RU2200710C1

RU2200710C1 - Method for production of granulated calcium chloride

Info

Publication number: RU2200710C1
Application number: RU2002115073/12A
Authority: RU
Inventors: О.Г. Болотин (RU); О.Г. Болотин; О.Н. Круковский (RU); О.Н. Круковский; Б.И. Пихтовников (RU); Б.И. Пихтовников; В.П. Подопригора (RU); В.П. Подопригора; Г.Я. Радковский (RU); Г.Я. Радковский; В.А. Себалло (RU); В.А. Себалло; П.И. Соломко (RU); П.И. Соломко; В.Л. Старостенков (RU); В.Л. Старостенков; Николай Васильевич Стрельцов (UA); Николай Васильевич Стрельцов
Original assignee: Подопригора Валентин Петрович
Priority date: 2002-06-07
Filing date: 2002-06-07
Publication date: 2003-03-20

Abstract

FIELD: chemical engineering. SUBSTANCE: calcium chloride is prepared in fluidized-bed apparatus, in which fluidization is created by flue gas flow at 150-200 C and flow velocity 2.5-3.0 m/s. Calcium chloride solution is sprayed onto calcium chloride granules formed in fluidized bed. Starting 30-32% calcium chloride solution is adjusted to concentration 38-45 C by evaporation and additional dissolution of dusty fractions taken out of drying apparatus. Evaporation is accomplished at the expense of heat supplied by leaving gases from wet dust cleaning. Thus obtained calcium chloride is further subjected to dehydration and crystallization. EFFECT: achieved uniform granulometric composition, increased strength of granules, and reduced moisture content at considerable lesser loss of dust. 2 cl, 2 dwg, 1 tbl, 10 ex

Description

Изобретение относится к способу получения хлорида кальция в гранулированном виде. The invention relates to a method for producing calcium chloride in granular form.

Хлористый кальций обладает высокой гигроскопичностью, склонен к слеживанию при транспортировке, поэтому возрастает потребность в обезвоженном непылящем гранулированном продукте, который может быть использован в коммунальном и дорожном хозяйстве для борьбы с гололедицей. Calcium chloride has a high hygroscopicity, is prone to caking during transportation, so there is an increasing need for a dehydrated non-dusting granular product that can be used in municipal and road facilities to combat icy conditions.

Известен способ получения хлорида кальция из 32-34% раствора, подаваемого в аппарат распылительной сушки с последующим охлаждением высушенного в псевдоожиженном слое и нагретого до 200^oС продукта. Продукт по данному способу получают в виде очень мелких гранул (порошка) (авт.св. СССР 1561991, B 01 D 1/18, 1990).A known method of producing calcium chloride from a 32-34% solution supplied to the spray drying apparatus, followed by cooling of the dried in the fluidized bed and heated to 200 ^o With the product. The product according to this method is obtained in the form of very fine granules (powder) (ed. St. USSR 1561991, B 01 D 1/18, 1990).

Известен способ получения гранулированного хлорида кальция, заключающегося в подаче в нижнюю часть шахты-сушилки в поток теплоносителя с температурой 500-700^oС фонтанирующей кипящей струи раствора хлористого кальция. Данный способ не позволяет получить прочные, обезвоженные гранулы заданного размера. Получаемый продукт содержит до 10% влаги (патент RU 2060810, B 01 J 2/16, 1997).A known method of producing granular calcium chloride, which consists in feeding into the lower part of the shaft-dryer in a coolant stream with a temperature of 500-700 ^o With a gushing boiling stream of a solution of calcium chloride. This method does not allow to obtain durable, dehydrated granules of a given size. The resulting product contains up to 10% moisture (patent RU 2060810, B 01 J 2/16, 1997).

Известен способ получения гранулированного хлористого кальция путем смешивания в барабане порошкообразных отходов безводного и частично обезвоженного хлорида кальция при непрерывном распылении 50% раствора этого вещества. Смешивание производят в псевдоожиженном слое и высушивают продукт в потоке газа с температурой 500^oС. Недостатком данного способа является большой вынос пыли (до 40%), повышенное количество непрочных гранул с размером частиц более 10 мм и большое содержание влаги в готовом продукте (до 10%) (Позин М.Е. Технология минеральных солей. Т.1. - Л.: Химия, 1974).A known method of producing granular calcium chloride by mixing in the drum powdery waste of anhydrous and partially dehydrated calcium chloride with continuous spraying of a 50% solution of this substance. Mixing is carried out in a fluidized bed and the product is dried in a gas stream with a temperature of 500 ^o C. The disadvantage of this method is the large removal of dust (up to 40%), an increased number of fragile granules with a particle size of more than 10 mm and a high moisture content in the finished product (up to 10 %) (ME Pozin. Technology of mineral salts. T.1. - L .: Chemistry, 1974).

Наиболее близким аналогом настоящего изобретения является способ получения гранул хлорида кальция из раствора с концентрацией 34,3% в псевдоожиженном слое путем распыления данного раствора на фонтанирующий слой предварительно загруженных твердых частиц этого вещества, при этом сушильным агентом являются топочные газы в смеси с воздухом. В зону разбрызгивания раствора возвращают также пыль частиц, уносимую из аппарата. Данный способ позволяет получить гранулы размером 3-6 мм (Романов П.Г., Ратновская Н.Б. Сушка во взвешенном состоянии. - Л.: Химия, 1969 - прототип). The closest analogue of the present invention is a method for producing granules of calcium chloride from a solution with a concentration of 34.3% in a fluidized bed by spraying this solution onto a gushing layer of pre-loaded solid particles of this substance, the drying agent being flue gases mixed with air. Particle dust carried away from the apparatus is also returned to the spray zone of the solution. This method allows to obtain granules with a size of 3-6 mm (Romanov P.G., Ratnovskaya NB Drying in suspension. - L .: Chemistry, 1969 - prototype).

Недостатком данного способа является высокая влажность гранул (5,6-10,2%), их низкая механическая прочность. The disadvantage of this method is the high humidity of the granules (5.6-10.2%), their low mechanical strength.

Задачей настоящего изобретения является создание способа получения хлорида кальция, позволяющего получить продукт однородного гранулометрического состава с повышенной прочностью гранул и низким содержанием влаги при значительно меньшем пылеуносе. The objective of the present invention is to provide a method for producing calcium chloride, which allows to obtain a product of a uniform particle size distribution with high strength granules and low moisture content with significantly less dust.

Для решения поставленной задачи в заявляемом способе, как и в прототипе, гранулирование хлорида кальция ведут в псевдоожиженном слое. В отличие от прототипа, во-первых, исходный раствор хлорида кальция с концентрацией 30-32% доводят до концентрации 38-45% путем его упаривания за счет тепла отходящих газов стадии мокрой пылегазоочистки и дополнительного растворения пылевых фракций, выносимых из аппарата сушки; во-вторых, процесс ведут при температуре в псевдоожиженном слое 150-200^oС и скорости топочных газов в слое 2,5-3,0 м/с.To solve the problem in the claimed method, as in the prototype, granulation of calcium chloride is carried out in a fluidized bed. Unlike the prototype, firstly, the initial solution of calcium chloride with a concentration of 30-32% is brought to a concentration of 38-45% by evaporation due to the heat of the exhaust gases from the wet dust and gas purification stage and additional dissolution of the dust fractions carried out from the drying apparatus; secondly, the process is carried out at a temperature in the fluidized bed of 150-200 ^o C and the speed of the flue gases in the layer of 2.5-3.0 m / s

Установлено, что при температуре псевдоожиженного слоя ниже 150^oС образуются одно- и двуводные кристаллогидраты, снижается содержание основного вещества и ухудшается качество продукта.It was found that at a temperature of the fluidized bed below 150 ^o With the formation of one-and two-water crystalline hydrates, the content of the basic substance decreases and the quality of the product deteriorates.

При температуре псевдоожиженного слоя выше 200^oС увеличивается скорость газов в псевдоожиженном слое, что приводит к значительному выносу продукта из контактной зоны, перегрузке системы пылеочистки, повышенному выбросу в атмосферу хлорида кальция, снижению качества продукта.When the temperature of the fluidized bed above 200 ^o With increases the speed of gases in the fluidized bed, which leads to a significant removal of the product from the contact zone, overloading the dust cleaning system, increased emission of calcium chloride into the atmosphere, reducing the quality of the product.

При низкой концентрации распыляемого раствора (ниже 32%), содержащаяся в нем влага не успевает испариться с поверхностей образующихся в слое гранул при разбрызгивании раствора, при этом гранулы, попадая в нижние слои навстречу теплоносителю с температурой 500^oС, растрескиваются и превращаются в пыль.At a low concentration of the sprayed solution (below 32%), the moisture contained in it does not have time to evaporate from the surfaces of the granules formed in the layer when the solution is sprayed, while the granules, falling into the lower layers towards the coolant with a temperature of 500 ^o C, crack and turn into dust.

Повышение концентрации раствора выше 45% также нежелательно из-за снижения его текучести и, как следствие, трудности распыления с требуемой дисперсностью капель. An increase in the concentration of the solution above 45% is also undesirable due to a decrease in its fluidity and, as a consequence, difficulty in spraying with the required dispersion of droplets.

На фиг.1 представлена принципиальная технологическая схема производства гранулированного хлорида кальция в аппарате с псевдоожиженным слоем, где 1 - аппарат для сушки с пседоожиженным слоем; 2 - устройство для охлаждения гранул; 3 - вентиляторы, позволяющие разбавлять топочные газы воздухом для снижения их температуры; 4 - циклоны сухой сушки газов, отходящих из аппарата 1; 5 - емкость для перемешивания раствора; 6 - центробежные насосы, подающие и удаляющие отходящие газы и воздух; 7 - пылеуловитель для мокрой очистки отходящих газов; 8 - дымосос; 9 - каплеуловитель; 10 - емкость с исходным раствором хлорида кальция; 11 - насос для подачи раствора. Figure 1 presents a schematic flow diagram of the production of granular calcium chloride in a fluidized bed apparatus, where 1 is a fluidized bed dryer; 2 - a device for cooling granules; 3 - fans to dilute flue gases with air to reduce their temperature; 4 - dry drying cyclones of gases leaving the apparatus 1; 5 - capacity for mixing the solution; 6 - centrifugal pumps supplying and removing exhaust gases and air; 7 - dust collector for wet cleaning of exhaust gases; 8 - smoke exhaust; 9 - droplet eliminator; 10 - capacity with the initial solution of calcium chloride; 11 - pump for supplying a solution.

На фиг.2 показан в разрезе аппарат для сушки в псевдоожиженном слое гранулированного продукта, где 1 - аппарат сушки; 2 - патрубок для подачи полученных гранул в охладитель; 4 - канал выхода топочных газов на пылегазоочистку; 5 - каналы подачи упаренного раствора кальция в аппарат сушки с псевдоожиженным слоем. Figure 2 shows a sectional view of an apparatus for drying in a fluidized bed of a granular product, where 1 is a drying apparatus; 2 - pipe for supplying the obtained granules to the cooler; 4 - channel exit flue gases to dust and gas treatment; 5 - feed channels evaporated calcium solution in the drying apparatus with a fluidized bed.

Способ получения гранулированного хлорида кальция в аппарате с псевдоожиженным слоем осуществляется следующим образом. Исходный раствор хлорида кальция с концентрацией 32% со скоростью 12000 кг/ч из сборника 10 поступает в пылеуловитель 7, предназначенный для мокрой очистки отходящих газов, где упаривается до 38%-ной концентрации и затем поступает в емкость 5, в которой 38%-ный раствор хлорида кальция смешивается с циклонной пылью в виде мелких фракций, поступающей из циклонов 4 для сухой очистки газовых потоков, отходящих из аппарата 1. Концентрация раствора хлорида кальция после растворения в нем циклонной пыли повышается до 45%. Из емкости 5 перемешанный раствор уже с концентрацией 45% подается в сушильный аппарат 1 с псевдоожиженным слоем, где при температуре 150-200^oС на поверхности гранул, находящихся в псевдоожиженном слое, происходит обезвоживание и кристаллизация веществ, растворенных в концентрированном растворе хлорида кальция. Выход продукта составляет 4400 кг/ч.A method of producing granular calcium chloride in a fluidized bed apparatus is as follows. The initial solution of calcium chloride with a concentration of 32% at a speed of 12000 kg / h from the collector 10 enters the dust collector 7, designed for wet cleaning of exhaust gases, where it is evaporated to 38% concentration and then enters the tank 5, in which 38% the calcium chloride solution is mixed with cyclone dust in the form of fine fractions coming from cyclones 4 for dry cleaning of gas streams leaving the apparatus 1. The concentration of the calcium chloride solution after dissolution of cyclone dust in it rises to 45%. From the container 5, the mixed solution with a concentration of 45% is already supplied to the fluidized bed dryer 1, where at a temperature of 150-200 ^° C on the surface of the granules in the fluidized bed, dehydration and crystallization of substances dissolved in a concentrated solution of calcium chloride occurs. The product yield is 4400 kg / h.

Прочность и гранулометрический состав хлорида кальция в зависимости от режимов сушки приведены в таблице. The strength and particle size distribution of calcium chloride, depending on the drying conditions, are given in the table.

Из приведенных в таблице данных о результатах испытания следует, что для получения однородного гранулометрического состава с низким содержанием влаги процесс необходимо вести при температуре продукта в кипящем слое 150-200^oС при скорости подачи газов 2,5-3,0 м/с и концентрации распыляемого раствора 38-45% при исходной его концентрации 32%.From the data on the test results given in the table, it follows that in order to obtain a homogeneous particle size distribution with a low moisture content, the process must be carried out at a product temperature in a fluidized bed of 150-200 ^o C at a gas flow rate of 2.5-3.0 m / s and concentration a sprayed solution of 38-45% at an initial concentration of 32%.

Claims

1. A method of producing granular calcium chloride in a fluidized bed apparatus created by a flue gas stream by spraying in a fluidized bed at a temperature of 150-200 ^o C and a flue gas velocity of 2.5-3.0 m / s calcium chloride solution with a concentration of 30 -32%, previously adjusted to a concentration of 38-45%, by evaporation and additional dissolution of the dust fractions removed from the drying apparatus onto heated granules formed in the fluidized bed, followed by dehydration and crystallization of the dissolved in solution re substances.

2. The method according to p. 1, characterized in that the evaporation is due to the heat of the exhaust gases of the wet dust and gas treatment.