PL243872B1 - Urządzenie filtracyjne samoczyszczące, system i sposób przygotowania mieszaniny płynnej siarki z bentonitem do granulacji - Google Patents

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie filtracyjne samoczyszczące do filtrowania mieszaniny płynnej siarki i bentonitu obejmujące wkład filtrowy (12), zbiornik (8) posiadający część górną (13) i część dolną (14) oddzielone wkładem filtrowym (12), płaszcz grzewczy (9) okalający zbiornik (8), wlot (15) mieszaniny usytuowany nad wkładem filtrowym (12) do podawania mieszaniny do części górnej (13) zbiornika (8), przy czym oś wlotu (15) jest usytuowana stycznie do ściany (8A) zbiornika (8), wylot (16) mieszaniny do odprowadzania mieszaniny gotowej do granulacji z części dolnej (14) zbiornika (8) usytuowany nad wkładem filtrowym (12), wylot (17) cząstek nad wymiarowych, wlot (10) pary do podawania pary do płaszcza grzewczego (9), wylot (11) kondensatu do odbierania kondensatu powstałego z pary, pokrywę (25) zbiornika (8), wspornik (20), na którym jest usytuowany wkład filtrowy (12), zespół dociskowy (21) usytuowany na wkładzie filtrowym (12), posiadający element dociskowy (23) i sprężynę dociskową (24), przy czym element dociskowy (23) posiada punkty dociskowe na obrzeżu pierścienia dociskowego (22), który przylega do obrzeża wkładu filtrowego (12), a sprężyna dociskowa (24) jest usytuowana między elementem dociskowym (23) a pokrywą (25) zbiornika (8). Ponadto przedmiotem wynalazku jest system i sposób przygotowania mieszaniny płynnej siarki z bentonitem do granulacji.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie filtracyjne samoczyszczące, system przygotowania i sposób przygotowania mieszaniny płynnej siarki z bentonitem do granulacji.

Wynalazek odnosi się do technologii przygotowania nawozów sztucznych. Nawozy sztuczne dostarczane są odbiorcom zwykle w postaci granulatu. Powszechnym oczekiwaniem odbiorców jest wysoka jakość nawozu, przy czym istotnym czynnikiem jest to, żeby składniki były wymieszane w stopniu zapewniającym jak najlepsze działanie nawozu, mianowicie skład granul powinien być powtarzalny i jednolity. Ponadto wielkość granul powinna być powtarzalna.

Siarka jest bardzo ważnym makroelementem w żywieniu roślin. W znanych sposobach otrzymywania nawozów zawierających siarkę, bentonit oraz dodatki nawozowe, miesza się suche zmielone składniki, a następnie granuluje się je w temperaturach poniżej temperatury topnienia siarki. Sposoby te wymagają zastosowania lepiszcza do sklejenia poszczególnych składników. Znane są też sposoby otrzymywania nawozów siarkowych, które polegają na mieszaniu bentonitu z płynną siarką, a następnie granulowaniu mieszaniny w granulatorze bębnowym, które wykorzystują zjawisko krzepnięcia siarki do formowania granul. Mieszanina płynnej siarki i dodatków stałych jest podawana pompą wirową do granulatora obrotowego, gdzie rozprowadzana jest w temperaturze 120-150°C za pomocą systemu dysz zraszających, którymi natryskiwana jest na kurtynę przesypującego się zestalonego już granulatu. Dzięki utrzymywaniu we wnętrzu granulatora właściwie dobranej temperatury, następuje zestalanie się warstwy płynnej mieszaniny na powierzchni granul. Zestalanie mieszaniny może się odbywać warstwami na granulach w powietrzu przepływającym przez granulator.

Warunkiem prawidłowego przebiegu procesu granulacji jest uzyskiwanie właściwego rozpylenia płynnej mieszaniny, co z kolei wymaga zastosowania dysz o odpowiedniej geometrii oraz utrzymania właściwego i stałego ciśnienia płynnej mieszaniny w dyszach rozpylających. Taki proces jest skomplikowany technologicznie i w warunkach przemysłowych trudno jest utrzymać właściwe parametry procesu. Spowodowane to jest m.in. zalepianiem się dysz zraszających stałymi dodatkami, stanowiącymi składniki płynnej mieszaniny. Dodatki te są co prawda zmielone ale nie zapobiega to obecności cząstek stałych o zbyt dużych rozmiarach oraz tworzeniu się aglomeratów tzn. nad wymiarowych cząstek stałych. Konieczne jest zatem zabezpieczenie przed przedostawaniem się takich cząstek do dysz zraszających.

Powszechnym problemem występującym w procesie wytwarzania granulatu jest zatykanie się filtrów spowodowane przez nierozpuszczalne składniki stałe zawieszone w płynnej siarce. Zarówno bentonit jak i dodatki nawozowe nie rozpuszczają się w płynnej siarce i do wytworzenia jednorodnej zawiesiny wymagają starannego zmielenia. Aby ten proces był wykonywalny mieszanina będąca zawiesiną dodatków takich jak bentonit i dodatki nawozowe musi być na tyle lejna, aby można ją było pompować oraz rozpylać w dyszach granulatora. Niestety w takim procesie, zwłaszcza gdy zastosowanych jest wiele składników, występuje problem wtórnej aglomeracji składników, utrudniającej lub uniemożliwiającej przetłaczanie mieszaniny przez dysze przy pomocy których jest ona rozpylana. Zjawisko to uniemożliwia prowadzenie procesu granulacji w sposób ciągły.

Znane, stosowane w przemyśle siarkowym, urządzenia do filtracji siarki płynnej wymagają, po wykonaniu cyklu filtracji, wyłączenia z eksploatacji i otwarcia urządzenia w celu usunięcia zgromadzonych zanieczyszczeń.

Znane są również urządzenia, które pracują w sposób okresowy, ale nie wymagają otwierania do regeneracji. Regeneracja jest realizowana poprzez płukanie wsteczne płynną siarką. W czasie płukania wstecznego zasadniczy proces filtracji jest przerwany. Dla zachowania ciągłości procesu zasadniczego potrzebne są zatem co najmniej dwa filtry, przy czym układ sterowania zapewnia pracę naprzemienną filtrów, kiedy jeden pracuje, drugi jest regenerowany.

Z publikacji WO2020/163944 znany jest proces granulacji czystej siarki, w którym stosuje się filtr, przy czym zastosowano przetwornik, który w trakcie procesu kontroluje różnicę ciśnień między dwiema stronami filtra, wykryta duża różnica może wskazywać, że filtr należy wymienić lub wyczyścić. Opisany w tej publikacji filtr ma elementy grzewcze i pracuje powyżej temperatury topnienia siarki, przy czym dokument ten nie ujawnia budowy filtra, ani sposobu regeneracji.

W opisie patentowym US2016/0229761A1 opisano proces granulacji nawozu bazującego na płynnej siarce. Ujawniono w nim instalację przygotowania zawiesiny wielu składników, przykładowo bentonitu, kwasów humusowych, barwnika, dodatków nawozowych w płynnej siarce. Instalacja obej muje zbiornik magazynowy, zbiornik mieszalnika z mieszadłem, zbiornik przejściowy /pompowy z mieszadłem oraz filtr, przy czym formowanie granulek (pastylek) odbywa się na rotoformerze. Zastosowany filtr ma oczka od 140 do 400 mesh co odpowiada 0,105 do 0,037 mm, przy czym w opisie nie podano sposobu regeneracji filtra. Z doświadczenia wiadomo, że będzie się on bardzo często zatykał, będzie wymagał regeneracji, a praca rotoformera będzie okresowo przerywana.

Literatura podaje, że średnica wylotowa dysz rozpryskowych powinna być co najmniej dwukrotnie większa od średnicy największych ziaren części stałych, zawartych w zawiesinie. Jednak dostosowanie filtra do tego wymogu w przypadku zawiesiny siarki płynnej z bentonitem nie dawało zadowalających rezultatów nawet przy wprowadzeniu wymogów odnośnie uziarnienia dodatków mieszaniny, ponieważ bardzo istotne są wymagania technologiczne, czyli kształt strumienia rozpylanej zawiesiny oraz ilość rozprowadzanej zawiesiny w granulatorze. Zainstalowanie na rurociągu tłocznym zawiesiny filtru siatkowego o odpowiednich oczkach nie dało zadawalających rezultatów, zarówno dla płynnej siarki jak i siarki z bentonitem, ze względu na obecność cząstek stałych o większych wymiarach oraz tworzenie się wtórnych aglomeratów, co prowadziło do zalepienia się siatki, instalacja musiała być zatrzymywana i przeprowadzano czyszczenie siatki. Dodawanie innych składników również prowadziło do dużej liczby przerw w pracy.

Utrudnieniem w prowadzonym procesie przygotowania mieszaniny jest to, że ze względu na specyfikę rozprowadzanego medium (mieszanina, płynnej siarki i stałych dodatków, o temp ponad 120°C) oraz wymagania procesowe (utrzymanie ciągłości prowadzenia procesu, bezobsługowość) nie było możliwe zastosowanie standardowych elementów filtracyjnych.

Istotą wynalazku jest urządzenie filtracyjne samoczyszczące do filtrowania mieszaniny płynnej siarki i bentonitu, obejmujące: wkład filtrowy, zbiornik posiadający część górną i część dolną, oddzielone wkładem filtrowym, płaszcz grzewczy okalający zbiornik, wlot mieszaniny usytuowany nad wkładem filtrowym do podawania mieszaniny do części górnej zbiornika, przy czym oś wlotu jest usytuowana stycznie do ściany zbiornika, wylot mieszaniny do odprowadzania mieszaniny gotowej do granulacji z części dolnej zbiornika usytuowany nad wkładem filtrowym, wylot cząstek nad wymiarowych, wlot pary do podawania pary do płaszcza grzewczego, wylot kondensatu do odbierania kondensatu powstałego z pary, pokrywę zbiornika, wspornik, na którym jest usytuowany wkład filtrowy, zespół dociskowy usytuowany na wkładzie filtrowym, posiadający element dociskowy i sprężynę dociskową, przy czym element dociskowy posiada punkty dociskowe na obrzeżu pierścienia dociskowego, który przylega do obrzeża wkładu filtrowego, a sprężyna dociskowa jest usytuowana między elementem dociskowym a pokrywą zbiornika.

Element dociskowy może być zbudowany z pałąków, przy czym pałąki krzyżują się, a sprężyna dociskowa opiera się o element dociskowy w punkcie połączenia pałąków.

Element dociskowy może być zbudowany z wielu pałąków rozchodzących się promieniowo od punktu połączenia pałąków, a sprężyna dociskowa opiera się o element dociskowy w punkcie połączenia pałąków.

Korzystnie wspornik wkładu filtrowego jest zbudowany z ażurowanego koła i cylindra.

Istotą wynalazku jest również system przygotowania mieszaniny płynnej siarki z bentonitem do granulacji, obejmujący: mieszalnik płynnej siarki i bentonitu, który dostarcza mieszaninę do zbiornika pompowego, zbiornik pompowy, obejmujący część pompową i część topielnikową rozdzielone pionową ścianą, przy czym zapewnione jest połączenie przepływowe między częścią pompową i częścią topielnikową, a w części pompowej jest usytuowane mieszadło, przy czym zbiornik pompowy dostarcza mieszaninę do urządzenia filtracyjnego, a część topielnikową jest połączona z wylotem cząstek nad wymiarowych z urządzenia filtracyjnego, urządzenie filtracyjne samoczyszczące do filtrowania mieszaniny płynnej siarki i bentonitu obejmujące: wkład filtrowy; zbiornik posiadający część górną i część dolną, oddzielone wkładem filtrowym; płaszcz grzewczy okalający zbiornik; wlot mieszaniny usytuowany nad wkładem filtrowym do podawania mieszaniny do części górnej zbiornika, przy czym oś wlotu jest usytuowana stycznie do ściany zbiornika; wylot mieszaniny do odprowadzania mieszaniny gotowej do granulacji z części dolnej zbiornika usytuowany pod wkładem filtrowym; wylot cząstek nad wymiarowych; wlot pary do podawania pary do płaszcza grzewczego; wylot kondensatu do odbierania kondensatu powstałego z pary; pokrywę zbiornika; wspornik, na którym jest usytuowany wkład filtrowy; zespół dociskowy usytuowany na wkładzie filtrowym, posiadający element dociskowy i sprężynę dociskową, przy czym element dociskowy posiada punkty dociskowe na obrzeżu pierścienia dociskowego, który przylega do obrzeża wkładu filtrowego, a sprężyna dociskowa jest usytuowana między elementem dociskowym a pokrywą zbiornika, układ zasilania parą do podgrzewania zbiornika urządzenia filtracyjnego.

Korzystnie część topielnikową ma zapewnione połączenie z wylotem cząstek nad wymiarowych powstałych w procesie granulacji.

Istotą wynalazku jest sposób przygotowania mieszaniny płynnej siarki z bentonitem do granulacji, w którym miesza się płynną siarkę z bentonitem w mieszalniku, podaje się płynną mieszaninę z mieszalnika do zbiornika pompowego, podaje się mieszaninę pod ciśnieniem ze zbiornika pompowego do części górnej zbiornika urządzenia filtracyjnego przez wlot mieszaniny usytuowany nad wkładem filtrowym, utrzymuje się temperaturę wewnątrz zbiornika urządzenia filtracyjnego wyższą od temperatury topienia siarki, oddziela się cząstki nad wymiarowe od odfiltrowanej mieszaniny w zbiorniku urządzenia filtracyjnego za pomocą wkładu filtrowego, oczyszcza się wkład filtrowy poprzez wytworzenie zawirowania mieszaniny bezpośrednio nad wkładem filtrowym w zbiorniku, przy czym strumień mieszaniny podawanej wlotem do zbiornika jest skierowany stycznie do ściany zbiornika, podaje się odfiltrowaną mieszaninę z urządzenia filtrującego do granulacji przez wylot z części dolnej zbiornika usytuowany pod wkładem filtrowym, podaje się oddzielone cząstki nad wymiarowe z części górnej zbiornika do części topielnikowej zbiornika pompowego przez wylot cząstek nad wymiarowych, usytuowany nad wkładem filtrowym, topi się oddzielone cząstki nad wymiarowe w części topielnikowej, podaje się mieszaninę powstałą z roztopionych cząstek nad wymiarowych do części pompowej zbiornika pompowego.

Zawirowanie może być wytwarzane w sposób ciągły.

Korzystnie czas czyszczenia wkładu filtrowego mieszaniną siarki z bentonitem wynosi co najmniej 5 minut, a czyszczenie odbywa się raz na co najmniej 2 godziny.

Mieszanina może zawierać dodatki nawozowe.

Korzystnie dla mieszaniny siarki z bentonitem zawierającej dodatki nawozowe czas czyszczenia wkładu filtrowego mieszaniną siarki z bentonitem i dodatkami nawozowymi wynosi co najmniej 10 minut, a czyszczenie odbywa się co najmniej raz na 1 godzinę.

Korzystnie do części topielnikowej zbiornika pompowego podaje się nad wymiarowe cząstki powstałe w procesie granulacji.

Zastosowanie niniejszego wynalazku przeciwdziała zjawisku blokowania dysz rozpylających zawiesinę w granulatorze. Urządzenie filtracyjne może być regenerowane tzn. oczyszczane bez przerywania pracy granulatora. Możliwe jest zatem zastosowanie tylko jednego urządzenia filtracyjnego w instalacji do wytwarzania granulatu, aby uzyskać ekonomiczny i ciągły proces granulacji.

Zastosowanie systemu według wynalazku do przygotowania zawiesiny bentonitu i składników nawozowych w płynnej siarce umożliwia pracę ciągłą bez przerw na czyszczenie filtra i udrażnianie dysz rozpylających zawiesinę w granulatorze. Ponadto instalacja jest odporna na zakłócenia spowodowane wtórną aglomeracją cząstek stałych zawieszonych w płynnej siarce, cząstki nad wymiarowe są zawracane do procesu, dzięki czemu podniesiona zostaje wydajność procesu.

Wynalazek został opisany w odniesieniu do przykładu wykonania pokazanego na rysunku, na którym:

Fig. 1 przedstawia schemat instalacji do wytwarzania granulatu siarki, bentonitu i dodatków nawozowych,

Fig. 1a, 1b, 1c przedstawiają powiększenia fragmentów Fig. 1,

Fig. 2 przedstawia przekrój przez urządzenie filtracyjne,

Fig. 3a przedstawia widok elementu dociskowego z góry,

Fig. 3b przedstawia widok elementu dociskowego z boku,

Fig. 4a przedstawia widok wspornika wkładu filtrowego z góry,

Fig. 4b przedstawia widok wspornika wkładu filtrowego z boku.

Pokazany na Fig. 1 system do granulacji obejmuje mieszalnik 1, zbiornik pompowy 2, urządzenie filtracyjne 3, układ zasilania parą 4 i granulator 5. Zbiornik pompowy 2 składa się z części pompowej 6 i części topielnikowej 7. W pokazanym przykładzie wykonania mieszalnik 1 stanowi grupę mieszalników, których wyloty łączą się, przy czym mieszalniki mogą pracować naprzemiennie.

Urządzenie filtracyjne 3 obejmuje zbiornik 8, który jest zbiornikiem wewnętrznym i płaszcz grzewczy 9, który jest zbiornikiem zewnętrznym okalającym zbiornik 8. Płaszcz grzewczy 9 jest przystosowany do utrzymywania temperatury w zbiorniku 8, w którym odbywa się filtrowanie mieszaniny. Płaszcz grzewczy 9 jest wyposażony we wlot 10 pary do płaszcza grzewczego 9 i wylot 11 kondensatu z płaszcza grzewczego 9 do odprowadzania kondensatu powstałego z pary.

Zbiornik 8 w urządzeniu filtracyjnym 3 jest wyposażony w sito w postaci wkładu filtrowego 12, które dzieli zbiornik 8 na część górną 13 i część dolną 14. Wkład filtrowy 12 jest wymienny. Zbiornik 8 jest wyposażony we wlot 15 mieszaniny, który doprowadza mieszaninę do części górnej 13 zbiornika 8.

Zbiornik 8 jest wyposażony w wylot 16 odfiltrowanej mieszaniny z części dolnej 14 zbiornika 8. Wlot 15 mieszaniny może mieć postać króćca wlotowego, który jest usytuowany w części górnej 13 ponad wkładem filtrowym 12. Wylot 16 odfiltrowanej mieszaniny może mieć postać króćca wylotowego, który jest usytuowany w części dolnej pod wkładem filtrowym 12. Zbiornik 8 jest ponadto wyposażony w wylot 17 cząstek nad wymiarowych (aglomeratów) z części górnej 13 zbiornika 8. Wylot 17 cząstek nad wymiarowych może mieć postać króćca, który jest usytuowany nad wkładem filtrowym 12. Ponadto zbiornik 8 jest wyposażony w wylot spustowy 18 w części dolnej zbiornika 8, wylot spustowy 18 służy do opróżniania zbiornika 8 z mieszaniny. Wylot spustowy 18 może mieć postać króćca spustowego, który jest usytuowany centralnie w najniższym punkcie dna 19 zbiornika 8, które w przekroju ma postać połowy elipsy.

Wkład filtrowy 12 jest płaskim sitem i ma postać koła. Wkład filtrowy jest wykonany z siatki nierdzewnej o wymiarze oczka kwadratowego 2 x 2 mm. Wkład filtrowy 12 jest usytuowany na wsporniku 20, przy czym wkład filtracyjny 12 jest dociskany do wspornika 20 przez zespół dociskowy 21. Zespół dociskowy 21 jest usytuowany w górnej części zbiornika 8 ponad wkładem filtrowym 12. Zespół dociskowy 21 jest wyposażony w pierścień dociskowy 22, element dociskowy 23 oraz sprężynę 24. Zbiornik 8 jest zamknięty pokrywą wyczystkową 25, pokrywa wyczystkowa 25 jest wyposażona w zamknięcie kołnierzowe. Zamknięcie pokrywy wyczystkowej 25 powoduje wywarcie nacisku na wkład filtrowy 12 poprzez ściśnięcie sprężyny 24 zespołu dociskowego 21. Sprężyna 24 oparta jest centralnie o pokrywę wyczystkową 25 i centralnie o element dociskowy 23 zespołu dociskowego 21. W pokazanym przykładzie wykonania zespołu dociskowego 21 element dociskowy 23 (Fig. 3a, 3b) ma postać krzyżaka składającego się z dwóch pałąków 26 i 27, które są ze sobą połączone w punkcie skrzyżowania tych pałąków, a końcówki 26A, 26B, 27A, 27B pałąków 26 i 27 opierają się na pierścieniu dociskowym 22. Element dociskowy 23 wywiera nacisk na pierścień dociskowy 22 w czterech punktach, a poprzez pierścień dociskowy 22 na obrzeże wkładu filtrowego 12, element dociskowy 23 może być wyposażony w większą liczbę pałąków i może wywierać nacisk na pierścień dociskowy 22 i wkład filtrowy 12 w większej ilości punktów. W punkcie skrzyżowania tzn. połączenia pałąków 26, 27 jest usytuowany element łączący 28, który łączy pałąki 26, 27, i na którym jest umieszczona sprężyna 24, zatem sprężyna 24 opiera się w punkcie skrzyżowania pałąków 26, 27. Pałąki 26, 27 mają długość zbliżoną do średnicy pierścienia dociskowego 22. Prześwit między pałąkami 26, 27 a wkładem filtracyjnym 12 umożliwia formowanie się zawirowania nad wkładem filtrowym 12 nad pałąkami 26, 27. Element dociskowy 23 może być zbudowany z wielu pałąków rozchodzących się promieniowo od punktu połączenia pałąków, a sprężyna dociskowa 24 może opierać się o element dociskowy 23 w punkcie połączenia pałąków. W takim przypadku pałąk ma długość zbliżoną do promienia pierścienia dociskowego. Wspornik 20 jest zbudowany z poziomo usytuowanego pierwszego elementu nośnego 30 w postaci ażurowanego koła zespolonego z drugim elementem nośnym 31 w postaci cylindra (Fig. 4a, 4b). Wkład filtrowy 12 przylega do pierwszego elementu nośnego 30, który jest zespolony z drugim elementem nośnym 31. Średnica pierwszego elementu nośnego 30 do podparcia wkładu filtrowego 12 może zawierać się w zakresie 350 do 400 mm, korzystnie 390 mm. Ażurowany pierwszy element nośny 30 umożliwia przepływ odfiltrowanej mieszaniny. Wycięcie 32 umożliwia odpływ odfiltrowanej mieszaniny z części dolnej 14 zbiornika 8 przez wylot 16.

Mieszaninę siarki płynnej z bentonitem oraz innymi komponentami, dodatkami nawozowymi, wprowadza się do wnętrza urządzenia filtracyjnego 3 przez wlot 15, przy czym oś wlotu 15 (króćca wlotowego) jest skierowana stycznie do ściany 8A zbiornika 8. Mieszanina jest dostarczana rurociągiem 41, na którym jest usytuowany ciśnieniowy zawór regulacyjny 42. Wprowadzana mieszanina ma temperaturę zawierającą się w zakresie od 125 do 140°C, taką temperaturę utrzymuje płaszcz grzewczy 9. Mieszanina wpływa do zbiornika 8 pod ciśnieniem i jest rozrzucana po powierzchni wkładu filtrowego 12, na którym następuje oddzielenie płynnej zawiesiny od cząstek nad wymiarowych (grubsze ziarna bentonitu czy boraksu, ewentualnie nierozpuszczone zlepy siarki z bentonitem i innymi dodatkami nawozowymi). Oczyszczona mieszanina wypływa przez wylot 16, gdzie następuje stabilizacja ciśnienia przy pomocy ciśnieniowego zaworu regulacyjnego 47, a mieszanina trafia przez rurociąg 45 do układu dysz zraszających umieszczonych w granulatorze 5. Nad wymiarowe cząstki z pewną ilością mieszaniny wydostają się przez wylot 17 cząstek nad wymiarowych, dalej przepływają przez ciśnieniowy zawór regulacyjny 43 i są dostarczane rurociągiem 44 do części topielnikowej 7, a powstała po roztopieniu cząstek mieszanina przechodzi przez połączenie przepływowe 33 pod pionową ścianą rozdzielającą 34 do części pompowej 6 zbiornika pompowego 2.

Urządzenie filtracyjne 3 jest zbudowane jako samoczyszczące. Samooczyszczanie wkładu filtrowego 12 jest realizowane dzięki wytworzeniu zawirowania (ruchu cyklonowego) mieszaniny w części górnej zbiornika 8 ponad wkładem filtrowym 12. Ruch cyklonowy powstaje na wskutek wprowadzenia mieszaniny przez wlot 15 usytuowany stycznie do ściany 8A zbiornika 8, przy czym prędkość mieszaniny wpływającej do urządzenia filtracyjnego zawiera się w zakresie od 1,5-2,2 m/s. Zanieczyszczenia, które mogą się osadzać na wkładzie filtrowym 12 są usuwane przez napływającą na wkład filtrowy 12 mieszaninę. Powstające zawirowanie mieszaniny powoduje odrywanie z wkładu filtrowego 12 osadzonych na nim nad wymiarowych cząstek, a siła odśrodkowa powoduje odrzucanie takich cząstek wraz z nadmiarem mieszaniny przez wylot 17 cząstek nad wymiarowych. Wylot 17 cząstek nad wymiarowych może być zbudowany jako króciec przelewowy, z którego mieszanina zawierająca cząstki nad wymiarowe jest odprowadzana do części topielnikowej 7 zbiornika pompowego 2. W części topielnikowej 7 cząstki nad wymiarowe ulegają roztopieniu i ponownej homogenizacji.

Proces przygotowania mieszaniny do granulacji rozpoczyna się w mieszalniku 1, do którego jest dostarczana płynna siarka, bentonit, boraks i inne dodatki nawozowe. System do przygotowania mieszaniny do granulacji jest wyposażony w co najmniej jeden mieszalnik 1, może być wyposażony w kilka mieszalników, które pracują okresowo. Po zakończeniu mieszania przygotowana mieszanina spływa z mieszalnika 1 rurociągiem 40 grawitacyjnie do części pompowej 6 zbiornika pompowego 2. Następnie pod ciśnieniem mieszanina jest podawana rurociągiem 41 do zbiornika 8 urządzenia filtrującego 3. Zbiornik 8 jest podgrzewany przez płaszcz grzewczy 9, aby utrzymywać temperaturę wyższą od temperatury topnienia siarki. Mieszanina jest podawana przez wlot 15 stycznie do wewnętrznej ściany zbiornika 8A, dzięki czemu powstaje zawirowanie, które powoduje odrywanie nad wymiarowych cząstek (wtórnych aglomeratów), które osadziły się na wkładzie filtrowym 12. Dzięki zawirowaniu mieszaniny regeneracja wkładu filtrowego (usuwanie cząstek nad wymiarowych) następuje bez przerywania podawania mieszaniny do granulatora 5, filtrowanie mieszaniny odbywa się niezależnie od wytworzenia zawirowania i odbywa się w sposób nieprzerwany. Do wlotu 15 mieszanina jest podawana pod ciśnieniem przez zawór 42, który w czasie pracy urządzenia filtracyjnego jest otwarty, cząstki nad wymiarowe wraz z pewną ilością mieszaniny są odbierane przez wylot 17. Za wylotem 17 jest usytuowany zawór 43, który może być zamknięty w czasie pracy urządzenia, a na czas oczyszczania wkładu filtrowego 12 zawór 43 jest otwierany, dzięki czemu następuje zwiększenie prędkości przepływu mieszaniny i powstanie zawirowania nad wkładem filtrowym 12. Regeneracja wkładu filtrowego 12 może być prowadzona w sposób ciągły lub okresowy. Regeneracja ciągła prowadzona jest przez częściowe otwarcie zaworu 43, tzn. wytworzone jest zawirowanie mieszaniny, które jest utrzymywane w czasie pracy urządzenia filtracyjnego 3. Regeneracja okresowa jest realizowana przez okresowe częściowe otwarcie tego zaworu, tzn. zawirowanie mieszaniny jest wytworzone i utrzymywane tylko przez pewien czas. Częściowe otwarcie zaworu 43 powoduje, że część strumienia mieszaniny, wraz z częściami nad wymiarowymi, jest kierowana do części topielnikowej 7 zbiornika pompowego 2. Czas przepłukiwania wkładu filtrowego płynną mieszaniną w przypadku mieszaniny z bentonitem wynosi co najmniej 5 minut z częstotliwością nie mniejszą niż raz na 2 godziny. W przypadku siarki z bentonitem i dodatkami nawozowymi, ze względu na parametry mieszaniny i ilość zawieszonych w niej części stałych, czas przepłukiwania wynosi co najmniej 10 minut z częstotliwością nie mniejszą niż raz na 1 godzinę.

Proces oczyszczenia wkładu filtrowego 12 może być realizowany zarówno w sposób ciągły, co jest optymalne ze względu na efektywność oczyszczania wkładu filtrowego i efektywność procesu, jak również w sposób okresowy, co umożliwia zamontowany za wylotem 17 cząstek nad wymiarowych zawór kulowy 43. Całkowite otwarcie zaworu kulowego 42 przed wlotem 15 mieszaniny umożliwia osiągnięcie maksymalnego przepływu mieszaniny podawanej do zbiornika 8.

Płynna mieszanina po przejściu przez wkład filtrowy 12 zostaje podana przez wylot 16 rurociągiem 45 do granulatora 5. Mieszanina jest podawana pod ciśnieniem do granulatora 5, w którym następuje rozpylenie mieszaniny i granulacja.

Odseparowane cząstki nad wymiarowe są odprowadzane przez wylot 17 cząstek nad wymiarowych. Cząstki nad wymiarowe są podawane rurociągiem 44 do części topielnikowej 7 zbiornika pompowego 2. Powstała po stopieniu mieszanina jest podawana przez połączenie przepływowe 33 poniżej ściany 34 do części pompowej 6 zbiornika pompowego 2. Zbiornik pompowy 2 jest wyposażony w mieszadło 35.

W czasie granulacji mogą powstać cząstki nad wymiarowe, które są podawane do części topielnikowej 7 zbiornika pompowego 2 rurociągiem 46, podobnie jak cząstki odseparowane w urządzeniu filtracyjnym 3.

Claims (15)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Urządzenie filtracyjne samoczyszczące do filtrowania mieszaniny płynnej siarki i bentonitu, obejmujące:

   wkład filtrowy (12), zbiornik (8) posiadający część górną (13) i część dolną (14), oddzielone wkładem filtrowym (12), płaszcz grzewczy (9) okalający zbiornik (8), wlot (15) mieszaniny usytuowany nad wkładem filtrowym (12) do podawania mieszaniny do części górnej (13) zbiornika (8), przy czym oś wlotu (15) jest usytuowana stycznie do ściany (8A) zbiornika (8), wylot (16) mieszaniny do odprowadzania mieszaniny gotowej do granulacji z części dolnej (14) zbiornika (8), usytuowany pod wkładem filtrowym (12), wylot (17) cząstek nad wymiarowych, wlot (10) pary do podawania pary do płaszcza grzewczego (9), wylot (11) kondensatu do odbierania kondensatu powstałego z pary, pokrywę (25) zbiornika (8), wspornik (20), na którym jest usytuowany wkład filtrowy (12), zespół dociskowy (21) usytuowany na wkładzie filtrowym (12), posiadający element dociskowy (23) i sprężynę dociskową (24), przy czym element dociskowy (23) posiada punkty dociskowe na obrzeżu pierścienia dociskowego (22), który przylega do obrzeża wkładu filtrowego (12), a sprężyna dociskowa (24) jest usytuowana między elementem dociskowym (23) a pokrywą (25) zbiornika (8).
2. 2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że element dociskowy (23) jest zbudowany z pałąków (26, 27), przy czym pałąki (26, 27) krzyżują się, a sprężyna dociskowa (24) opiera się o element dociskowy (23) w punkcie połączenia pałąków (26, 27).
3. 3. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że element dociskowy (23) jest zbudowany z wielu pałąków rozchodzących się promieniowo od punktu połączenia pałąków, a sprężyna dociskowa (24) opiera się o element dociskowy (23) w punkcie połączenia pałąków.
4. 4. Urządzenie według jednego z zastrzeżeń od 1 do 3, znamienne tym, że wspornik (20) wkładu filtrowego (12) jest zbudowany z ażurowanego koła (30) zespolonego z cylindrem (31).
5. 5. System przygotowania nawozu siarkowego w postaci mieszaniny płynnej siarki z bentonitem do granulacji, obejmujący:

   mieszalnik (1) płynnej siarki i bentonitu, który dostarcza mieszaninę do zbiornika pompowego (2), zbiornik pompowy (2), obejmujący część pompową (6) i część topielnikową (7), rozdzielone pionową ścianą (34), przy czym zapewnione jest połączenie przepływowe (33) między częścią pompową (6) i częścią topielnikową (7), a w części pompowej jest usytuowane mieszadło (35), przy czym zbiornik pompowy (2) dostarcza mieszaninę do urządzenia filtracyjnego (3), a część topielnikową (7) jest połączona z wylotem (17) cząstek nad wymiarowych z urządzenia filtracyjnego (3), urządzenie filtracyjne samoczyszczące do filtrowania mieszaniny płynnej siarki i bentonitu, obejmujące: wkład filtrowy (12), zbiornik (8) posiadający część górną (13) i część dolną (14), oddzielone wkładem filtrowym (12), płaszcz grzewczy (9) okalający zbiornik (8), wlot (15) mieszaniny usytuowany nad wkładem filtrowym (12) do podawania mieszaniny do części górnej (13) zbiornika (8), przy czym oś wlotu (15) jest usytuowana stycznie do ściany (8A) zbiornika (8), wylot (16) mieszaniny do odprowadzania mieszaniny gotowej do granulacji z części dolnej (14) zbiornika (8), usytuowany pod wkładem filtrowym (12), wylot (17) cząstek nad wymiarowych, wlot (10) pary do podawania pary do płaszcza grzewczego (9), wylot (11) kondensatu do odbierania kondensatu powstałego z pary, pokrywę (25) zbiornika (8), wspornik (20), na którym jest usytuowany wkład filtrowy (12), zespół dociskowy (21) usytuowany na wkładzie filtrowym (12), posiadający element dociskowy (23) i sprężynę dociskową (24), przy czym element dociskowy (23) posiada punkty dociskowe na obrzeżu pierścienia dociskowego (22), który przylega do obrzeża wkładu filtrowego (12), a sprężyna dociskowa (24) jest usytuowana między elementem dociskowym (23) a pokrywą (25) zbiornika (8), układ zasilania parą (4) do podgrzewania zbiornika (8) urządzenia filtracyjnego (3).
6. 6. System według zastrz. 5, znamienny tym, że część topielnikową (7) ma zapewnione połączenie z wylotem (17) cząstek nad wymiarowych powstałych w procesie granulacji.
7. 7. System według zastrz. 5, znamienny tym, że element dociskowy (23) jest zbudowany z pałąków (26, 27), przy czym pałąki (26, 27) krzyżują się, a sprężyna dociskowa (24) opiera się o element dociskowy (23) w punkcie połączenia pałąków (26, 27).
8. 8. System według zastrz. 5, znamienny tym, że element dociskowy (23) jest zbudowany z wielu pałąków rozchodzących się promieniowo od punktu połączenia pałąków, a sprężyna dociskowa (24) opiera się o element dociskowy (23) w punkcie połączenia pałąków.
9. 9. System według jednego z zastrzeżeń od 5 do 8, znamienny tym, że wspornik (20) wkładu filtrowego (12) jest zbudowany z ażurowanego koła (30) zespolonego z cylindrem (31).
10. 10. Sposób przygotowania nawozu siarkowego w postaci mieszaniny płynnej siarki z bentonitem do granulacji, w którym:

    - miesza się płynną siarkę z bentonitem w mieszalniku (1),

    - podaje się płynną mieszaninę z mieszalnika (1) do zbiornika pompowego (2),

    - podaje się mieszaninę pod ciśnieniem ze zbiornika pompowego (2) do części górnej (13) zbiornika (8) urządzenia filtracyjnego (3) przez wlot (15) mieszaniny usytuowany nad wkładem filtrowym (12),

    - utrzymuje się temperaturę wewnątrz zbiornika (8) urządzenia filtracyjnego (3) wyższą od temperatury topienia siarki,

    - oddziela się cząstki nad wymiarowe od odfiltrowanej mieszaniny w zbiorniku (8) urządzenia filtracyjnego (3) za pomocą wkładu filtrowego (12),

    - oczyszcza się wkład filtrowy (12) poprzez wytworzenie zawirowania w postaci ruchu cyklonowego mieszaniny w części górnej (13) bezpośrednio nad wkładem filtrowym (12) w zbiorniku (8) wskutek wprowadzenia strumienia mieszaniny podawanej wlotem (15) do zbiornika (8), przy czym wlot (15) jest skierowany stycznie do ściany (8A) zbiornika (8),

    - podaje się odfiltrowaną mieszaninę z urządzenia filtrującego (3) do granulacji przez wylot (16) z części dolnej (14) zbiornika (8) usytuowany pod wkładem filtrowym (12),

    - podaje się oddzielone cząstki nad wymiarowe z części górnej (13) zbiornika (8) do części topielnikowej (7) zbiornika pompowego (2) przez wylot (17) cząstek nad wymiarowych usytuowany nad wkładem filtrowym (12),

    - topi się oddzielone cząstki nad wymiarowe w części topielnikowej (7),

    - podaje się mieszaninę powstałą z roztopionych cząstek nad wymiarowych do części pompowej (6) zbiornika pompowego (2).
11. 11. Sposób według zastrz. 10, znamienny tym, że zawirowanie wytwarza się w sposób ciągły.
12. 12. Sposób według zastrz. 10, znamienny tym, że czas czyszczenia wkładu filtrowego (12) mieszaniną siarki z bentonitem wynosi co najmniej 5 minut, a czyszczenie odbywa się raz na co najmniej 2 godziny.
13. 13. Sposób według zastrz. 10, znamienny tym, że mieszanina zawiera dodatki nawozowe.
14. 14. Sposób według zastrz. 10, znamienny tym, że czas czyszczenia wkładu filtrowego (12) mieszaniną siarki z bentonitem i dodatkami nawozowymi wynosi co najmniej 10 minut, a czyszczenie odbywa się co najmniej raz na 1 godzinę.
15. 15. Sposób według jednego z zastrzeżeń od 10 do 14, znamienny tym, że do części topielnikowej (7) zbiornika pompowego (2) podaje się nad wymiarowe cząstki powstałe w procesie granulacji.