RU2328668C1

RU2328668C1 - Plant of zeolite drying and tempering

Info

Publication number: RU2328668C1
Application number: RU2007100038/06A
Authority: RU
Inventors: Олег Савельевич Кочетов (RU); Олег Савельевич Кочетов; Мари Олеговна Кочетова (RU); Мария Олеговна Кочетова; Сергей Савельевич Кочетов (RU); Сергей Савельевич Кочетов; Сергей Сергеевич Кочетов (RU); Сергей Сергеевич Кочетов; Анастаси Витальевна Костылева (RU); Анастасия Витальевна Костылева
Original assignee: Олег Савельевич Кочетов
Priority date: 2007-01-09
Filing date: 2007-01-09
Publication date: 2008-07-10

Abstract

FIELD: heating.

SUBSTANCE: invention may be used in different areas of chemical technologies and in similar engineering branches where high requirements are applied to the magnitude of final product humidity. Plant of zeolite drying and tempering includes plunger pump for primary solution supply, admixtures separation filter, distributing dryer which is intended for catalyst drying and granulation from solution, multicyclones for finished product entrapment and its supply to conveyor screw or belt conveyor of dried-out product. According to invention, this plant contains fan, heat generator. Besides, recycle flow (non-market articles) is supplied to Venturi scrubber by smoke exhauster to collect in tank and solution is pumped into scrubber. Drying agent is supplied to tempering unit by fan via heat generator. Discharger supplies dried-out product from scrubber to pneumatic transport cyclone by pneumatic transport fan via filter and to slurry tank. Wet primary product supply system is represented with acoustic injectors and resonator is arranged in toroidal plane or, at least one spherical plane located in the end wall of housing and directed to distributing head. Besides, spherical hollow is connected with gap between vertical opening in end wall and distributing head rod by means of calibrated opening. In addition, gap is of annular cross section in the section perpendicular to rod axis. Distributing head is in the shape of housing with cover represented with truncated cones interconnected by large basis. Besides, manifold in the form of cylindrical hollow is located inside the housing. Manifold is connected with annular channel formed by external cylindrical surface of hollow rod and coaxial openings of similar diameter provided in distributing head cover and housing. Distributing head is provided with, at least, three channels for solution discharge, which are evenly distributed around and perpendicular to rod axis. In addition, opening shearing is on the tapered surface of distributing head cover and inclination angle defines rooted angle of sprayed solution jet.

EFFECT: improvement of drying and tempering effectiveness.

3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к способу сушки растворов с получением гранулированного продукта, обладающего повышенной гигроскопичностью, и может использоваться в различных областях химических технологий и нефтехимической промышленности.The invention relates to a method for drying solutions to obtain a granular product having increased hygroscopicity, and can be used in various fields of chemical technology and the petrochemical industry.

Наиболее близким к заявленному объекту является способ получения гранулированного хлористого кальция безводного путем подачи в барабан порошкообразной фракции продукта (мелкая фракция+порошок после дробления), частично обезвоженного продукта и раствора (Патент РФ №2093766, F26В 3/12 - прототип).Closest to the claimed object is a method for producing granular calcium chloride anhydrous by feeding into the drum a powdery fraction of the product (fine fraction + powder after crushing), partially dehydrated product and solution (RF Patent No. 2093766, F26B 3/12 - prototype).

К недостаткам данного метода следует отнести прежде всего трудность управления процессом при наличии трех потоков продукта с различной влажностью: безводный порошок, частично обезвоженный кусковой продукт и раствор. Это приводит к образованию как мелкого, так и крупнокускового продукта, что, в свою очередь, уменьшает выход товарной фракции и увеличивает нагрузку на дробильное и просеивающее оборудование.The disadvantages of this method include, first of all, the difficulty of controlling the process in the presence of three product streams with different humidity: anhydrous powder, partially dehydrated lumpy product and solution. This leads to the formation of both small and large-sized product, which, in turn, reduces the yield of product fraction and increases the load on the crushing and screening equipment.

Недостатками устройства для осуществления гранулирования CaCl₂ являются значительные капзатраты, трудности управления процессом из-за большого числа входных потоков и низкая надежность процесса из-за значительных отложений в барабане.The disadvantages of the device for granulating CaCl ₂ are significant capex, difficulties in controlling the process due to the large number of input streams and low reliability of the process due to significant deposits in the drum.

Технический результат - повышение эффективности процессов сушки и прокалки. Это достигается тем, что установка для сушки и прокалки цеолитов, содержащая плунжерный насос для подачи исходного раствора, фильтр отделения примесей, распылительную сушилку, предназначенную для сушки и грануляции катализатора из раствора, батарейные циклоны для улавливания готового продукта и отправки его на шнековый или ленточный транспортер высушенного продукта, отличается тем, что содержит вентилятор, теплогенератор, при этом дымососом через фильтр поток ретура (нетоварной мелочи) направляется в скруббер Вентури для сбора его в емкость и насосом осуществляется подача раствора в скруббер, а вентилятором через теплогенератор подается сушильный агент в прокалочный аппарат, а из него выгружатель осуществляет подачу высушенного продукта в циклон пневмотранспорта посредством вентилятора пневмотранспорта через фильтр пневмотранспорта в емкость для суспензии, а система подачи влажного исходного продукта выполнена в виде акустических форсунок, резонатор выполнен в виде, по крайней мере, одной сферической полости, расположенной в торцевой стенке корпуса, обращенной к распределительной головке, причем сферическая полость соединена калиброванным отверстием с зазором между вертикальным отверстием в торцевой стенке корпуса и стержнем распределительной головки, причем в сечении, перпендикулярном оси стержня, зазор имеет кольцевое сечение, а распределительная головка выполнена в виде корпуса с крышкой в виде усеченных конусов, соединенных большими основаниями, причем в корпусе расположен коллектор в виде цилиндрической полости, соединенный кольцевым каналом, образованным внешней цилиндрической поверхностью полого стержня и соосными с ним отверстиями одинакового диаметра, выполненными соответственно в крышке и корпусе распределительной головки, с, по крайней мере, тремя равномерно размещенными по окружности и перпендикулярными оси стержня каналами для выхода раствора, причем срез отверстий расположен на конической поверхности крышки распределительной головки, угол наклона которой определяет корневой угол факела распыленного раствора.The technical result is an increase in the efficiency of drying and calcining processes. This is achieved by the fact that the installation for drying and calcining zeolites containing a plunger pump for supplying the initial solution, an impurity separation filter, a spray dryer designed for drying and granulating the catalyst from the solution, battery cyclones for collecting the finished product and sending it to the screw or belt conveyor dried product, characterized in that it contains a fan, a heat generator, while the smoke exhaust through the filter retur stream (non-commodity fines) is sent to a venturi scrubber to collect it in The bone and the pump feed the solution into the scrubber, and the drying agent is fed through the heat generator to the calcining apparatus, and from it the unloader feeds the dried product into the pneumatic transport cyclone through the pneumatic transport fan through the pneumatic transport filter to the suspension tank, and the wet feed product supply system is made in in the form of acoustic nozzles, the resonator is made in the form of at least one spherical cavity located in the end wall of the housing facing distribution head, wherein the spherical cavity is connected by a calibrated hole with a gap between the vertical hole in the end wall of the housing and the distribution head shaft, and in the section perpendicular to the axis of the shaft, the gap has an annular section, and the distribution head is made in the form of a housing with a cover in the form of truncated cones, connected by large bases, and in the housing there is a collector in the form of a cylindrical cavity, connected by an annular channel formed by an external cylindrical surface the surface of the hollow rod and coaxial holes of the same diameter, respectively made in the cover and body of the distribution head, with at least three channels for outlet of the solution evenly spaced around the circumference and perpendicular to the axis of the rod, the hole cut being located on the conical surface of the distribution head cover , the slope of which determines the root angle of the spray torch.

На фиг.1 представлена схема предложенной установки для сушки и прокалки цеолитов, на фиг.2 - схема пневматической акустической форсунки.Figure 1 presents a diagram of the proposed installation for drying and calcination of zeolites, figure 2 is a diagram of a pneumatic acoustic nozzle.

Установка для сушки и прокалки цеолитов содержит емкость 1, плунжерные насосы 2 для подачи исходного раствора, распылительную сушилку 3 с пневматическими форсунками, предназначенную для сушки и грануляции катализатора из раствора, вентилятор 4, теплогенератор 5, циклон 6 для улавливания готового продукта и отправки его на шнековый или ленточный транспортер высушенного продукта. Дымососом 8 через фильтр 7 поток ретура (нетоварной мелочи) направляется в скруббер Вентури 9 для сбора его в емкость 10 и насосом 11 осуществляется подача раствора в скруббер 9, а вентилятором 14 через теплогенератор 15 подается сушильный агент в прокалочный аппарат 13, а из него выгружатель 16 осуществляет подачу высушенного продукта в циклон 17 пневмотранспорта посредством вентилятора 18 пневмотранспорта через фильтр пневмотранспорта 19 в емкость 20 для суспензии.The installation for drying and calcining zeolites contains a container 1, plunger pumps 2 for supplying the initial solution, a spray dryer 3 with pneumatic nozzles designed for drying and granulating the catalyst from the solution, a fan 4, a heat generator 5, a cyclone 6 for collecting the finished product and sending it to screw or belt conveyor of the dried product. A smoke exhauster 8 through a filter 7, a stream of reture (non-marketable fines) is sent to a Venturi scrubber 9 to collect it into a tank 10 and a pump 11 feeds the solution into a scrubber 9, and a fan 14 passes through a heat generator 15 a drying agent into the calcining apparatus 13, and from it a unloader 16 delivers the dried product to the pneumatic conveying cyclone 17 by means of a pneumatic conveying fan 18 through a pneumatic conveying filter 19 into a suspension tank 20.

Акустическая форсунка (фиг.2) содержит полый корпус 21 со стенками, образованными конической и торцевыми поверхностями, с размещенным в нем резонатором 29 и полостью 25 для распыливающего агента, поступающего через штуцер 23 в коллектор 22, связанный через отверстия 24 с полостью 25, которая выполнена в виде усеченного конуса с большим и меньшим основанием.The acoustic nozzle (figure 2) contains a hollow body 21 with walls formed by a conical and end surfaces, with a resonator 29 placed therein and a cavity 25 for a spraying agent entering through a nozzle 23 into a manifold 22 connected through openings 24 to a cavity 25, which made in the form of a truncated cone with a larger and smaller base.

На полом цилиндрическом стержне 27, жестко связанном с корпусом 21, установлена распределительная головка 37 для подачи исходного раствора через штуцер 26, при этом между стержнем 27 и корпусом 21 со стороны меньшего основания усеченного конуса, образующего полость 25, имеется кольцевой зазор 28. Резонатор 29 выполнен в виде, по крайней мере, одной сферической полости, расположенной в торцевой стенке корпуса 21, обращенной к распределительной головке 37, причем сферическая полость соединена калиброванным отверстием 30 с зазором 28 между вертикальным отверстием в торцевой стенке корпуса 21 и стержнем 27 распределительной головки 37. В сечении, перпендикулярном оси стержня 27, зазор 28 имеет кольцевое сечение, а распределительная головка 37 выполнена в виде корпуса 34 с крышкой 33 в виде усеченных конусов, соединенных большими основаниями. В корпусе распределительной головки 37 расположен коллектор 30 в виде цилиндрической полости, соединенный кольцевым каналом 38, образованным внешней цилиндрической поверхностью полого стержня 27 и соосными с ним отверстиями одинакового диаметра, выполненными соответственно в крышке 33 и корпусе 34 распределительной головки 37, с, по крайней мере, тремя равномерно размещенными по окружности и перпендикулярными оси стержня 27 каналами для выхода раствора. Срез отверстий каналов 32 расположен на конической поверхности крышки 33 распределительной головки 37, угол наклона которой определяет корневой угол факела распыленного раствора.On the hollow cylindrical rod 27, rigidly connected with the housing 21, a distribution head 37 is installed for supplying the initial solution through the nozzle 26, while there is an annular gap 28 between the rod 27 and the housing 21 from the smaller base of the truncated cone forming the cavity 25. Resonator 29 made in the form of at least one spherical cavity located in the end wall of the housing 21 facing the distribution head 37, and the spherical cavity is connected by a calibrated hole 30 with a gap 28 between the vertical tverstiem in the end wall body 21 and the rod 27 of the dispensing head 37. In a section perpendicular to the axis of the rod 27, the gap 28 has an annular cross section and the dispensing head 37 is formed as a housing 34 with cover 33 in the form of truncated cones, connected large bases. A manifold 30 in the form of a cylindrical cavity is located in the housing of the distribution head 37, connected by an annular channel 38 formed by the outer cylindrical surface of the hollow rod 27 and holes of the same diameter coaxial with it, made respectively in the cover 33 and the housing 34 of the distribution head 37, with at least , three channels 27 evenly spaced around the circumference and perpendicular to the axis of the rod to exit the solution. A cut of the openings of the channels 32 is located on the conical surface of the cover 33 of the distribution head 37, the angle of inclination of which determines the root angle of the spray plume.

Резонатор 29 может быть выполнен в виде тороидальной полости (не показано), ось которой расположена соосно стержню 27 распределительной головки 37, а его полость соединена, по крайней мере, одним калиброванным отверстием 30 с кольцевым зазором между вертикальным отверстием в торцевой стенке корпуса 21 и стержнем 27 распределительной головки 37. Канал для выхода раствора может быть выполнен в виде радиального кольцевого зазора (не показано), лежащего в плоскости, перпендикулярной оси стержня 27 распределительной головки 37, и образованного в ее крышке 33 посредством пластины 31, жестко прикрепленной к стержню 27, перпендикулярно его оси, и связанной с крышкой 33, по крайней мере, тремя крепежными элементами 39 с образованием радиального кольцевого зазора.The resonator 29 can be made in the form of a toroidal cavity (not shown), the axis of which is located coaxially with the rod 27 of the distribution head 37, and its cavity is connected by at least one calibrated hole 30 with an annular gap between the vertical hole in the end wall of the housing 21 and the rod 27 of the distribution head 37. The channel for the exit of the solution can be made in the form of a radial annular gap (not shown) lying in a plane perpendicular to the axis of the rod 27 of the distribution head 37, and formed in its roof neck 33 by means of a plate 31, rigidly attached to the rod 27, perpendicular to its axis, and connected with the cover 33, at least three fasteners 39 with the formation of a radial annular gap.

Прокалочный аппарат 13 предназначен для создания двухступенчатого температурного режима прокалки и обеспечения регламентированного времени пребывания катализатора в каждой ступени. Установка оснащена системой очистки отработанного теплоносителя, узлом дозированного питания, транспортом продукта внутри установки, бункером готовой продукции и другими узлами, создающими необходимую инфраструктуру комплектной установки.The calcination apparatus 13 is designed to create a two-stage temperature regime of calcination and to ensure a regulated residence time of the catalyst in each stage. The unit is equipped with a waste heat carrier cleaning system, a metered-feed unit, product transport inside the unit, a finished product bin and other units that create the necessary infrastructure for the complete unit.

Установка для сушки и прокалки цеолитов работает следующим образом.Installation for drying and calcining zeolites works as follows.

Качество катализатора окончательно формируется в прокалочном аппарате 13. Использование благоприятных физико-механических свойств микросфер продукта, в частности их высокой сыпучести, при разработке аппарата 13 с кондуктивной передачей тепла катализатору позволило реализовать три необходимых условия качественного проведения процесса, чего не удавалось сделать прежде в условиях колонны с конвективным режимом прокалки:The quality of the catalyst is finally formed in the calcining apparatus 13. Using the favorable physicomechanical properties of the product microspheres, in particular their high flowability, when developing the apparatus 13 with conductive heat transfer to the catalyst, three necessary conditions for the quality of the process were realized, which could not be done before under the conditions of the column with convective calcination mode:

- двухступенчатый температурный режим;- two-stage temperature mode;

- регламентированное время пребывания катализатора в каждой ступени;- regulated catalyst residence time in each stage;

- парогазовая среда, контактирующая с частицами катализатора.- vapor-gas medium in contact with the catalyst particles.

Акустическая форсунка для распыливания жидкостей работает следующим образом. Распыливающий агент, например воздух, подается по штуцеру 23 в коллектор 22, связанный через отверстия 24 с полостью 25, которая выполнена в виде усеченного конуса. Из полости 25 воздух направляется в кольцевой зазор 28 между стержнем 27 и корпусом 21, где встречает на своем пути резонатор 29, выполненный в виде сферической полости, соединенной с зазором 28 посредством калиброванного отверстия 30. В результате прохождения резонатора 29 распыливающим агентом (например, воздухом) в последнем возникают пульсации давления, создающие акустические колебания, частота которых зависит от параметров резонатора. Акустические колебания распыливающего агента способствуют более тонкому распыливанию раствора, подаваемого в распределительную головку 37 через полый стержень 27, из которой раствор подается в виде пленки жидкости, перекрывающей выход распыливающего агента из генератора звуковых колебаний, образованного резонатором 29. Эта пленка дробится под воздействием акустических колебаний воздуха на мелкие капли, в результате чего образуется факел распыленного раствора с воздухом, корневой угол которого определяется величиной угла наклона конической поверхности крышки 33 распределительной головки 37.The acoustic nozzle for spraying liquids works as follows. A spraying agent, for example air, is supplied through a nozzle 23 to a manifold 22 connected through openings 24 to a cavity 25, which is made in the form of a truncated cone. From the cavity 25, air is directed into the annular gap 28 between the rod 27 and the housing 21, where it meets a cavity 29 made in the form of a spherical cavity connected to the gap 28 by means of a calibrated hole 30. As a result of the passage of the resonator 29 by a spray agent (for example, air ) in the latter, pressure pulsations arise, creating acoustic vibrations, the frequency of which depends on the parameters of the resonator. Acoustic vibrations of the atomizing agent contribute to finer atomization of the solution supplied to the distribution head 37 through the hollow rod 27, from which the solution is supplied in the form of a liquid film blocking the output of the atomizing agent from the sound oscillation generator formed by the resonator 29. This film is crushed by acoustic air vibrations into small drops, as a result of which a torch of a sprayed solution with air is formed, the root angle of which is determined by the angle of inclination of the horse eskoy surface of the lid 33 of the dispensing head 37.

Распылительная сушилка с форсуночным распылением работает в прямоточном режиме при достаточно высокой температуре теплоносителя. Высушенный порошкообразный продукт досушивается и прокаливается в парогазовой среде во вращающемся барабане. Нормированное время пребывания и апробированные регламентные технологические параметры обеспечили высокое качество цеолита. Использование отработанного тепла прокалочной ступени в качестве вторичного тепла сушильной ступени позволило сократить приблизительно на 18% тепловые затраты в установке, а двухступенчатая система пылеулавливания и санитарной пылеочистки обеспечила "жесткие" требования по нормативным пылегазовым выбросам. Установка успешно отработала более шести лет. В развитие данного производства создана установка удвоенной мощности.The spray dryer with nozzle spray operates in a direct-flow mode at a sufficiently high temperature of the coolant. The dried powder product is dried and calcined in a gas-vapor medium in a rotating drum. The normalized residence time and approved regulatory technological parameters ensured the high quality of zeolite. The use of waste heat from the calcining stage as the secondary heat of the drying stage made it possible to reduce the heat costs of the installation by about 18%, and the two-stage dust collection and sanitary dust cleaning system provided “stringent” requirements for standard dust and gas emissions. The installation successfully worked for more than six years. In development of this production, a double capacity installation was created.

Техническая характеристика: производительность по исходному продукту - 770 кг/ч, по продукту после сушки - 170 кг/ч, по продукту после прокалки - 125 кг/ч; влажность начальная - 84%, после сушки - 25%, после прокалки - 0%, установленная мощность - 175 кВт.Technical characteristic: productivity on the initial product - 770 kg / h, on the product after drying - 170 kg / h, on the product after calcination - 125 kg / h; initial humidity - 84%, after drying - 25%, after calcination - 0%, installed capacity - 175 kW.

Claims

1. Installation for drying and calcining zeolites, containing a plunger pump for supplying the initial solution, an impurity separation filter, a spray dryer for drying and granulating the catalyst from the solution, battery cyclones for collecting the finished product and sending it to the screw or belt conveyor of the dried product, characterized in that it contains a fan, a heat generator, with the exhaust fan through the filter, the flow of reture (non-productive stuff) is sent to a Venturi scrubber to collect it into a container and pumped The solution is fed into the scrubber, and the drying agent is fed through the heat generator to the calcining apparatus, and from it the unloader delivers the dried product to the pneumatic conveying cyclone through the pneumatic conveying fan through the pneumatic conveying filter to the suspension tank, and the wet feed product supply system is made in the form of acoustic nozzles , the resonator is made in the form of a toroidal cavity or at least one spherical cavity located in the end wall of the housing, facing to the distribution head, and the spherical cavity is connected by a calibrated hole with a gap between the vertical hole in the end wall of the housing and the distribution head shaft, and in the section perpendicular to the axis of the rod, the gap has an annular section, and the distribution head is made in the form of a body with a lid in the form of truncated cones connected by large bases, and in the case there is a collector in the form of a cylindrical cavity, connected by an annular channel formed by an external cylindrical the surface of the hollow rod and coaxial holes of the same diameter, made respectively in the cover and body of the distribution head, with at least three channels for outlet of the solution evenly spaced around the circumference and perpendicular to the axis of the rod, the hole cut being located on the conical surface of the distribution head cover , the slope of which determines the root angle of the spray torch.

2. Installation for drying and calcination of zeolites according to claim 1, characterized in that the axis of the toroidal cavity of the resonator is aligned with the rod of the distribution head, and the cavity is connected by at least one calibrated hole with an annular gap between the vertical hole in the end wall of the housing and the rod distribution head.

3. The installation for drying and calcining zeolites according to claim 1, characterized in that the channel for the exit of the solution is a radial annular gap lying in a plane perpendicular to the axis of the rod of the distribution head, and formed in its cover by means of a plate rigidly attached to the rod, perpendicular to its axis, and associated with the cover, at least three fasteners with the formation of a radial annular gap.