo espaço (22) compreende a dita entrada para gás de fluidificação (5). A placa de fluidização (14) compreende aberturas (16) para a passagem do dito gás de fluidização do dito segundo espaço (22) para o dito primeiro espaço (21). O invólucro do dito terceiro espaço (23) compreende a dita entrada (6) para gás secundário.

[0024] O granulador compreende adicionalmente nos ditos compartimentos de granulação (A, B) uma pluralidade de bocais (17) para fornecer o dito líquido de granulação ao dito primeiro espaço (21). Ao menos um dentre os ditos bocais (17) compreende uma entrada de bocal (18) para o dito gás secundário e uma entrada de bocal (19) para o dito líquido de granulação. O granulador compreende um canal de gás secundário (20) que se estende a partir de uma abertura de gás secundário (25) na dita placa de separação (15) através do dito segundo espaço (22) até a dita entrada de bocal (18) para gás secundário. A tubulação de suprimento de líquido de granulação (11) é, em parte, fornecida no dito terceiro espaço (23) e, em parte, no dito segundo espaço (22). Ao menos um dos ditos condutores (13) é, ao menos em parte, fornecido dentro do dito canal de gás secundário (20). O dito condutor (13) passa através da dita abertura de gás secundário (25) ou é unido ao dito cabeçote (12) na dita abertura de gás secundário (25).

[0025] O granulador é, em particular, adequado para granulação com ureia ou líquidos contendo ureia.

[0026] O invólucro do granulador (2) tem frequentemente formato de caixa e pode também ter, por exemplo, formato oval na vista de topo. O invólucro é genericamente oblongo, por exemplo, com uma direção do comprimento horizontal maior (por exemplo, ao menos 2 vezes maior) do que a direção da largura horizontal perpendicular. O invólucro do granulador (2) compreende uma parede inferior (3), uma parede superior (4) e paredes laterais. A parede inferior é, por exemplo, uma placa de metal ou um piso de concreto. O invólucro do granulador (2) compreende um primeiro espaço (21). O invólucro do granulador compreende uma pluralidade de compartimentos de granulação (A, B). Os compartimentos de granulação são dispostos em série em uma direção do comprimento do granulador e são tipicamente fornecidos no dito primeiro espaço (21).

[0027] O invólucro do granulador (2), em particular, o primeiro espaço (21), compreende adicionalmente, de preferência, ao menos um compartimento de resfriamento (C) a jusante dos ditos compartimentos de granulação. Os compartimentos são separados um do outro por um divisor como um defletor (26), sendo que o divisor é, por exemplo, uma placa conectada a uma parede lateral, e o primeiro espaço, por exemplo, inclui aberturas entre os divisores e a placa de fluidização (14) e entre os divisores e a parede de topo para permitir o transporte das partículas. O uso de uma pluralidade de compartimentos dispostos em série, separados por tais divisores, fornece um tempo de residência mais bem controlado das partículas no granulador. Em funcionamento, as partículas no leito fluidizado se movem do compartimento a montante para os compartimentos a jusante e, em geral, para a saída do granulado (7) onde as partículas formadas são retiradas. Grânulos subdimensionados são opcionalmente reciclados, por exemplo, como partículas iniciais; grânulos superdimensionados no material granulado são opcionalmente esmagados (tipicamente fora do granulador) e os grânulos esmagados são, por exemplo, reciclados. Em algumas modalidades, a reciclagem de grânulos subdimensionados e/ou grânulos superdimensionados (esmagados) é omitida.

[0028] O granulador (1) compreende adicionalmente uma entrada para líquido de granulação (10) e uma tubulação de suprimento de líquido de granulação (11). Em uma fábrica de ureia, a entrada é, por exemplo, para material fundido de ureia compreendendo, por exemplo, pelo menos 90%, em peso, ou pelo menos 95%, em peso, ou pelo menos 98%, em peso, de ureia; e compreende tipicamente um aditivo de granulação, como formaldeído. O material fundido pode compreender também biureto. O líquido de granulação pode, por exemplo, compreender também ou consistir essencialmente em (por exemplo, ao menos 90%, em peso) uma mistura de ureia, opcionalmente biureto, e um aditivo, sendo que o aditivo é, por exemplo, um sal de amônio. Em geral, o líquido de granulação compreende menos que 5%, em peso, ou menos que 2%, em peso, de água.

[0029] O método de granulação executado no granulador é, por exemplo, baseado na evaporação de água e/ou no resfriamento do líquido de granulação para fornecer a solidificação do líquido de granulação e o crescimento das partículas. Por exemplo, o resfriamento é fornecido pelo gás de fluidificação e/ou pelo gás secundário. Em uma modalidade exemplificadora do método de granulação, um líquido de granulação, de preferência, um material fundido de ureia, se solidifica no granulador e, em particular, nos grânulos. Em modalidades exemplificadoras em que os bocais são cabeçotes de aspersão formadores de filme, a granulação pode envolver o crescimento em camadas dos grânulos.

[0030] A entrada de líquido de granulação é, por exemplo, conectada a (uma saída de) uma seção de evaporação de uma fábrica de ureia, como a um estágio ou estágios de evaporação a vácuo.

[0031] O granulador, em particular, o espaço de granulação, compreende uma saída para gás de exaustão (8) (tipicamente na parede superior ou próximo ao topo e/ou tipicamente em uma extremidade a jusante na direção do comprimento), uma saída para partículas de produto sólido (7) e opcionalmente uma entrada para partículas iniciais (9). A saída do granulado (7) e a entrada de partículas iniciais opcional (9) estão tipicamente em extremidades opostas do invólucro do granulador (2), sendo as extremidades opostas na direção do comprimento do granulador. A saída do granulado (7) é, por exemplo, fornecida no dito compartimento de resfriamento (C).

[0032] O invólucro do granulador (2) compreende adicionalmente uma entrada para gás de fluidização (5) e uma entrada separada para gás secundário (6). Dessa forma, o gás de fluidificação (por exemplo, ar) e o gás secundário (por exemplo, ar) podem ter diferentes temperaturas, vazões, composições e/ou pressões em funcionamento.

[0033] O invólucro do granulador (2) compreende adicionalmente uma placa de fluidização (14). A placa de fluidização forma o fundo dos compartimentos de granulação (A, B) e do compartimento de resfriamento opcional (C). A placa de fluidização (14) compreende aberturas (16) para a passagem do gás de fluidização para o primeiro espaço (21), em particular, para os compartimentos de granulação (A, B) e para o compartimento de resfriamento (C) opcional. Dessa maneira, o granulador é configurado para manter um leito fluidizado de partículas em funcionamento no dito primeiro espaço (21). O invólucro do primeiro espaço (21)

compreende a saída (7) para partículas de produto sólido (isto é, os grânulos), a saída para gás de exaustão (8) (para gás de exaustão que corresponde ao gás de fluidificação e ao gás secundário) e, opcionalmente, a entrada para as partículas iniciais (9), sendo que na presente invenção o invólucro do primeiro espaço é, por exemplo, fornecida pelas paredes laterais e/ou paredes de topo dos compartimentos de granulação (A, B) e pelo compartimento de resfriamento opcional (C) e pela placa de fluidização (14). O primeiro espaço (21) é consequentemente disposto entre a parede superior (4) e a placa de fluidização (14). A placa de fluidização (14) é, por exemplo, disposta como uma placa horizontal e é, opcionalmente, ligeiramente inclinada (por exemplo, até 10° ou até 2°), em particular na direção do comprimento.

[0034] A placa de separação (15) é frequentemente disposta como uma placa horizontal, mas pode também ser ligeiramente inclinada (por exemplo, até 10° ou até 2°), em particular na direção do comprimento, por exemplo, com a parte mais alta da placa mais próxima da saída de gás (8) do que a parte mais baixa da placa. Isso pode ser usado para facilitar a limpeza, por exemplo, do biureto insolúvel que pode ser lavado para um lado inferior da placa para fácil remoção. A placa de fluidização (14) e a placa de separação (15) são frequentemente dispostas como placas paralelas, mas podem também ser ligeiramente inclinadas uma em relação à outra, por exemplo, até 10° ou até 5°. No caso de uma placa de separação inclinada, a placa de fluidização é, de preferência, também inclinada e paralela à placa de separação inclinada para otimizar o fluxo de gás.

[0035] O granulador compreende nos compartimentos de granulação (A, B) uma pluralidade de bocais (17) para fornecer o líquido de granulação ao primeiro espaço (21). Os bocais são, por exemplo, cabeçotes de aspersão de filme ou bocais de atomização, sendo que outros tipos de bocais também são possíveis no granulador da invenção. Em algumas modalidades, os compartimentos de granulação compreendem uma pluralidade de bicos para fornecer o líquido de granulação ao primeiro espaço, por exemplo, como os bocais (17). De preferência, os bocais se estendem através de uma abertura na placa de fluidização. De preferência, cada bocal tem uma saída de bocal para líquido de granulação que se projeta a partir da placa de fluidização para dentro do primeiro espaço. Os bocais são geralmente fornecidos em intervalos na direção do comprimento, sendo que esses intervalos contribuem para o crescimento em camadas. Em algumas modalidades, os bocais são montados sobre a placa de fluidização, dentro do primeiro espaço. Entretanto, de preferência, cada bocal se estende através de uma abertura na placa de fluidização, e cada bocal, por exemplo, não é mais largo que a abertura pelo menos na extremidade de aspersão do bocal. Vantajosamente, em algumas modalidades, a placa de fluidização pode ser facilmente removida (por exemplo, para propósitos de limpeza) movendo-se a placa para cima, e os bocais não bloqueiam esse movimento. A placa de fluidização tem, por exemplo, uma abertura para cada bocal.

[0036] Ao menos um bocal (17), de preferência, uma pluralidade de bocais (por exemplo, mais de 10 ou mais de 30 bocais) ou mesmo todos os bocais, compreende uma entrada de bocal (18) para o gás secundário e compreende adicionalmente uma entrada de bocal separada (19) para o líquido de granulação. A entrada do bocal (18) para o gás secundário é conectada à entrada do invólucro do granulador para o gás secundário (6). A entrada de bocal (19) para o líquido de granulação é conectada à entrada de líquido de granulação (10) do granulador através da tubulação de suprimento de líquido de granulação (11).

[0037] No granulador de leito fluidizado da invenção, a tubulação de suprimento de líquido de granulação (11) compreende um cabeçote de líquido de granulação (12) e uma pluralidade de condutores 13, sendo que o cabeçote de líquido de granulação (12) é conectado à entrada para o líquido de granulação (10) do granulador e a uma pluralidade dos condutores (13).

[0038] Além disso, o invólucro do granulador (2) compreende, ao menos nos ditos compartimentos de granulação (A, B), uma placa de separação (15). A placa de separação (15) é espaçada da placa de fluidização (14) na direção vertical e está posicionada sob a placa de fluidização (14) no invólucro do granulador. Portanto, a placa de separação (15) está disposta entre a parede inferior (3) e a placa de fluidização (14). Em algumas modalidades, a placa de separação (15) é omitida no compartimento de resfriamento (C) (vide, por exemplo, a Figura 3).

[0039] O invólucro do granulador (2) compreende consequentemente, em adição ao primeiro espaço (21), um segundo espaço (22) entre a placa de fluidização (14) e a placa de separação (15) e um terceiro espaço (23) entre a placa de separação (15) e a parede inferior (3). O primeiro, o segundo e o terceiro espaços têm, cada um, um invólucro (formado pelo dito par de placas e/ou parede, e as paredes laterais do granulador).

[0040] O invólucro do segundo espaço (22) compreende a entrada (5) para gás de fluidificação, por exemplo, em uma parede lateral, e no caso de um granulador em formato de caixa, por exemplo, em uma parede lateral longa paralela à direção do comprimento. O invólucro do terceiro espaço (23) compreende a entrada (6) para gás secundário, por exemplo, em uma parede lateral, e no caso de um granulador em formato de caixa, por exemplo, em uma parede lateral longa paralela à direção do comprimento, como é ilustrado na Figura 8 que mostra as paredes laterais (27).

[0041] O granulador compreende um canal de gás secundário (20) que se estende de uma abertura de gás secundário (25) na placa de separação (15) através do segundo espaço (22) até uma entrada de bocal (18) para gás secundário. Dessa maneira, em funcionamento, o gás secundário entra no invólucro do granulador na entrada (6), flui através do terceiro espaço (23), através de uma abertura de gás secundário (25) e através do canal de gás secundário (20) que é conectado à dita abertura (25), e chega a uma entrada de bocal (18) de um bocal (17). De preferência, o canal de gás secundário (20) é disposto como um tubo vertical reto que conecta uma abertura de gás secundário (25) e uma entrada de bocal (18) que são dispostas na mesma linha vertical, por exemplo, em uma linha reta de 85° a 95°, ou a 90° perpendicular à horizontal ou em tal ângulo em relação à placa de separação (15), isto é, com um ângulo vertical nessa faixa para ao menos uma direção no plano horizontal.

[0042] Além disso, em funcionamento, o gás de fluidização entra no invólucro do granulador pela entrada de gás de fluidização (5), flui através do segundo espaço (22) e, então, através de uma das várias aberturas (16) na placa de fluidização para dentro do primeiro espaço (21).

[0043] No granulador da invenção, a tubulação de suprimento de líquido de granulação (11) é, em parte, fornecida no terceiro espaço (23), portanto abaixo da placa de separação (15). Essa primeira parte contém a entrada para líquido de granulação (10), ou recebe líquido de granulação da entrada de líquido de granulação (10), e está, em particular, a montante (em relação ao líquido de granulação) dos condutores (13). A outra segunda parte da tubulação de suprimento de líquido de granulação (11) é fornecida pelos condutores (13), sendo que os condutores (13) são fornecidos pelo menos em parte no segundo espaço (22).

[0044] A fim de abranger a distância vertical entre a parte da tubulação de suprimento de líquido de granulação (11) abaixo da placa de separação (15) e da entrada do bocal (19), ao menos um dos ditos condutores (13) (para líquido de granulação) é ao menos em parte fornecido dentro de um canal de gás secundário (20). O condutor (13) passa através da abertura de gás secundário (25) do canal de gás secundário (20), sendo que em uma modalidade menos preferencial, o condutor é unido ao cabeçote (12) nessa abertura de gás secundário (25). O condutor (13) está em uma extremidade (a extremidade superior) conectada a uma entrada do bocal (19). A abertura de gás secundário (25) é, de preferência, uma abertura de fundo do canal de gás secundário (20), ou o canal (20) é, por exemplo, um tubo que se estende através da abertura (25) e tem uma extremidade de fundo dentro do terceiro espaço (23) e abaixo da placa de separação (15).

[0045] Dessa maneira, o líquido de granulação é fornecido na entrada para o líquido de granulação (10) à tubulação de suprimento de líquido de granulação (11), flui através do cabeçote (12) e para cima através de um condutor (13) para chegar a uma entrada de bocal (19). O condutor (13) é, por exemplo, um tubo em funcionamento no líquido de granulação interno e no gás secundário externo, uma vez que o condutor é, pelo menos em parte, fornecido dentro de um canal de gás secundário (20). Por exemplo, o condutor (13) e o canal de gás secundário (20) são tubos concêntricos. De preferência, os tubos do condutor são pelo menos tão longos quanto os tubos de gás secundário e, em algumas modalidades, eles são ainda mais longos.

[0046] De preferência, os tubos do condutor abrangem pelo menos a distância vertical entre a placa de separação e a placa de fluidização. De preferência, cada tubo de condutor é conectado a apenas um bocal. De preferência, a tubulação de suprimento de líquido de granulação compreende várias divisões (por exemplo, junções de tubo) para dividir o líquido de granulação em fluxos que vão para bocais individuais e/ou para tomar um primeiro fluxo de líquido de granulação que vai para apenas um bocal a partir de um segundo fluxo de líquido de granulação para uma pluralidade de bocais. Um exemplo de tal divisão é a junção entre o cabeçote e um condutor individual, por exemplo, conforme mostrado na Figura 1. De preferência, pelo menos algumas dessas divisões, de preferência, todas essas divisões, são dispostas abaixo da placa de separação. De preferência, os tubos ou as tubulações para líquido de granulação que são dispostos no segundo espaço consistem em tubos ou tubulações para fluxos de líquido de granulação que vão apenas para um bocal. Em algumas modalidades, essas junções ou divisões para fluxos de líquido de granulação em bocais individuais são dispostas diretamente abaixo da entrada de líquido de granulação daquele bocal, isto é, a entrada de bocal e a divisão correspondente (por exemplo, junta de tubo) diferem em posição apenas na direção vertical e não na direção do comprimento e/ou na largura.

[0047] A configuração da tubulação de suprimento de líquido de granulação e do segundo e do terceiro espaços fornece vantajosamente uma construção mais simples do que os cabeçotes conhecidos para líquido de granulação de granuladores. Além disso, em algumas modalidades, toda a tubulação de suprimento de líquido de granulação pode ser vantajosamente fornecida no invólucro do granulador ou na carcaça do granulador. Isso permite uma construção de peso mais simples e mais baixa do granulador. O número de protuberâncias da parede (aberturas e tubos de entradas e saídas) pode ser reduzido, diminuindo,

assim, o enfraquecimento das paredes do granulador e evitando ou pelo menos reduzindo a necessidade de estruturas de reforço nas paredes.

[0048] A configuração é particularmente vantajosa para a limpeza do granulador. Para a limpeza do granulador, geralmente os primeiros pedaços grandes (pedaços sólidos) são removidos do primeiro espaço (21). Depois disso, o primeiro espaço (21) é adicionalmente submetido a limpeza com água (ou outro solvente) para dissolver quaisquer sólidos restantes (por exemplo, ureia). Isto faz com que a água contaminada e as partículas de ureia (ou outras partículas sólidas) entrem no segundo espaço (22) através das aberturas (16) na placa de fluidificação (14). Com a configuração da presente invenção, o segundo espaço (22) é muito maior e/ou muito mais acessível para limpeza em comparação com, por exemplo, os granuladores da técnica anterior identificados anteriormente neste documento. Em particular, os condutores (13) são fornecidos elegantemente dentro do canal de gás secundário (20). Portanto, em algumas modalidades, o segundo espaço (22) vantajosamente não contém nenhuma parte de equipamento, além dos canais de gás secundário (20), cujas partes de equipamento, caso estejam presentes, retardariam o acesso da limpeza ou do bloco ao fundo do segundo espaço (isto é, a placa de separação (15)). Em contrapartida, em granuladores de ureia conhecidos, frequentemente um cabeçote para ureia é fornecido no espaço para o gás de fluidificação e, tipicamente, também um cabeçote de suprimento para gás secundário; esses cabeçotes formam obstruções para limpeza.

[0049] Uma vantagem adicional é que uma vez que a tubulação de suprimento de líquido de granulação é fornecida, ao menos em parte, dentro do espaço que contém o gás secundário (o terceiro espaço), sendo que tal gás secundário está quente, menos isolamento é necessário para manter o líquido de granulação acima da temperatura de solidificação a montante dos bocais; ainda mais devido ao fato de que os condutores são blindados pelo gás secundário quente em funcionamento.

[0050] Além disso, menos ramificação da tubulação de suprimento aumenta a flexibilidade na colocação de isolamento ao redor da tubulação, especialmente ao redor dos condutores. Em particular, a tubulação de suprimento de ureia é, em algumas modalidades atrativas, completamente embutida no espaço de gás secundário. Isso fornece a vantagem de que o material fundido de ureia permanece a uma temperatura mais alta, em um estado fundido durante todo o transporte para os bocais.

[0051] Vantajosamente, a configuração de granulação da invenção possibilita que a queda de pressão total no sistema a montante dos bocais, em relação ao líquido de granulação e/ou ao gás secundário, seja consideravelmente menor que a queda de pressão nos cabeçotes de aspersão, por exemplo, da queda de pressão total, pelo menos 90%, ou mesmo pelo menos 95% são fornecidos nos canais, para o líquido de granulação e/ou para o gás secundário. Tal localização da queda de pressão principalmente nos bocais contribui vantajosamente para uma distribuição mais uniforme do gás secundário fornecido (por exemplo, ar) e/ou do líquido de granulação, por exemplo, do material fundido contendo ureia.

[0052] A configuração da presente invenção permite uma limpeza fácil, por exemplo, manualmente após a remoção da placa de fluidização. A configuração também permite o uso de um sistema de limpeza (semi)automático, por exemplo, por aspersão de um líquido de limpeza, como água, dentro do segundo espaço. Não se espera que depósitos de ureia se formem dentro do canal de gás secundário porque ele não está conectado ao segundo espaço, mas se necessário, o enxágue dos canais é possível.

[0053] Na presente invenção, o gás de fluidização e o gás secundário são fornecidos separadamente, por exemplo, em diferentes temperaturas, diferentes vazões e/ou diferentes pressões, e são, por exemplo, ambos ar. Em algumas modalidades da invenção, o gás de fluidificação está a uma temperatura abaixo de 70°C, como de 5°C a 50°C, e o gás secundário está, por exemplo, acima de 100°C, como de 140°C a 150°C. O gás secundário é, por exemplo, pelo menos 20°C ou pelo menos 50°C mais quente que o gás de fluidificação. Isso fornece a vantagem de evitar a solidificação do líquido de granulação, por exemplo, material fundido de ureia, que flui na tubulação de suprimento de líquido de granulação (11), em particular, nos condutores (13).

[0054] Em uma modalidade preferencial, o canal de gás secundário é um primeiro tubo e o condutor, ou parte do condutor que está disposto no canal de gás secundário, é um segundo tubo, sendo que o primeiro tubo circunda o segundo tubo em uma seção transversal dos tubos em um plano horizontal por pelo menos uma posição vertical e, de preferência, todas as posições verticais do condutor ou parte do condutor que é fornecida no canal de gás secundário. Os tubos podem ter qualquer formato em seção transversal no plano horizontal, por exemplo, um círculo, um polígono (em particular, polígonos simples como quadrados, pentágonos e hexágonos) ou outros formatos.

[0055] Em uma modalidade exemplificadora, o canal de gás secundário e o condutor (ou a parte do condutor que é fornecida no canal de gás secundário) são fornecidos como tubos concêntricos. Opcionalmente, as seções transversais no plano horizontal do primeiro e do segundo tubos têm o mesmo centro para ao menos uma posição vertical. De preferência, o canal de gás secundário é um tubo externo, e o condutor (ou essa parte do condutor) é um tubo interno que tem um diâmetro menor que o tubo externo. O tubo externo circunda, de preferência, completamente o tubo interno em uma seção transversal no plano horizontal por ao menos uma parte do comprimento de cada tubo. Um exemplo de tais tubos é ilustrado na Figura 1.

[0056] Em uma modalidade preferencial, o granulador compreende ao menos um divisor (26) que divide o primeiro espaço em zonas, sendo que essas zonas definem os compartimentos de granulação (A, B). O segundo espaço é dividido ou não dividido entre os compartimentos de granulação, de preferência, o segundo espaço é dividido em compartimentos por paredes de separação e cada compartimento tem uma entrada para gás de fluidização. O terceiro espaço (para gás secundário) é dividido ou não dividido entre os ditos compartimentos de granulação. De preferência, o terceiro espaço é dividido em compartimentos por paredes de separação, e cada compartimento tem uma entrada para gás de fluidificação. O quarto espaço opcional (para líquido de granulação) é dividido ou não dividido entre os ditos compartimentos. De preferência, o quarto espaço opcional é dividido em compartimentos pelas paredes de separação e cada compartimento compreende uma ou mais entradas para líquido de granulação. De preferência, as ditas paredes de separação correspondem aos divisores do primeiro espaço, de modo que um compartimento de granulação tenha um compartimento correspondente do segundo espaço e do terceiro espaço, e opcionalmente também do quarto espaço.

[0057] A Figura 1 ilustra esquematicamente um granulador exemplificador de acordo com a invenção em uma vista a partir da lateral. Nas figuras, L indica o comprimento, H indica a altura e W indica a largura. Na Figura 1, os bocais (17) são mostrados apenas no compartimento do granulador (A) e são tipicamente fornecidos também no compartimento (B). Os dois bocais (17A, 17B) são espaçados na direção do comprimento. De fato, cada bocal indica uma pluralidade de bocais. Em modalidades preferenciais, os bocais são dispostos em linhas ao longo da largura do granulador, sendo que tais linhas são espaçadas na direção do comprimento. O cabeçote (12) se estende na direção do comprimento no terceiro espaço (23) (conforme mostrado) e, por exemplo, inclui braços na direção da largura para cada linha de bocais, sendo que os braços são dotados de condutores para cada bocal individual. Em modalidades alternativas, os bocais são dispostos em múltiplas linhas na direção do comprimento, sendo que as linhas são espaçadas na direção da largura, e o cabeçote compreende uma pluralidade de braços, sendo que cada braço se estende na direção do comprimento e é conectado pelos condutores aos bocais de uma tal linha, e sendo que os braços são espaçados na direção da largura. Em ainda outras modalidades, o invólucro do terceiro espaço (23) é dotado de várias aberturas para líquido de granulação (10) espaçadas na direção do comprimento, e o cabeçote compreende uma pluralidade de braços que se estendem na direção da largura.

[0058] A Figura 1 fornece um exemplo da modalidade preferencial em que o cabeçote (12) é verticalmente espaçado da placa de separação (15) na direção vertical, e o condutor (13) se estende através da abertura de gás secundário (25) para dentro do terceiro espaço (23). Vantajosamente, o gás secundário relativamente quente (6) circunda todo o cabeçote (12) de modo que o resfriamento do líquido de granulação

(por exemplo, material fundido de ureia) no cabeçote é evitado. Conforme ilustrado na Figura 1, o cabeçote (12) é, além disso, de preferência, verticalmente espaçado da placa de separação (15). Além disso, a parede do condutor (13) é espaçada da parede dos canais de gás secundário (20). Dessa maneira, o gás secundário (6) nos canais de gás secundário (20) e, de preferência, que circunda completamente os condutores (13) pode reduzir vantajosamente o resfriamento do líquido de granulação no condutor. Devido ao fato de que vários condutores (13) são usados, a área de parede de troca de calor dos condutores é relativamente maior do que para o cabeçote (12).

[0059] Essa disposição do cabeçote (12) fornece a vantagem de que o resfriamento do líquido de granulação na haste (e no cabeçote e nos condutores) pelo gás de fluidização mais frio é evitado. A entrada para gás de fluidificação (5) e a entrada para gás secundário (6) são mostradas pequenas e são mostradas na parede frontal (a parede paralela à largura), mas podem, de fato, cada uma independentemente ser uma abertura grande, em particular na parede lateral (paralela ao comprimento), e em particular, a parede lateral de cada compartimento de granulação pode ser dotada de tal entrada para gás de fluidificação e/ou gás secundário, sendo que o compartimento de resfriamento opcional pode, por exemplo, ter uma entrada para gás de fluidificação na parede lateral.

[0060] A Figura 2 ilustra esquematicamente um granulador exemplificador. Na Figura 2A, o fluxo de gás de fluidificação é mostrado esquematicamente como uma linha tracejada a partir da entrada para gás de fluidificação (5) e, então, através do primeiro espaço (21), ao redor das aberturas de gás secundário (25) e através das aberturas (16) na placa de fluidificação (14) para dentro do primeiro espaço (21), em particular, para dentro dos compartimentos de granulação (A, B). O líquido de granulação flui através da entrada para líquido de granulação (10), através da tubulação de suprimento de líquido de granulação (11), incluindo através do cabeçote (12) (que inclui braços na direção da largura) e, então, através dos condutores (13) até a entrada do bocal (19). O fluxo de gás secundário também é esquematicamente mostrado como uma linha tracejada a partir de uma entrada para gás secundário (6) e, então, através do terceiro espaço (23) e através da abertura de gás secundário (25), através dos canais de gás secundário (20) até a entrada do bocal (19) para líquido de granulação. O cabeçote (12) é disposto no topo do terceiro espaço (23), diretamente abaixo da placa de separação (15), mas o gás secundário pode fluir ao redor do cabeçote para dentro dos canais de gás secundário (20).

[0061] A Figura 2A fornece um exemplo do recurso preferencial em que o cabeçote de líquido de granulação (12) é fornecido no terceiro espaço (23) (em particular, sendo que o cabeçote é inteiramente disposto dentro do terceiro espaço), e o invólucro do terceiro espaço compreende a entrada para líquido de granulação (10). Esse recurso preferencial também é mostrado na Figura 1.

[0062] A Figura 2A ilustra um exemplo das modalidades em que o cabeçote (12) está em contiguidade com a placa de separação (15), e sendo que o condutor (13) é unido ao cabeçote (12) na abertura de gás secundário (25). Nesta modalidade, o cabeçote (12) está próximo à placa de separação (15), o que não é preferencial porque o gás de fluidificação é frequentemente mais frio que o gás secundário. Em particular, algum espaçamento vertical entre o cabeçote (12) e a placa de separação (15) é preferencial (conforme mostrado na Figura 1).

[0063] A Figura 2B é uma vista ampliada perpendicular ao comprimento de uma porção do granulador da Figura 2A que mostra como os condutores são unidos ao cabeçote na abertura de gás secundário.

[0064] A Figura 3 ilustra esquematicamente um exemplo do recurso preferencial no qual o granulador compreende um ou mais compartimentos de resfriamento opcionais (C). Nesse compartimento de resfriamento, a placa de fluidização (14) é, por exemplo, uma placa horizontal, mas, de preferência, é inclinada para baixo na direção da saída do granulado (7), ilustrada como a placa (14A). A placa (14), por exemplo, tem uma flexão (ângulo) para baixo até a saída (7), ilustrada como uma configuração de placa alternativa (14B). A fluidização é fornecida ao compartimento de resfriamento (C), em particular ao primeiro espaço (21) do mesmo, através das aberturas (16) na placa (14). A inclinação da placa de fluidização (14) fornece a vantagem de que a altura do leito aumenta, aumentando, assim, o volume do leito e fornecendo vantajosamente um tempo de residência maior.

[0065] Além disso, na Figura 3, o líquido de granulação é fornecido através de um quarto espaço (24), que é um recurso opcional independente do compartimento de resfriamento (C). Esse quarto espaço (24) é fornecido pela segunda placa de separação opcional (24A) que tem aberturas para a extremidade inferior do condutor (13) ou através da qual os condutores se estendem. O quarto espaço (24) fornece uma implementação simples do cabeçote (12) e uma distribuição do líquido para os condutores. Entretanto, o tempo de residência mais longo do líquido de ureia no quarto espaço (24) pode causar um aumento da formação de biureto, o que não é desejável.

[0066] Consequentemente, a Figura 3 ilustra um exemplo da modalidade em que a placa de separação (15) entre o segundo espaço e o terceiro espaço é uma primeira placa de separação, e sendo que o granulador compreende adicionalmente uma segunda placa separada (24A) entre a primeira placa de separação (15) e a parede inferior (3). Desta forma, o terceiro espaço é fornecido entre a primeira placa de separação e a segunda placa de separação opcional (24A), e um quarto espaço (24) é fornecido entre a segunda placa de separação (24A) e a parede inferior. O quarto espaço tem um invólucro, e esse invólucro compreende a entrada (10) para líquido de granulação. A segunda placa de separação (24A) compreende aberturas (24B) através das quais os condutores (13) se estendem. Dessa maneira, o quarto espaço é conectado pelas aberturas (24B) com a entrada do bocal (19) para líquido de granulação e, consequentemente, o quarto espaço fornece o cabeçote de líquido de granulação (12).

[0067] A Figura 3 ilustra adicionalmente um exemplo do recurso independentemente preferencial em que o granulador compreende adicionalmente um ou mais compartimentos de resfriamento. Na Figura 3, o compartimento de resfriamento está a jusante dos compartimentos de granulação e compreende a saída do granulado. A placa de fluidização dos compartimentos de granulação é uma primeira placa de fluidização, e o compartimento de resfriamento compreende uma parede superior e uma segunda placa de fluidização. A parede superior e a placa de fluidização definem um primeiro espaço de resfriamento entre elas. O granulador é configurado para manter um leito fluidizado de partículas no dito primeiro espaço de resfriamento em funcionamento. A segunda placa de fluidização é, portanto, dotada de várias aberturas, permitindo, assim, a passagem de gás de fluidização do segundo espaço (22) para dentro do primeiro espaço de resfriamento. Pelo menos uma parte da segunda placa de fluidização é menor que a dita primeira placa de fluidização, por exemplo, a segunda placa de fluidização compreende uma inclinação descendente e/ou flexões descendentes. De preferência, nenhuma placa de separação (15) está disposta abaixo da segunda placa de fluidização, fornecendo, assim, um espaço para tal inclinação ou flexão.

[0068] A Figura 4 mostra esquematicamente um exemplo de uma modalidade em que o cabeçote (12) está disposto abaixo da parede inferior (3) e sendo que cada condutor (13) se estende através de uma abertura (3A) na parede inferior (3). Portanto, os condutores (13) têm uma abertura inferior nas aberturas (3A) ou se estendem através dessas aberturas (3A). Isso fornece uma construção simples. Entretanto, o isolamento térmico do cabeçote (12) pode ser menor que nas Figuras 1, 2 e 3.

[0069] Consequentemente, a Figura 4 ilustra um exemplo de uma modalidade na qual o cabeçote de líquido de granulação (12) é fornecido fora do invólucro do granulador (2), e sendo que os condutores (13) se estendem (verticalmente) através das aberturas de gás secundário (25), através do terceiro espaço (23) e através das aberturas (3A) para os condutores (13) no invólucro do terceiro espaço. As aberturas (3A) são tipicamente fornecidas no invólucro do granulador (2). De preferência, as aberturas (3A) são fornecidas na parede inferior (3). Essa disposição fornece vantajosamente um bom acesso no terceiro espaço e acesso ao cabeçote.

[0070] A Figura 5 mostra esquematicamente um exemplo da modalidade em que o primeiro compartimento do granulador (A) tem uma primeira tubulação de suprimento de líquido de granulação (11) para um primeiro líquido de granulação, e o segundo compartimento do granulador (B) tem uma segunda tubulação de suprimento de líquido de granulação diferente (11A) que pode ser usada para aspergir um segundo líquido de granulação com uma composição diferente. O primeiro líquido de granulação é, por exemplo, ureia (que compreende, por exemplo, menos que 1,0%, em peso, de sais de amônio, ou menos que 0,10%, em peso, de sais de amônio). A segunda tubulação de suprimento de líquido de granulação (11A) tem uma entrada dedicada para líquido de granulação, por exemplo, com uma unidade de misturação (10A) para misturar material fundido de ureia (U) ou outro tipo de líquido de granulação com um segundo fluxo. O segundo fluxo compreende, por exemplo, um ou mais itens selecionados do grupo que consiste em sais de amônio, aditivos, micronutrientes, sulfatos, fosfatos e nitratos. A segunda corrente é, por exemplo, sulfato de ureia e amônio ("UAS" - urea ammonium sulphate) com, por exemplo, de 10 a 50%, em peso, de sulfato de amônio. O segundo líquido de granulação é, por exemplo, um material fundido de sal de amônio e ureia, como nitrato de amônio e ureia ou sulfato de amônio e ureia (compreendendo, por exemplo, ao menos 10%, em peso, do sal de amônio), de preferência sendo que o primeiro líquido é, por exemplo, um material fundido de ureia.

[0071] Em princípio, qualquer compartimento de granulação pode ser dotado de tal unidade de misturação. De preferência, as tubulações de suprimento de líquido de granulação, com mais preferência, as unidades de misturação, ou ao menos algumas delas, têm uma unidade de dosagem, como uma válvula de controle, para regular precisamente a vazão de aditivo. Em uma modalidade particularmente preferencial, o granulador compreende ao menos dois compartimentos, um primeiro compartimento a montante e a jusante do mesmo (para partículas), um segundo compartimento, que tem tubulações de suprimento separadas, e a tubulação de suprimento do primeiro compartimento compreende uma unidade de misturação. Isso pode ser usado para fornecer, por exemplo, uma concentração mais alta de um componente, como um aditivo (por exemplo, um sal de amônio) no líquido aspergido no primeiro compartimento em comparação com o líquido aspergido pelos bocais no segundo compartimento. Dessa forma, as camadas externas de grânulo podem ter uma concentração mais alta de ureia. Essa distribuição pode proporcionar uma umidade relativa crítica mais alta dos grânulos formados.

[0072] A Figura 5 ilustra um exemplo da modalidade em que o granulador compreende uma pluralidade de tubulações de líquido de granulação, cada uma com uma entrada para líquido de granulação. As tubulações compreendem, cada uma, um cabeçote e condutores. De preferência, ao menos dois compartimentos de granulação têm uma tubulação diferente dentre as tubulações de líquido de granulação. De preferência, o granulador compreende ao menos duas tubulações que não são conectadas a, ou fornecidas no, mesmo compartimento do granulador. Em uma modalidade preferencial, o granulador compreende um primeiro e um segundo compartimentos de granulação, e o primeiro compartimento de granulação compreende a dita primeira tubulação de líquido de granulação e não compreende a dita segunda tubulação de líquido de granulação, e sendo que um segundo compartimento de granulação compreende a dita segunda tubulação de líquido de granulação e não compreende a dita primeira tubulação de líquido de granulação. De preferência, cada tubulação é conectada a um compartimento de granulação diferente. De preferência, cada compartimento de granulação é conectado a uma tubulação diferente. Por exemplo, o granulador compreende uma tubulação de líquido de granulação que é dedicada a um compartimento de granulação, e os bocais desse compartimento não são conectados a uma outra tubulação de líquido de granulação. Vantajosamente, as diferentes tubulações de líquido de granulação podem usar o mesmo terceiro espaço (23) para o suprimento de gás secundário e podem usar o mesmo gás secundário. Isso fornece um design simples do suprimento de gás secundário mesmo se diferentes líquidos de granulação forem usados. Entretanto, o terceiro espaço (23) pode ser também vantajosamente dividido em compartimentos, cada compartimento tendo uma entrada separada para gás secundário.

[0073] O granulador compreende, de preferência, uma linha de suprimento de líquido de granulação conectada a pelo menos uma, mas não a inteira, pluralidade preferencial de tubulações de líquido de granulação, e um misturador de alimentação de aditivo conectado à linha de suprimento de líquido de granulação para misturar um aditivo ao líquido de granulação na linha de suprimento.

[0074] A Figura 6 ilustra esquematicamente uma vista de topo (na direção do comprimento L e da largura W) de um granulador exemplificador de acordo com a invenção (Figura 6A) e uma vista anterior na direção da altura H e na direção da largura W de uma primeira modalidade (Figura 6B) e de uma segunda modalidade (Figura 6C). Em uma modalidade preferencial da invenção, o cabeçote (12) inclui, por exemplo, uma haste e braços que são fornecidos dentro do invólucro (2). A haste corre na direção do comprimento e no meio do granulador na direção da largura. Um exemplo é mostrado na Figura 6A. Os braços se estendem na direção da largura em lados opostos da haste, opcionalmente em ambos os lados acima da haste (Figura 6C). Dessa forma, vantajosamente, um curto tempo de residência do líquido de granulação é obtido em termos de uma trajetória média curta para o líquido de granulação entre a entrada (10) e o condutor (13) e, portanto, até as entradas do bocal (19). Um curto tempo de residência e uma trajetória de fluxo média curta são particularmente vantajosos para evitar ou reduzir a formação de biureto no caso de a ureia ser o líquido de granulação. A formação de biureto ocorre rapidamente em soluções de ureia concentradas quentes em altas temperaturas. Em particular, a disposição do cabeçote abaixo da placa de separação (15) permite a configuração vantajosa da Figura 6A.

[0075] A Figura 7 ilustra um granulador de referência não de acordo com a presente invenção, sendo que uma bandeja de envolvimento (32) é usada para o suprimento de gás secundário a partir de uma entrada (31). Como um recurso independente, a haste do cabeçote passa fora do invólucro do granulador (2), em um lado do granulador, na direção do comprimento e a haste é dotada de braços que se estendem na direção da largura em um lado. Os braços se estendem, por exemplo, no espaço dentro do invólucro do granulador diretamente abaixo da placa de fluidização. Esses braços são dotados de condutores. Na Figura 7, os braços com as bandejas de envolvimento (32) são, por exemplo, dispostos diretamente abaixo da placa de fluidização. Se o granulador de referência da Figura 7 for modificado mediante a substituição da bandeja de envolvimento (32) por canais de gás secundário de acordo com a presente invenção, a Figura 7 ilustra uma modalidade do granulador da invenção que é menos preferencial que a modalidade da Figura 6A porque o comprimento médio da trajetória de fluxo para o líquido de granulação é mais curto na Figura 6A.

[0076] A Figura 8 mostra uma vista em perspectiva isométrica de um granulador exemplificador de acordo com a presente invenção. As paredes laterais (27) são mostradas; no exemplo ilustrado, uma parede lateral inclui um vão para entrada para o gás de fluidização (5), bem como um vão para entrada para o gás secundário (6). O cabeçote (12) é disposto dentro do terceiro espaço (23), de modo similar à Figura 1.

[0077] Em uma modalidade preferencial (sendo um exemplo da qual ilustrado na Figura 8), o cabeçote (12) é conectado a um canal de alimentação para fluido de limpeza (como água e/ou vapor). Por exemplo, o cabeçote, mais particularmente a entrada de líquido de granulação (10), está conectado a uma linha de suprimento de limpeza (28), sendo que a linha de suprimento é conectada, de preferência, através de uma válvula, ao canal de alimentação. O canal de alimentação é, por exemplo, uma entrada de vapor d'água (29). O cabeçote tem, de preferência, também uma entrada conectada (de preferência através de uma válvula e, por exemplo, através da linha de suprimento de limpeza (28)) a um canal de suprimento de gás de secagem, que é, de preferência, para secagem do ar, por exemplo, a um canal de suprimento de gás (30). O canal de suprimento de gás (30) é, por sua vez, conectado a uma saída para gás secundário (por exemplo, ar secundário) do segundo espaço (22). Alternativamente, o canal de suprimento de gás (30) pode ser para qualquer suprimento de gás, como para um duto de gás secundário (6) ou para que o primeiro espaço (21) receba a entrada para gás de fluidificação da entrada (5) ou para algum outro duto de gás de fluidificação. As conexões são, por exemplo, independentemente fornecidas por uma válvula de três vias ou, por exemplo, compreendem uma junta em T com válvulas. Dessa maneira, o granulador pode ser comutado entre uma primeira configuração na qual o cabeçote (12) recebe apenas líquido de granulação, uma segunda configuração na qual o cabeçote (12) recebe apenas fluido de limpeza (por exemplo, vapor d'água) e uma terceira configuração na qual o cabeçote (12) recebe apenas gás secundário da entrada (6). Dessa maneira, a tubulação de suprimento de líquido de granulação (11) que inclui o cabeçote (12) e o condutor (13) pode ser primeiramente lavada com um fluido de limpeza (por exemplo, água e/ou vapor d'água) e, em segundo lugar, pode ser submetida a secagem com o uso de um gás de secagem (por exemplo, o gás secundário) limpando, assim, a tubulação de suprimento de líquido de granulação (11). Em algumas modalidades, o canal de suprimento de gás (30) e a linha de suprimento de limpeza (28) têm, por exemplo, conexões separadas em relação ao cabeçote.

[0078] A invenção também se refere a uma fábrica de ureia que compreende o granulador de leito fluidizado, conforme descrito. A fábrica de ureia compreende adicionalmente, por exemplo, uma seção de síntese de ureia de alta pressão que opera a uma pressão de pelo menos 100 bar (por exemplo, de 110 a 160 bar), uma seção de recuperação que inclui uma seção de recuperação de baixa pressão (por exemplo, de 1 a 10 bar) e, opcionalmente, uma seção de recuperação de média pressão (que opera, por exemplo, em 15 a 60 bar) disposta entre a seção de síntese e a seção de recuperação de baixa pressão, e uma seção de evaporação a jusante da seção de recuperação para evaporar água da solução de ureia a fim de produzir um material fundido de ureia. A tubulação de suprimento de líquido de granulação do granulador está conectada a uma saída para material fundido de ureia da seção de evaporação. A seção de síntese de alta pressão compreende, por exemplo, um reator de alta pressão, um desabsorvedor de alta pressão (por exemplo, que usa CO2 como gás de dessorção ou que usa dessorção térmica) e um condensador de carbamato de alta pressão, por exemplo, disposto em um circuito isobárico. O desabsorvedor tem uma saída para a seção de recuperação. A reação de formação de ureia é baseada na reação de NH3 e CO2 sob alta pressão com o carbamato de amônio e a desidratação dos mesmos em contato com ureia e água. A seção de evaporação compreende, por exemplo, um ou mais estágios de evaporação (vácuo) em série e opera, por exemplo, a uma pressão abaixo de 1 bar absoluto. Na(s) seção(ões) de recuperação, a solução de ureia é, por exemplo, submetida a aquecimento de modo a decompor o carbamato de amônio e remover a amônia da solução de ureia, purificando, assim, a solução de ureia. A amônia gasosa e o CO 2 removidos são reciclados para a seção de síntese após a condensação.

[0079] A invenção também se refere a um método de granulação, de preferência, de ureia, executado no granulador conforme descrito, e com mais preferência, em uma fábrica de ureia conforme descrito. O método compreende, por exemplo, fornecer líquido de granulação, por exemplo, conforme descrito, de preferência, um material fundido de ureia, à entrada para líquido de granulação (10) e através da tubulação de suprimento de líquido de granulação (11) que inclui o cabeçote (12) e os condutores (13), fornecer gás de fluidização à entrada para gás de fluidização (5) e fornecer gás secundário à entrada para gás secundário (6) do granulador, e retirar o granulado da saída de granulado (7), com os gases, de preferência, conforme descrito. Adicionalmente, o método compreende tipicamente manter um leito fluidizado de grânulos no primeiro espaço (21) e fornecer líquido de granulação para dentro do primeiro espaço com o uso dos bocais (17). Os bocais são, por exemplo, bocais de atomização que usam o gás secundário para fornecer uma aspersão do líquido de granulação. Em uma outra modalidade, os bocais são, por exemplo, bocais de filme que fornecem um filme do líquido de granulação a partir de uma primeira saída de bocal, e o gás secundário é passado através de uma saída separada (por exemplo, um anel), que circunda a primeira saída, para transportar partículas do leito fluidizado através do dito filme.

[0080] Os números de referência, conforme usados ao longo desta descrição e das reivindicações, são apenas para propósitos ilustrativos e para auxiliar na compreensão dos desenhos. Esses números de referência não limitam as reivindicações e a invenção. O versado na técnica entende que o compartimento de resfriamento também pode ser usado nas Figuras 1, 2, 4, 5, 6 e 8, opcionalmente incluindo a placa de fluidização inclinada e/ou a placa de separação inclinada. O uso de duas ou mais tubulações de líquido de granulação e uma unidade de misturação também é possível ao menos nas Figuras 1, 2, 3, 4, 6 e 8. O design da parede lateral da Figura 8 também pode ser usado pelo menos com as Figuras 1, 2, 3, 5 e 6.

Claims (14)

REIVINDICAÇÕES

1. Granulador de leito fluidizado (1) para granulação com ureia ou líquidos contendo ureia caracterizado pelo fato de que compreende um invólucro do granulador (2), em que o invólucro do granulador (2) compreende: uma parede inferior (3), uma parede superior (4), uma entrada para gás de fluidificação (5), uma entrada para gás secundário (6), uma saída para partículas de produto sólido (7), uma saída para gás de exaustão (8) e, opcionalmente, uma entrada para partículas iniciais (9), em que o invólucro do granulador (2) compreende uma pluralidade de compartimentos de granulação (A, B), que são dispostos em série em uma direção do comprimento do granulador (1), em que o granulador (1) compreende adicionalmente uma entrada para líquido de granulação (10) e uma tubulação de suprimento de líquido de granulação (11), em que a tubulação de suprimento de líquido de granulação (11) compreende um cabeçote de líquido de granulação (12) e uma pluralidade de condutores (13), em que o cabeçote de líquido de granulação (12) é conectado à dita entrada para líquido de granulação (10) e a uma pluralidade dos ditos condutores (13), em que o invólucro do granulador (2) compreende adicionalmente uma placa de fluidização (14) e pelo menos nos ditos compartimentos de granulação (A, B), uma placa de separação (15), em que a placa de separação (15) é espaçada da placa de fluidização (14) na direção vertical e é colocada abaixo da placa de fluidização (14), em que a placa de separação (15) está disposta entre a dita parede inferior

(3) e a dita placa de fluidização (14), em que o dito invólucro do granulador (2) compreende um primeiro espaço (21) entre a dita parede superior (4) e a dita placa de fluidização (14), um segundo espaço (22) entre a dita placa de fluidização (14) e a dita placa de separação (15), e um terceiro espaço (23) entre a dita placa de separação (15) e a dita parede inferior (3), em que os ditos primeiro, segundo e terceiro espaços têm, cada um, um invólucro, em que o dito granulador (1) é configurado para conter um leito fluidizado de partículas em funcionamento no dito primeiro espaço (21), e em que o invólucro do dito primeiro espaço (21) compreende a dita saída para partículas de produto sólido (7), a dita saída para gás de exaustão (8) e, opcionalmente, a dita entrada para partículas iniciais (9), em que o invólucro do dito segundo espaço compreende a dita entrada para gás de fluidificação (5), e em que a placa de fluidificação (14) compreende aberturas (16) para a passagem do dito gás de fluidificação do dito segundo espaço (22) para o dito primeiro espaço (21), em que o dito invólucro do dito terceiro espaço (23) compreende a dita entrada (6) para gás secundário, em que o granulador (1) compreende nos ditos compartimentos de granulação (A, B) uma pluralidade de bocais (17) para fornecer o dito líquido de granulação ao dito primeiro espaço (21), em que ao menos um dentre os ditos bocais (17) compreende uma entrada de bocal (18) para o dito gás secundário e uma entrada de bocal (19) para o dito líquido de granulação, em que o dito granulador (1) compreende um canal de gás secundário (20) que se estende a partir de uma abertura de gás secundário (25) na dita placa de separação (15) através do dito segundo espaço (22) para a dita entrada de bocal (18) para gás secundário, em que a dita tubulação de suprimento de líquido de granulação (11) é em parte fornecida no dito terceiro espaço (23) e em parte no dito segundo espaço (22), e em que pelo menos um dentre os ditos condutores (13) é ao menos em parte fornecido dentro do dito canal de gás secundário (20), em que o dito condutor (13) passa através da dita abertura de gás secundário (25) ou é unido ao dito cabeçote (12) na dita abertura de gás secundário (25).

2. Granulador (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o dito canal de gás secundário (20) ser um primeiro tubo e o dito condutor ou parte do dito condutor que é fornecido no dito canal de gás secundário (20) ser um segundo tubo, em que o dito primeiro tubo circunda o dito segundo tubo em uma seção transversal no plano horizontal por pelo menos uma posição vertical.

3. Granulador (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o dito cabeçote de líquido de granulação (12) ser fornecido no dito terceiro espaço (23) e o dito invólucro do dito terceiro espaço compreender a dita entrada para líquido de granulação (10).

4. Granulador (1), de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de o dito cabeçote de líquido de granulação (12) ser espaçado da dita placa de separação (15)

na direção vertical, e em que o dito condutor se estende através da dita abertura de gás secundário na dita placa de separação (15).

5. Granulador (1), de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o dito cabeçote de líquido de granulação (12) compreende uma haste e ramificações, em que a dita haste se estende na direção do comprimento do granulador (1), em que as ditas ramificações se estendem na direção da largura do granulador (1) para fora a partir da dita haste em lados opostos da dita haste, em que os ditos lados são opostos na direção da largura, de modo que a dita haste é fornecida substancialmente no centro na direção da largura do dito terceiro espaço (23), e em que cada uma dentre as ditas ramificações é conectada a uma pluralidade dos ditos condutores (13).

6. Granulador (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a dita placa de separação (15) entre os ditos segundo e terceiro espaços ser uma primeira placa de separação, em que o dito granulador (1) compreende, ainda, uma segunda placa separada (24A) entre a dita primeira placa de separação e a dita parede inferior (3), em que o dito terceiro espaço (23) é fornecido entre as ditas primeira e segunda placas de separação, em que um quarto espaço (24) é fornecido entre a dita segunda placa de separação e a dita parede inferior (3), em que o dito quarto espaço tem um invólucro, em que o dito invólucro do dito quarto espaço compreende a dita entrada (10) para líquido de granulação, em que a dita segunda placa de separação compreende uma abertura (24B) através da qual um dos ditos condutores (13) se estende,

conectando, assim, o dito quarto espaço à dita entrada de bocal (19) para líquido de granulação, de modo que o dito quarto espaço fornece o dito cabeçote de líquido de granulação (12).

7. Granulador (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o condutor (13) e os canais de gás secundário (20) serem tubos concêntricos.

8. Granulador (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um ou mais compartimentos de resfriamento (C) a jusante dos ditos compartimentos de granulação (A, B), em que a dita placa de fluidização (14) dos ditos compartimentos de granulação (A, B) é uma primeira placa de fluidização, em que pelo menos um dos ditos compartimentos de resfriamento (C) compreende uma parede superior (4) e uma segunda placa de fluidização, em que a dita parede superior (4) e a dita segunda placa de fluidização definem um primeiro espaço (21) de resfriamento entre elas, em que o granulador (1) é configurado para manter um leito fluidizado de partículas no dito primeiro espaço (21) de resfriamento em funcionamento, e em que a dita segunda placa de fluidização é pelo menos em parte mais baixa que a dita primeira placa de fluidização.

9. Granulador (1), de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a dita segunda placa de fluidização compreende uma inclinação descendente na direção do comprimento, opcionalmente com uma flexão.

10. Granulador (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo de que compreende uma primeira e uma segunda tubulações de líquido de granulação, em que cada tubulação tem uma entrada para líquido de granulação (10), e cada uma compreende um cabeçote (12) e condutores (13), em que um primeiro compartimento de granulação compreende a dita primeira tubulação de líquido de granulação e não compreende a dita segunda tubulação de líquido de granulação, e em que um segundo compartimento de granulação compreende a dita segunda tubulação de líquido de granulação e não compreende a dita primeira tubulação de líquido de granulação.

11. Granulador (1), de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente uma linha de suprimento de líquido de granulação (11) conectada a pelo menos uma, mas não a todas, as ditas tubulações de líquido de granulação, e em que um misturador de alimentação de aditivo é conectado à dita linha de suprimento de líquido de granulação (11) para misturar um aditivo ao líquido de granulação na dita linha de suprimento.

12. Granulador (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o dito cabeçote (12) ter uma entrada conectada, de preferência através de uma válvula, a um canal de alimentação para um fluido de limpeza e uma entrada conectada, de preferência através de uma válvula, a um canal de suprimento de gás que é conectado a uma saída do segundo espaço (22).

13. Granulador (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende pelo menos um divisor (26) que divide o dito primeiro espaço (21) em zonas, em que as ditas zonas definem os ditos compartimentos de granulação (A, B).

14. Método de granulação com ureia executado no granulador (1) conforme definido na reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende: fornecer material fundido de ureia como líquido de granulação à entrada para líquido de granulação (10) e através da tubulação de suprimento de líquido de granulação (11) que inclui o cabeçote (12) e os condutores (13); fornecer gás de fluidização à entrada para gás de fluidização (5) e fornecer gás secundário à entrada para gás secundário (6) do granulador (1); retirar o granulado da saída de granulado (7); manter um leito fluidizado de grânulos no primeiro espaço (21); e fornecer líquido de granulação ao primeiro espaço com o uso do bocal (17).