PL126883B1 - Method of making urea pellets or nubbles - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania granulek albo brylek mocznika poprzez powodo¬ wanie opadania kropli zasadniczo bezwodnego sto¬ pionego mocznika w przeciwpradzie chlodzacego gazu porzez strefe chlodzenia w której material posiewowy zostal rozproszony.Znany jest z opisu patentowego Stanów Zjed¬ noczonych Nr 3.450.804 sposób wytwarzania gra¬ nulek mocznika przez rozpylanie praktycznie bez¬ wodnego stopionego mocznika w przeciwpradzie gazu chlodzacego, polegajacey na tym, ze w stre¬ fie chlodzenia stosuje sie stale czasteczki mocz¬ nika albo czasteczki innego materialu posiewowego korzystnie w stanie koloidalnym albo mgly.Stwierdzono, ze przy stosowaniu znanego spo¬ sobu krople zamieniaja sie w czasie chlodzenia, które rozpoczyna sie od powierzchni kropli i roz¬ przestrzeniania do wnetrza, na ograniczona liczbe duzych krystalitów orientowanych praktycznie w tym samym kierunku, w którym to procesie for¬ mowana najpierw powloka jest lokalnie sasysana do wewnatrz podczas chlodzenia i zestalana z resz¬ ta byly, w efekcie czego powstaja zaglebienia. W re¬ zultacie tego brylki maja mala wytrzymalosc na uderzenia i w czasie transportu oraz przeróbki ta¬ kie granulki ulegaja sproszkowaniu i rozpyleniu.Utrudnia to w sposób istotny transport masowy. 50 55 60 65 Celem wynalazku bylo usuniecie wad i nie¬ dogodnosci znanych rozwiazan.Cel wynalazku zostal osiagniety przez opraco¬ wanie sposobu wytwarzania granulek mocznika po¬ przez spowodowanie opadania kropli bezwodnego stopionego mocznika w przeciwpradzie chlodzace¬ go gazu poprzez strefe chlodzenia, w której ma¬ terial posiewowy zostal rozproszony dzieki temu, ze utrzymuje sie w strefie chlodzenia rozproszenie czasteczek krystalicznych o wymiarach w zakresie od 2 pm do 10 ^m i ilosci 8 do 25 mg/m3 gazu chlodzacego.Korzystnie w sposobie wedlug wynalazku sto¬ suje sie czasteczki krystaliczne o wymiarach od 4 /im do 8 fATCi.Stosujac sposób wedlug wynalazku wprowadza sie co najmniej czesc czasteczek zmielonego kry¬ stalicznego mocznika.Czasteczki podaje sie do strefy chlodzenia w jed¬ nym albo wiecej punktach i homogenicznie roz¬ prasza w tej strefie, zas jako gaz chlodzacy sto¬ suje sie powietrze.Dodaje sie czynnik przeciwzbrylajacy dla osa¬ dzania krystalicznego mocznika. Korzystnie dodaje* sie Ca, Mg, Zn albo Al, sole wyzszego rzedu kwasu tluszczowego, gline, talk, kalcyt albo sepiolit.Podaje sie czasteczki do strefy chlodzenia w 126 883126 883 3 miejscu, w którym w lokalnych warunkach atmo¬ sferycznych cisnienie pary chlodzacego powietrza jest mniejsze niz cisnienie pary czasteczek w temperaturze chlodzacego powietrza.Na rysunku pokazano zaleznosc wytrzymalosci udarowej brylek albo granulek od liczby krzyszta- lów posiewu, gdzie na odcietej jest pokazana licz¬ ba ziarn posiewu na brylke, a na rzednej wytrzy¬ malosc uderzeniowa.Material do rozpylania w stanie cieklym moz¬ na uzyskac przez odparowanie roztworów moczni¬ ka albo przez topienie krysztalów mocznika. Jesli rozpylona ciecz jest otrzymywana ze stopienia krysz¬ talów mocznika, to najkorzystniej topienie nalezy prowadzic w sasiedztwie ukladu rozpylajacego przy¬ kladowo na szczycie wiezy granulujacej, dla za¬ pobiegania tworzeniu sie karbamylomocznika. Kry¬ sztaly nastepnie sa przeprowadzane, korzystnie pneumatycznie, na szczyt wiezy granulowania, gdzie oddzielane sa od gazu transportujacego za pomo¬ ca cyklonu i 'nastepnie topione.Warunki pracy cyklonu moga byc tak dobrane, ze gaz transportujacy pozostawia czasteczki o wy¬ miarach od 2 ftm do 10 ^m. Po oddzieleniu cza¬ steczek o wymiarach od 2—10 /*m gaz transpor¬ tujacy zawierajacy bardzo drobne czasteczki mocz¬ nika rozpylone w nim, moze byc w calbsci albo czesciowo dodawany do gazu chlodzacego poda¬ wanego do strefy chlodzenia dzieki czemu do u- zupelnienia ilosci materialu posiewowego potrzeb¬ na jest mniejsza ilosc materialu posiewowego uzys¬ kanego poprzez mielenie albo w ogóle nie jest ko¬ nieczne podawanie materialu uzupelniajacego.W czasie procesu zestalania rozpylonych kropel na granulki albo brylki tworza sie mniejsze albo wieksze krysztaly, zalezne od sposobu i predkosci chlodzenia. Wytrzymalosc uderzeniowa granulek albo brylek utworzonych z malych krysztalów o przypadkowej orientacji jest znacznie wyzsza niz granulek albo brylek utworzonych z duzych krysztalów o zasadniczo tej samej orientacji.Formowanie sie brylek albo granulek z drob¬ nych krysztalów usprawnia sie, gdy w temperatu¬ rze krystalizacji kropla styka sie z duza iloscia drobnych czasteczek materialu posiewowego, któ¬ rego to drobne czasteczki dzialaja jako posiew kry¬ sztalów. Zaleznosc pomiedzy liczba posiewu krysz¬ talów a wytrzymaloscia uderzeniowa zostala usta¬ lona eksperymentalnie dla brylek o srednicy d50 ? wynoszacej okolo 2 mm, to jest 50V# brylek ma srednice równa albo wieksza niz 2 mm, z maksy¬ malnym rozrzutem srednicy okolo 40%.Na wykresie przedstawionym na rysunku wy¬ trzymalosc uderzeniowa byla ustalana w taki spo¬ sób, ze znaczna liczbe brylek wyrzucono pneuma¬ tycznie z predkoscia 20 m/s uderzajac pod katem 45° o plyte stalowa i ustalajac procent nieuszko¬ dzonych w takim zabiegu brylek albo granulek.Z wykresu uwidocznionego na rysunku wynika, ze w celu uzyskania wytrzymalosci uderzeniowej wynoszacej 70°/o potrzeba co najmniej 10 ziaren po¬ siewu na brylke albo granulke d^ = 2 mm. Za¬ leca sie osiagniecie wytrzymalosci uderzeniowej wy¬ noszacej co najmniej 80%. W tym celu potrzeba mini¬ mum 20 ziaren posiewu na brylke lub granulke przy * d50 = 2 mm. W praktyce oznacza to, ze na 100 kg cieklego mocznika poddanego granulacji potrzeba okolo 0,125 kg do 0,375 kg pylu mocznika o roz¬ miarze ziarn 2 pm do 10 ^m, dla uzyskania 5 granulek o odpowiedniej wytrzymalosci uderze¬ niowej.Zostalo stwierdzone, ze przy wzroscie wilgot¬ nosci wzglednej gazu chlodzacego potrzebna jest wieksza ilosc materialu posiewowego, dla utrzy- io mania wlasciwej wytrzymalosci uderzeniowej. Ja¬ ko gaz chlodzacy mozna zastosowac gaz nierea- gujacy z mocznikiem taki jak przykladowo po¬ wietrze, azot, dwutlenek wegla. Zwykle stosuje sie jako gaz chlodzacy powietrze. Ilosc materialu 15 posiewowego wymienionego tutaj bedzie dostatecz¬ na dla wykonywania zbrylenia przy najwiekszej wzglednej wilgotnosci powietrza, jaka moze wy¬ stepowac.Material posiewowy jest podawany, do strefy 20 chlodzenia w jednym albo wiecej miejscach i ho- mogenicznie rozprowadzany w tej strefie jak U mozliwe. Dla umozliwienia utrzymania dyspersji drobnych ziarn mocznika w strefie chlodzenia, cis¬ nienie pary wodnej w powietrzu chlodzacym musi 25 byc w kazdych miejscowych warunkach atmo¬ sferycznych mniejsze albo równe ciesnieniu pary z czasteczek mocznika w temperaturze chlodza¬ cego powietrza. Jesli cisnienie pary wodnej chlo¬ dzacego powietrza jest wieksze, czasteczki mocz- 30 nika moga ulec nawet rozpuszczeniu, co spowo¬ duje zupelna utrate efektu posiewu.Miejsce doprowadzenia materialu posiewowego jest tym samym dobrane tak, ze chlodzace powietrze w tym miejscu podgrzewane do takiego stopnia, ze 35 cisnienie pary zawartej w powietrzu jest mniejzse albo równe cisnieniu pary materialu posiewowego.Oczywistym jest, ze przeplyw powietrza przeno¬ szacy material posiewowy do strefy chlodzenia mu¬ si miec niskie cisnienie pary wodnej. Powietrze 40 to moze byc przykladowo wstepnie suszone albo podgrzewane przykladowo do 50°C.Poza ziarnami mocznika o malych wymiarach mozna wykorzystywac takze inne substancje jako ziarna posiewu. Przykladowo takimi substancjami 45 sa kreda, gips i chlorek potasu. Gdy stosuje sie jednak jako material posiewowy inny skladnik chemiczny nastepuje zanieczyszczenie uzyskanych brylek albo granulek obcymi skladnikami, a tym samym zmniejsza sie uzytecznosc tak otrzyma¬ so nego granulatu.Stosowanie sposobu wedlug wynalazku jest obja¬ snione w odniesieniu do przykladu.Przyklad: W wiezy granulacyjnej wysokosci 52 m bylo rozpylane 40000 kg/godz. mocznika cie- 55 klego o zawartosci 99,8°/« czystego mozcnika w tem¬ peraturze 138°C za pomoca rotacyjnego kubelka, o srednicy otworu 1,3 mm. W czterech miejscach na obwodzie wiezy granulacyjnej wtloczono za po¬ moca inzektora mieszanine powietrza i ziarn mo¬ do cznika, których rozmiar ziarn wynosil srednio 4 ^m z rozrzutem od 2 pm do 10 ^um i rozpro¬ wadzono homogenicznie jak tylko to bylo mozU- we. Czasteczki uzyskano poprzez mielenie ziaren mocznika do których dodano 3°/o stearynianu wap- 65 nia. Predkosc transportu w rurze wynosila 35 m/s5 126 883 6 a wzgledna wilgotnosc podawanego powietrza wy¬ nosila 30%. Otwór podawaczy dla materialu po- siewnego w wiezy granulacyjnej znadowal sie 20 m ponizej kubelka granulacyjnego.Na dnie wiezy doprowadzano powietrze chlo¬ dzace w przeciwpradzie do rozpylanego moczni¬ ka w ilosci 600 000 m3/h i o temperaturze wloto¬ wej 20°C. Ilosc materialu posiewowego byla zmienia¬ na podczas doswiadczen, które prowadzono z róz- cego potwietrza. Po kazdym doswiadczeniu brano próbe i ustalano wytrzymalosc udzerzeniowa WU brylki albo granulki. Wyniki przedstawia tabela: Tabela * Test nr 1 2 3 4 " ¦ 5 6 7 8 9 20 WW (°/o) 04 96 03 90 .63 63 59 64 . (90 90 ilosc materialu posiewowego (kg/h) i 5'° 7,4 9,7 11,9 3,1 5,9 8,8 13,6 — — WUffo) 62 72 78 78 78 83 85 87 10—20 60 Jak mozna stwierdzic z tablicy, aby osiagnac pewna wytrzymalosc uderzeniowa potrzeba wiecej materialu posiewowego przy stosunkowo wysokiej wilgotnosci wzglednej, niz przy niskiej wilgotnosci wzglednej. Z wyników testów Nr 8 i 9 widac, ze dodanie materialu posiewowego istotnie zwiek¬ sza wytrzymalosc uderzeniowa brylek lub granu¬ lek, y 10 15 20 25 30 Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania granulek albo brylek mocznika poprzez powodowanie opadania kropli bezwodnego stopionego mocznika w przeciwpra¬ dzie chlodzacego gazu poprzez strefe chlodzenia, w której material posiewowy zostal rozproszony, znamienny tym, ze utrzymuje sie w strefie chlo¬ dzenia rozproszenie czasteczek krystalicznych o wy¬ miarach w zakresie od 2 f*m do 10 /im i ilosci 8 mg/3 do 25 mg/m3 gazu chlodzacego. 2. Sposób, wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie czastki krystaliczne o wymiarach od 4 pm do 8 /un. 3. Sposób, wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie co najmniej czesc czasteczek zmielo¬ nego krystalicznego mocznika. 4. Sposób, wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze podaje sie czasteczki do strefy chlodzenia w jed¬ nym albo wiecej punktach i rozprasza sie je ho- mogenicznie w tej strefie. 5. Sposób, wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie powietrze jako gaz chlodzacy. 6. Sposób, wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze (Jodaje sie czynnik przeciwzbrylajacy, dla osadza¬ nia krystalicznego mocznika. 7. Sposób, wedlug zastrz. 5, znamienny tym, ze podaje sie czasteczki do strefy chlodzenia w miejs¬ cu, w którym w lokalnych warunkach atmosfe¬ rycznych cisnienie pary chlodzacego powietrza jest mniejsze od cisnienia pary czasteczek w tempera¬ turze chlodzacego powietrza. 8. Sposób, wedlug zastrz. 6, znamienny tym, ze dodaje sie jako przeciwzbrylajacy czynnik Ca, Mg, Zn albo Al, sole wyzszego rzedu kwasu tluszczo¬ wego, gline, talk, kalcyt albo sepiolit. PL

Claims (8)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania granulek albo brylek mocznika poprzez powodowanie opadania kropli bezwodnego stopionego mocznika w przeciwpra¬ dzie chlodzacego gazu poprzez strefe chlodzenia, w której material posiewowy zostal rozproszony, znamienny tym, ze utrzymuje sie w strefie chlo¬ dzenia rozproszenie czasteczek krystalicznych o wy¬ miarach w zakresie od 2 f*m do 10 /im i ilosci 8 mg/3 do 25 mg/m3 gazu chlodzacego.
2. 2. Sposób, wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie czastki krystaliczne o wymiarach od 4 pm do 8 /un.
3. 3. Sposób, wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie co najmniej czesc czasteczek zmielo¬ nego krystalicznego mocznika.
4. 4. Sposób, wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze podaje sie czasteczki do strefy chlodzenia w jed¬ nym albo wiecej punktach i rozprasza sie je ho- mogenicznie w tej strefie.
5. 5. Sposób, wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie powietrze jako gaz chlodzacy.
6. 6. Sposób, wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze (Jodaje sie czynnik przeciwzbrylajacy, dla osadza¬ nia krystalicznego mocznika.
7. 7. Sposób, wedlug zastrz. 5, znamienny tym, ze podaje sie czasteczki do strefy chlodzenia w miejs¬ cu, w którym w lokalnych warunkach atmosfe¬ rycznych cisnienie pary chlodzacego powietrza jest mniejsze od cisnienia pary czasteczek w tempera¬ turze chlodzacego powietrza.
8. 8. Sposób, wedlug zastrz. 6, znamienny tym, ze dodaje sie jako przeciwzbrylajacy czynnik Ca, Mg, Zn albo Al, sole wyzszego rzedu kwasu tluszczo¬ wego, gline, talk, kalcyt albo sepiolit. PL