RU2800070C2 - Method and granulator with fluidized bed for obtaining granules from suspension - Google Patents

Method and granulator with fluidized bed for obtaining granules from suspension Download PDF

Info

Publication number
RU2800070C2
RU2800070C2 RU2021111573A RU2021111573A RU2800070C2 RU 2800070 C2 RU2800070 C2 RU 2800070C2 RU 2021111573 A RU2021111573 A RU 2021111573A RU 2021111573 A RU2021111573 A RU 2021111573A RU 2800070 C2 RU2800070 C2 RU 2800070C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
section
injection
granulator
fluidized bed
suspension
Prior art date
Application number
RU2021111573A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2021111573A (en
Inventor
Ховард ВЁЛЬКЕ
Original Assignee
Яра Интернейшнл Аса
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Яра Интернейшнл Аса filed Critical Яра Интернейшнл Аса
Publication of RU2021111573A publication Critical patent/RU2021111573A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2800070C2 publication Critical patent/RU2800070C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: fertilizers.
SUBSTANCE: invention relates to a method for producing fertilizer granules by granulating a suspension in a fluidized bed granulator, where the main longitudinal direction in the granulator runs from the seed end, in which the granulation is initiated, to the product discharge end, in which the granules are extracted from the fluidized bed granulator. The granulator includes at least one fluidized bed section having an injection section and a granulation section separated by a bottom plate including one or more injection nozzles. A feed slurry is sent to the injection section of the fluidized bed granulator, wherein the first fraction of the feed slurry sent to the injection section is introduced into the granulation section through one or more injection nozzles, and the second fraction of the feed slurry, which is the remainder of the feed slurry, is passed through injection section, but not injected into the granulation section and continuously returned to the injection section, preferably after it has been mixed with the feed slurry. The present invention also relates to a fluidized bed granulator for producing fertilizer granules such as urea ammonium sulfate (UAS) by the method of the invention.
EFFECT: reduction of suspension sediment deposits on the inner walls of supply and transport pipelines and equipment, and due to this, a decrease in pressure drop in the equipment, a decrease in downtime in order to clean the granulator, while the yield and quality of the product remain constant for a longer time of operation of the granulator.
17 cl, 4 dwg

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY

Изобретение относится к способу и гранулятору с псевдоожиженным слоем для получения гранул из суспензии. В частности, изобретение относится к гранулам удобрения (к гранулированным удобрениям), более конкретно, к гранулам мочевины-сульфата аммония (сокращенно "МСА", англ. urea ammonium sulfate, сокращенно "UAS").The invention relates to a method and a fluid bed granulator for producing granules from a suspension. In particular, the invention relates to fertilizer granules (granular fertilizers), more specifically, to urea-ammonium sulfate granules (abbreviated "MCA", English urea ammonium sulfate, abbreviated "UAS").

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИPRIOR ART

Гранулы мочевины обычно получают в грануляторе с псевдоожиженным слоем, в котором частицы образуются в результате перемещения вещества потоком воздуха. Жидкую мочевину распыляют на эти частицы в виде капель или в виде пленки, что приводит к росту частиц. Получаемый гранулят имеет высокую прочность, что позволяет транспортировать его по воде или по суше на большие расстояния. Сульфат аммония представляет собой соль, которую обычно получают по реакции аммиака с серной кислотой. Получаемый раствор концентрируют и превращают в твердые частицы или суспензию. Сульфат аммония (сокращенно "СА", англ. ammonium sulfate, сокращенно "AS") растворим в расплаве мочевины вплоть до концентрации, составляющей приблизительно 12% масс., и образует гомогенную жидкость, содержащую мочевину и сульфат аммония (МСА), также называемую расплавом МСА. Эта гомогенная жидкость может быть обработана в грануляторе с псевдоожиженным слоем по существу тем же образом, что и стандартный раствор мочевины.Urea granules are usually produced in a fluidized bed granulator, in which particles are formed as a result of the movement of a substance by an air stream. Liquid urea is sprayed onto these particles in the form of droplets or in the form of a film, which leads to particle growth. The resulting granulate has a high strength, which allows it to be transported by water or land over long distances. Ammonium sulfate is a salt that is usually obtained by the reaction of ammonia with sulfuric acid. The resulting solution is concentrated and turned into solid particles or suspension. Ammonium sulfate (abbreviated "CA", eng. ammonium sulfate, abbreviated "AS") is soluble in the urea melt up to a concentration of approximately 12% by weight, and forms a homogeneous liquid containing urea and ammonium sulfate (AMS), also called the MSA melt. This homogeneous liquid can be processed in a fluid bed granulator in essentially the same manner as a standard urea solution.

Однако на практике также возникает необходимость в получении МСА, имеющего по существу более высокое содержание сульфата аммония, в частности, превышающее 12% масс. Это означает, что необходимо получить МСА, в котором концентрация сульфата аммония превышает максимальную растворимую в мочевине концентрацию. Получение гранул МСА, содержащих такие высокие концентрации СА, обычно превышающие 12% масс., является сложной технической задачей из-за образования твердых частиц СА в расплаве мочевины, которые, таким образом, образуют суспензию.However, in practice, there is also a need to obtain an MCA having a substantially higher content of ammonium sulfate, in particular, exceeding 12% of the mass. This means that it is necessary to obtain MSA, in which the concentration of ammonium sulfate exceeds the maximum concentration soluble in urea. The preparation of MCA pellets containing such high concentrations of CA, typically in excess of 12% by weight, is a technical challenge due to the formation of CA solids in the urea melt, which thus form a slurry.

Суспензия с повышенным содержанием твердых веществ также будет иметь тенденцию к усиленному образованию засорений, отложений и осадков в результате аккумулирования продукта на внутренних стенках всего технологического оборудования, применяемого в способе гранулирования. Засорение приводит к повышению риска закупоривания или блокировки и, таким образом, заставляет чаще прибегать к очистке и подобным операциям. Это приводит к увеличению времени простоя установки гранулирования. При засорении также увеличивается перепад давлений в оборудовании, что приводит к повышению эксплуатационных расходов.A slurry with a higher solids content will also tend to increase the formation of fouling, deposits and deposits as a result of product accumulation on the internal walls of all processing equipment used in the granulation process. Clogging results in an increased risk of clogging or blockage and thus leads to more frequent cleaning and similar operations. This leads to an increase in the downtime of the granulation plant. Clogging also increases the pressure drop across the equipment, resulting in higher operating costs.

Авторами настоящего изобретения был создан способ гранулирования суспензии в грануляторе с псевдоожиженным слоем, который позволяет преодолеть указанные выше затруднения.The present inventors have developed a process for granulating a suspension in a fluidized bed granulator which overcomes the above difficulties.

Документы предшествующего уровня техникиPrior Art Documents

В документе WO 2012/034650 (Uhde Fertilizer Technology B.V., 2012) рассмотрен способ рециркуляции солей аммония, извлекаемых из системы очистки газов, предназначенной для удаления аммиака из отходящего газа, извлекаемого из гранулятора мочевины, посредством гомогенного смешивания этих солей с мочевиной в грануляторе мочевины. В гранулятор подают поток мочевины/соли аммония и раствор мочевины. Таким образом, в первой секции гранулятора скапливается наибольшее количество мочевины/соли аммония, которое снижается ниже по потоку в направлении оси гранулятора. Наибольшее количество раствора мочевины распыляется в гранулятор со стороны выпуска потока гранул, и количество раствора мочевины снижается выше по потоку в направлении оси гранулятора. Количество соли аммония в потоке составляет менее 12% масс. Применение этого способа не предотвращает образования отложений или осадка в питающих трубопроводах, подающих мочевину, содержащую соль, такую как СА, в количестве, превышающем растворимое.WO 2012/034650 (Uhde Fertilizer Technology B.V., 2012) discloses a process for recycling ammonium salts recovered from a gas scrubbing system for removing ammonia from off-gas recovered from a urea granulator by homogeneously mixing these salts with urea in a urea granulator. The granulator is fed with a stream of urea/ammonium salts and a solution of urea. Thus, in the first section of the granulator, the largest amount of urea/ammonium salt accumulates, which decreases downstream in the direction of the axis of the granulator. The largest amount of urea solution is sprayed into the granulator from the outlet side of the granule stream, and the amount of urea solution decreases upstream in the direction of the axis of the granulator. The amount of ammonium salt in the stream is less than 12% of the mass. The use of this method does not prevent the formation of deposits or sludge in the supply pipelines supplying urea containing a salt, such as CA, in excess of the soluble amount.

В документе WO 2017/007315 (Stamicarbon B.V., 2017) рассмотрен способ получения гранул МСА, в которых концентрация СА превышает 12% масс. В этом способе получают гетерогенные гранулы, включающие центральную часть, имеющую высокое содержание СА, и наружный слой с низким содержанием СА. Применение этого способа не предотвращает образования отложений или осадка в питающих трубопроводах, подающих мочевину, содержащую соль, такую как СА, в количестве, превышающем растворимое.Document WO 2017/007315 (Stamicarbon B.V., 2017) discusses a method for producing MCA granules in which the concentration of CA exceeds 12 wt%. In this method, heterogeneous granules are obtained, including a central part having a high content of CA, and an outer layer with a low content of CA. The use of this method does not prevent the formation of deposits or sludge in the supply pipelines supplying urea containing a salt, such as CA, in excess of the soluble amount.

В документе JP 62160124 (Тоуо, 1987) рассмотрено устройство для распыления жидкости, включающее форсунку для распыления жидкости, подаваемой через подающий трубопровод. В форсунку также подают воздух для распыления жидкости, а подающий трубопровод обеспечивает мгновенный возврат жидкости в резервуар для жидкости при прекращении подачи воздуха и предотвращает вытекание жидкости. Во время подачи воздуха в форсунки и в процессе проведения распыления жидкость не поступает обратно в резервуар для жидкости.JP 62160124 (Toyo, 1987) discloses a liquid atomization device including a nozzle for atomizing a liquid supplied through a supply line. Air is also supplied to the nozzle to atomize the liquid, and the supply line provides an instantaneous return of liquid to the liquid reservoir when the air supply is interrupted and prevents liquid from escaping. During the air supply to the nozzles and during the spraying process, the liquid does not flow back into the liquid reservoir.

В документе JP 2005342678 (SS Pharmaceut, 2005) рассмотрено устройство для распыления жидкости на таблетки. Устройство включает форсунки, которые питает система циркуляционных трубопроводов, которая включает питающий трубопровод и возвратный трубопровод. Возвратный трубопровод позволяет снижать количество жидкого материала, образующего покрытие, в дражировочную ванну в то время, когда форсунки находятся в закрытом состоянии. Устройство сконструировано для распыления жидких материалов, и в документе ничего не говорится о распылении суспензий. Таким образом, в документе не описано решение проблемы засорения трубопроводов.JP 2005342678 (SS Pharmaceut, 2005) describes a device for spraying liquid onto tablets. The device includes nozzles that are fed by a circulation pipeline system, which includes a supply pipeline and a return pipeline. The return line allows the amount of liquid coating material to be withdrawn into the pan while the nozzles are in the closed state. The device is designed to spray liquid materials and the document does not say anything about spraying suspensions. Thus, the document does not describe a solution to the problem of pipeline clogging.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

Первый аспект изобретения относится к способу гранулирования суспензии в грануляторе с псевдоожиженным слоем, в котором главное продольное направление проходит от затравочного конца, в котором происходит инициирование гранулирования, до конца для выгрузки продукта, в котором происходит извлечение гранул из гранулятора с псевдоожиженным слоем, где гранулятор включает по меньшей мере одну секцию с псевдоожиженным слоем, секцию впрыска и секцию гранулирования, разделенные нижней пластиной, включающей одну или более инжекционных форсунок; при этом в секцию впрыска гранулятора с псевдоожиженным слоем направляют подаваемую суспензию, и первую фракцию подаваемой суспензии, направляемой в секцию впрыска, вводят в секцию гранулирования через одну или более инжекционных форсунок, а вторую фракцию подаваемой суспензии, которая представляет собой оставшуюся часть подаваемой суспензии, пропускают через секцию впрыска, а не вводят в секцию гранулирования.The first aspect of the invention relates to a method for granulating a suspension in a fluidized bed granulator, in which the main longitudinal direction extends from the seed end, in which granulation is initiated, to the product discharge end, in which the granules are removed from the fluidized bed granulator, where the granulator includes at least one fluidized bed section, an injection section and a granulation section separated by a bottom plate including one or more injection nozzles; at the same time, the feed suspension is directed to the injection section of the fluidized bed granulator, and the first fraction of the feed suspension sent to the injection section is introduced into the granulation section through one or more injection nozzles, and the second fraction of the feed suspension, which is the remainder of the feed suspension, is passed through the injection section, and not injected into the granulation section.

В способе согласно первому аспекту пропускание фракции подаваемой суспензии через секцию впрыска приводит к тому, что подаваемая суспензия находится в состоянии перемещения вдоль секции впрыска, в частности, по инжекционным форсункам, температура в которых имеет тенденцию понижаться, что приводит к понижению растворимости. Перемещение суспензии через секцию впрыска приводит к образованию меньших количеств осадка или к отсутствию осадка, поскольку твердые вещества захватываются жидкой матрицей, что снижает вероятность образования осадка. Уменьшение отложений продукта на внутренних стенках питающих и транспортных трубопроводов и оборудования снижает перепад давлений в оборудовании. Это уменьшает эксплуатационные расходы. Кроме того, это оказывает положительное влияние на консистенцию продукта, поскольку облегчает управление способом за счет уменьшения нестабильности технологических параметров, таких как перепад давлений в оборудовании.In the method according to the first aspect, passing a fraction of the feed slurry through the injection section causes the feed slurry to be in a state of movement along the injection section, in particular over the injection nozzles, the temperature of which tends to decrease, resulting in a decrease in solubility. Moving the slurry through the injection section results in less or no sludge as the solids are trapped in the liquid matrix, reducing the likelihood of sludge. Reduction of product deposits on the inner walls of supply and transport pipelines and equipment reduces the pressure drop in the equipment. This reduces operating costs. In addition, this has a positive effect on the consistency of the product, as it facilitates the control of the process by reducing the instability of process parameters, such as pressure drops in the equipment.

Уменьшение отложений продукта снижает время простоя в целях очистки гранулятора с псевдоожиженным слоем и соответствующей установки, в которой установлен такой гранулятор с псевдоожиженным слоем. Накопление продукта также может приводить к блокированию отдельных питающих и транспортных трубопроводов или оборудования, что снижает производительность гранулятора с псевдоожиженным слоем и качество продукта. За счет уменьшения отложений продукта выход и качество продукта остаются постоянными в течение более длительного времени функционирования гранулятора с псевдоожиженным слоем и соответствующей установки, в которой установлен такой гранулятор с псевдоожиженным слоем.Reducing product deposits reduces downtime for cleaning the fluidized bed granulator and associated plant in which such a fluidized bed granulator is installed. Product buildup can also block individual feed and transport lines or equipment, reducing fluidized bed granulator performance and product quality. By reducing product buildup, product yield and quality remain constant over a longer operating time of the fluidized bed granulator and the associated plant in which such a fluidized bed granulator is installed.

Второй аспект изобретения относится к гранулятору (40) с псевдоожиженным слоем, в котором главное продольное направление проходит от затравочного конца, в котором происходит инициирование гранулирования, до конца для выгрузки продукта, в котором происходит извлечение гранул из гранулятора (40) с псевдоожиженным слоем, причем гранулятор включает:The second aspect of the invention relates to a fluidized bed granulator (40), in which the main longitudinal direction extends from the seed end, in which granulation initiation occurs, to the product discharge end, in which the granules are removed from the fluidized bed granulator (40), and the granulator includes:

по меньшей мере одну секцию (45, 45', 45'') с псевдоожиженным слоем;at least one section (45, 45', 45'') with a fluidized bed;

секцию (42a-42f) впрыска и секцию гранулирования, разделенные нижней пластиной, включающей одну или более инжекционных форсунок;an injection section (42a-42f) and a granulation section separated by a bottom plate including one or more injection nozzles;

средства подачи гранулируемого материала, включающие по меньшей мере главный питающий трубопровод (31) и один или более инжекционных питающих трубопроводов (41a-41f), отходящих от главного питающего трубопровода (31), каждый из которых соединен гидравлическим соединением с одной или более инжекционными форсунками;means for supplying granulated material, including at least the main supply pipeline (31) and one or more injection supply pipelines (41a-41f) extending from the main supply pipeline (31), each of which is connected by a hydraulic connection with one or more injection nozzles;

где с инжекционным питающим трубопроводом (41a-41f) ниже по потоку относительно одной или более инжекционных форсунок соединен гидравлическим соединением один или более выпускных трубопроводов (51, 52).where one or more outlet pipelines (51, 52) are hydraulically connected to the injection supply pipeline (41a-41f) downstream of one or more injection nozzles.

Гранулятор с псевдоожиженным слоем согласно второму аспекту имеет больший период безотказной работы, поскольку он реже требует очистки при гранулировании суспензий. Гранулятор с псевдоожиженным слоем прекрасно подходит для обработки суспензий, но он также может быть применен для обработки жидкостей и дисперсий.The fluid bed granulator according to the second aspect has a longer uptime because it requires less cleaning when granulating slurries. The fluidized bed granulator is excellent for handling slurries, but it can also be used for handling liquids and dispersions.

Третий аспект изобретения относится к применению гранулятора с псевдоожиженным слоем для гранулирования суспензии, в котором значительно снижен риск образования осадка.A third aspect of the invention relates to the use of a fluid bed granulator for slurry granulation, in which the risk of sludge formation is significantly reduced.

Четвертый аспект изобретения относится к способу уменьшения закупоривания секции впрыска в грануляторе с псевдоожиженным слоем, включающем по меньшей мере одну секцию с псевдоожиженным слоем, в котором главное продольное направление проходит от затравочного конца, в котором происходит инициирование гранулирования, до конца для выгрузки продукта, в котором происходит извлечение гранул из гранулятора с псевдоожиженным слоем, а также включающем секцию впрыска и секцию гранулирования, разделенные нижней пластиной, включающей одну или более инжекционных форсунок; при функционировании в секцию впрыска гранулятора с псевдоожиженным слоем направляют подаваемую суспензию, и первую фракцию подаваемой суспензии, направляемой в секцию впрыска, вводят в секцию гранулирования через одну или более инжекционных форсунок, а вторую фракцию подаваемой суспензии, которая представляет собой оставшуюся часть подаваемой суспензии, пропускают через секцию впрыска, а не вводят в секцию гранулирования. Впрыск только лишь первой фракции подаваемой суспензии и удаление второй фракции подаваемой суспензии позволяет предотвратить застой подаваемой суспензии вблизи инжекционных форсунок. Это позволяет значительно уменьшать засорение инжекционных форсунок, в которых весьма велик риск образования осадков и закупоривания.A fourth aspect of the invention relates to a method for reducing plugging of an injection section in a fluidized bed granulator, including at least one fluidized bed section, in which the main longitudinal direction extends from a seed end, in which granulation is initiated, to a product discharge end, in which granules are removed from the fluidized bed granulator, and also includes an injection section and a granulation section separated by a bottom plate, including one or more injections. injectors; in operation, a feed slurry is sent to the injection section of the fluidized bed granulator, and the first fraction of the feed slurry sent to the injection section is introduced into the granulation section through one or more injection nozzles, and the second fraction of the feed slurry, which is the remainder of the feed slurry, is passed through the injection section, and not injected into the granulation section. The injection of only the first fraction of the feed slurry and the removal of the second fraction of the feed slurry makes it possible to prevent stagnation of the feed slurry in the vicinity of the injection nozzles. This significantly reduces the clogging of the injection nozzles, which are at high risk of deposits and plugging.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВBRIEF DESCRIPTION OF GRAPHICS

На Фиг. 1 представлена общая схема установки для гранулирования растворов мочевины в псевдоожиженном слое согласно предшествующему уровню техники.On FIG. 1 is a general diagram of a plant for granulating urea solutions in a fluidized bed according to the prior art.

На Фиг. 2 представлена общая схема первого примера осуществления установки для гранулирования суспензий в псевдоожиженном слое согласно настоящему изобретению.On FIG. 2 is a general diagram of a first embodiment of a fluidized bed slurry granulation plant according to the present invention.

На Фиг. 3 представлена общая схема второго примера осуществления установки для гранулирования суспензий в псевдоожиженном слое согласно настоящему изобретению.On FIG. 3 is a general diagram of a second embodiment of a fluidized bed slurry granulation plant according to the present invention.

На Фиг. 4 представлена общая схема третьего примера осуществления установки для гранулирования суспензий в псевдоожиженном слое согласно настоящему изобретению.On FIG. 4 is a general diagram of a third embodiment of a fluid bed slurry granulation plant according to the present invention.

СВЕДЕНИЯ. ПОДТВЕРЖДАЮЩИЕ ВОЗМОЖНОСТЬ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯINTELLIGENCE. CONFIRMING THE POSSIBILITY OF CARRYING OUT THE INVENTION

Настоящее изобретение относится к способу получения гранул. В частности, изобретение относится к гранулам, получаемым из суспензии удобрения. Эта суспензия включает жидкий компонент, в котором находятся нерастворимые твердые вещества. Более конкретно, настоящее изобретение относится к гранулированию суспензий, содержащих мочевину, таких как суспензия мочевины-сульфата аммония (МСА). Настоящее изобретение также относится к гранулятору с псевдоожиженным слоем для получения таких гранул из суспензий удобрения.The present invention relates to a method for producing granules. In particular, the invention relates to granules obtained from fertilizer slurry. This suspension includes a liquid component containing insoluble solids. More specifically, the present invention relates to the granulation of suspensions containing urea, such as suspension of urea-ammonium sulfate (ISA). The present invention also relates to a fluid bed granulator for producing such granules from fertilizer slurries.

Если не указано иное, все термины, используемые при раскрытии изобретения, включая технические и научные термины, имеют значения, обычно известные специалистам в области техники, к которой относится настоящее изобретение. В качестве дополнительного руководства и для лучшего понимания сущности настоящего изобретения ниже приведены определения терминов.Unless otherwise indicated, all terms used in the disclosure of the invention, including technical and scientific terms, have the meanings generally known to specialists in the field of technology to which the present invention pertains. As an additional guide and for a better understanding of the essence of the present invention, the definitions of the terms are given below.

Употребляемые в настоящей работе приведенные ниже термины имеют следующие значения.The following terms used in this paper have the following meanings.

Употребление в настоящей работе единственного числа относится как к единственному, так и множественному числам, если из контекста не ясно иное. Например, упоминание "секции" относится к одной секции или к более чем одной секции.The use of the singular in this work refers to both the singular and the plural, unless the context makes it clear otherwise. For example, the reference to "section" refers to one section or more than one section.

Употребляемый в настоящей работе термин "приблизительно", относящийся к измеряемому значению, такому как параметр, количество, отрезок времени и подобные величины, включает вариации величины, составляющие +/-20% или менее, предпочтительно +/-10% или менее, предпочтительнее +/-5% или менее, более предпочтительно +/-1% или менее и более предпочтительно +/-0,1% или менее от указанной величины, и, таким образом, эти вариации не препятствуют воплощению раскрытого изобретения. Однако следует понимать, что величина, к которой относится модификатор "приблизительно", также включена в объем изобретения.As used herein, the term "about" referring to a measurable value such as a parameter, an amount, a length of time, and the like includes variations in the value of +/-20% or less, preferably +/-10% or less, more preferably +/-5% or less, more preferably +/-1% or less, and more preferably +/-0.1% or less of the specified value, and thus these variations do not interfere with the practice of the disclosed invention. However, it should be understood that the value to which the modifier "approximately" refers is also included in the scope of the invention.

Употребляемые в настоящей работе термины "включают", "включающий" и "включает" являются синонимами терминов "содержат", "содержащий" и "содержит" и имеют неисключающее или допускающее изменения значение, которое указывает на присутствие перечисленных далее объектов, например, компонентов, и не исключают или не предотвращают присутствия дополнительных, не названных компонентов, признаков, элементов, деталей, этапов, известных в данной области техники или рассмотренных в настоящей работе.As used herein, the terms "comprise", "comprising" and "comprises" are synonymous with the terms "comprise", "comprising" and "comprises" and have a non-exclusive or mutable meaning that indicates the presence of the following items, such as components, and does not exclude or prevent the presence of additional, unnamed components, features, elements, details, steps known in the art or discussed in this work.

Указание числовых диапазонов в виде граничных значений включает все числа и дробные величины, заключенные внутри диапазона, а также указанные граничные значения.Specifying numeric ranges as limit values includes all numbers and fractional values contained within the range, as well as the specified limit values.

Если не указано иное, употребляемые в описании и в настоящей работе термины "% масс"., "массовый процент" или "масс. процент" относятся к относительной массе соответствующего компонента в пересчете на общую массу композиции.Unless otherwise indicated, as used in the description and in this work, the terms "mass %.", "mass percent" or "mass. percent" refer to the relative weight of the respective component in terms of the total weight of the composition.

Термин "суспензия" означает смесь, включающую основной жидкий компонент. В контексте изобретения основным жидким компонентом часто является мочевина. Однако в качестве основного жидкого компонента также могут быть применены другие удобрения, такие как нитраты аммония или фосфаты аммония. Суспензия дополнительно включает нерастворимый твердый компонент. Согласно настоящему изобретению, нерастворимый компонент предпочтительно представляет собой сульфат аммония, но он также может представлять собой любой другой составляющий компонент в количестве, нерастворимом в основном жидком компоненте. Другими примерами являются соли, такие как фосфаты, включающие дигидрофосфат кальция, гидрофосфат дикальция, фосфат диаммония, моноаммоний фосфат, соли калия, включающие хлорид калия, нитрат калия и фосфат калия, и сульфатные соли, такие как сульфат аммония. Нерастворимый компонент может быть частично растворим в основном жидком компоненте, и, таким образом, суспензия может включать два компонента: основной жидкий компонент и второй компонент, который присутствует и в жидкой фазе, и в виде твердого вещества. Например, в расплаве мочевины, включающем 20% масс. сульфата аммония, от приблизительно 10 до приблизительно 15% масс. сульфата аммония могут быть растворены в расплаве и от приблизительно 5 до приблизительно 10% масс. присутствуют в суспензии в виде твердых частиц. В частности, суспензия может включать частицы с диаметром не более 5 мм, в частности, 2,5 мм. Наличие частиц, имеющих диаметр более 1 мм, повышает риск закупоривания трубопроводов и форсунок, особенно если характерный размер отверстия форсунки составляет от приблизительно 0,5 до 5 мм. В частности, суспензия может включать твердые частицы, в которых 90% частиц имеют диаметр менее 125 мкм. В одном из примеров осуществления 50% твердых частиц в суспензии имеют диаметр менее 63 мкм. В одном из примеров осуществления 50% твердых частиц имеют диаметр менее 30 мкм.The term "suspension" means a mixture, including the main liquid component. In the context of the invention, the main liquid component is often urea. However, other fertilizers such as ammonium nitrates or ammonium phosphates can also be used as the main liquid component. The suspension further includes an insoluble solid component. According to the present invention, the insoluble component is preferably ammonium sulfate, but it can also be any other constituent in an amount insoluble in the main liquid component. Other examples are salts such as phosphates including calcium dihydrogen phosphate, dicalcium hydrogen phosphate, diammonium phosphate, monoammonium phosphate, potassium salts including potassium chloride, potassium nitrate and potassium phosphate, and sulfate salts such as ammonium sulfate. The insoluble component may be partially soluble in the main liquid component, and thus the slurry may include two components: a main liquid component and a second component that is present both in the liquid phase and as a solid. For example, in a urea melt containing 20 wt. ammonium sulfate, from about 10 to about 15% of the mass. ammonium sulfate can be dissolved in the melt and from about 5 to about 10% of the mass. present in suspension in the form of solid particles. In particular, the suspension may include particles with a diameter of at most 5 mm, in particular 2.5 mm. The presence of particles having a diameter of more than 1 mm increases the risk of clogging of pipelines and nozzles, especially if the characteristic size of the nozzle opening is from about 0.5 to 5 mm. In particular, the suspension may include solid particles, in which 90% of the particles have a diameter of less than 125 microns. In one embodiment, 50% of the solids in the slurry are less than 63 microns in diameter. In one embodiment, 50% of the solid particles are less than 30 microns in diameter.

В химико-технологической отрасли известны несколько способов определения размеров мелких частиц, например, способ воздухоструйного сита, лазерная дифракция. Эти способы подходят для определения размеров частиц, применяемых согласно изобретению.In the chemical engineering industry, several methods for determining the size of fine particles are known, for example, the air jet sieve method, laser diffraction. These methods are suitable for determining the particle sizes used according to the invention.

Твердые частицы суспензии находятся в основном жидком компоненте суспензии. Осадком называются твердые частицы, которые осаждаются, выделяясь из захватившей их среды. Образование осадка приводит к возникновению очень высокой концентрации твердых частиц на дне оборудования. Засорения и отложения представляют собой слои твердого вещества, образующиеся на поверхности труб и оборудования, содержащих суспензию. Отложения приводят к образованию относительно плотного слоя на поверхности оборудования, а не к образованию отдельных твердых частиц.The solid particles of the slurry are in the main liquid component of the slurry. Sediment are solid particles that are deposited, standing out from the environment that captured them. Sedimentation results in a very high concentration of solids at the bottom of the equipment. Blockages and deposits are layers of solid matter that form on the surface of pipes and equipment containing slurry. Deposits result in the formation of a relatively dense layer on the surface of the equipment, rather than the formation of individual solid particles.

Первый аспект изобретения относится к способу гранулирования суспензии в грануляторе с псевдоожиженным слоем, включающем по меньшей мере одну секцию с псевдоожиженным слоем. Гранулятор с псевдоожиженным слоем имеет главное продольное направление, проходящее от затравочного конца, в котором происходит инициирование гранулирования, до конца для выгрузки продукта, в котором происходит извлечение гранул из гранулятора с псевдоожиженным слоем, секцию впрыска и секцию гранулирования, разделенные нижней пластиной, включающей по меньшей мере одну инжекционную форсунку. Характерный размер отверстия инжекционной форсунки составляет приблизительно от 0,5 до 5 мм, в частности, приблизительно составляет 4,7 мм. В секцию впрыска гранулятора с псевдоожиженным слоем направляют подаваемую суспензию таким образом, что первую фракцию подаваемой суспензии, направляемой в секцию впрыска, вводят в секцию гранулирования через инжекционную форсунку, и вторую фракцию подаваемой суспензии удаляют из секции впрыска, не пропуская через нижнюю пластину. Характерный размер частиц подаваемой суспензии составляет по меньшей мере приблизительно 10 нм, в частности, не более приблизительно 5 мм, в частности, не более приблизительно 2,5 мм.The first aspect of the invention relates to a process for granulating a slurry in a fluidized bed granulator comprising at least one fluidized bed section. The fluidized bed granulator has a main longitudinal direction extending from the seed end where granulation is initiated to the product discharge end where granules are extracted from the fluidized bed granulator, an injection section and a granulation section separated by a bottom plate including at least one injection nozzle. The characteristic opening size of the injection nozzle is approximately 0.5 to 5 mm, in particular approximately 4.7 mm. The feed suspension is directed to the injection section of the fluidized bed granulator in such a way that the first fraction of the feed suspension sent to the injection section is introduced into the granulation section through the injection nozzle, and the second fraction of the feed suspension is removed from the injection section without passing through the bottom plate. The characteristic particle size of the feed suspension is at least about 10 nm, in particular not more than about 5 mm, in particular not more than about 2.5 mm.

При вводе в гранулятор лишь части целевой подаваемой суспензии оставшуюся часть потока подаваемой суспензии пропускают через секцию впрыска. Это приводит к стабильному течению суспензии по секции впрыска и предотвращает застой суспензии вблизи концевых заглушек инжекционных питающих трубопроводов. Застой быстро приводит к образованию осадка, что приводит к дополнительному повышению давления на конце трубопровода, а также к засорению. Замена концевых заглушек другим трубопроводом, через который мелкую фракцию суспензии удаляют из инжекционных питающих трубопроводов, позволяет поддерживать заданную минимальную скорость суспензии в секции впрыска гранулятора с псевдоожиженным слоем.When only a portion of the target feed slurry is introduced into the granulator, the remainder of the feed slurry flow is passed through the injection section. This results in a stable flow of the slurry through the injection section and prevents the slurry from stagnating near the end caps of the injection feed lines. Stagnation quickly leads to the formation of sediment, which leads to an additional increase in pressure at the end of the pipeline, as well as blockage. Replacing the end caps with another pipeline through which the fines of the slurry is removed from the injection feed lines allows maintaining a predetermined minimum slurry velocity in the injection section of the fluidized bed granulator.

Впрыскиваемая доля (фракция) подаваемой суспензии должна быть строго меньше 1. Согласно одному из примеров осуществления, впрыскиваемая фракция подаваемой суспензии (первая фракция) составляет от 70% до 99%, предпочтительно фракция составляет от 80% до 95%, более предпочтительно от 85% до 95% от общего количества подаваемой суспензии.The injected proportion (fraction) of the feed suspension must be strictly less than 1. According to one embodiment, the injected fraction of the feed suspension (first fraction) is from 70% to 99%, preferably the fraction is from 80% to 95%, more preferably from 85% to 95% of the total amount of the feed suspension.

Согласно одному из примеров осуществления, невпрыснутую фракцию подаваемой суспензии возвращают в участок, расположенный выше по потоку относительно секции впрыска. Здесь возвращаемую подаваемую суспензию смешивают со свежей подаваемой суспензией. Возврат подаваемой суспензии обеспечивает оптимальное использование всего сырья. Подаваемую суспензию предпочтительно возвращают посредством возвратного трубопровода, который соединяет выпускное отверстие инжекционного питающего трубопровода с участком, расположенным выше по потоку относительно секции впрыска.According to one embodiment, the uninjected fraction of the feed slurry is returned to a location upstream of the injection section. Here, the returned feed slurry is mixed with the fresh feed slurry. The return of the feed slurry ensures that all raw materials are used optimally. The feed slurry is preferably returned via a return line which connects the outlet of the injection feed line to a portion upstream of the injection section.

Согласно изобретению, "возврат" или "возвратный трубопровод" возвращает необработанную суспензию в исходное сырье. Возвращаемая суспензия не является обработанной. Она имеет приблизительно тот же состав и свойства, что и исходное сырье. Возврат исходного сырья применяют для повышения качества или улучшения условий обработки.According to the invention, the "return" or "return pipeline" returns the raw slurry to the feedstock. The returned suspension is not processed. It has approximately the same composition and properties as the original raw material. The return of raw materials is used to improve quality or improve processing conditions.

Эта концепция отличается от "рецикла (рециркуляции)" или "рециркуляционного трубопровода". В рецикле некондиционные продукты и побочные продукты направляют рециклом в исходное сырье. Рециркуляция обычно имеет форму отбора или разделения, в котором определяют и отбирают продукты, являющиеся кондиционными, и продукты, подвергаемые рециркуляции. Рециркуляцию применяют для повышения степени превращения в ценные продукты. Состав и/или свойства рециркулируемых продуктов сильно отличаются от состава и/или свойств исходного сырья, в которое их направляют рециклом.This concept is different from "recycle (recirculation)" or "recirculation pipeline". In the recycling substandard products and by-products are recycled to the feedstock. Recycling usually takes the form of a selection or separation in which products that are conditioned and products that are recycled are determined and selected. Recycling is used to increase the degree of conversion into valuable products. The composition and/or properties of the recycled products are very different from the composition and/or properties of the feedstock to which they are recycled.

Термин "выше по потоку" относится к предыдущим этапам способа и в данном случае "выше по потоку" означает, что, следуя порядку обработки, материал вновь попадет в гранулятор. Это подразумевает, что выше по потоку может находиться испарительная установка, в которой конденсируется мочевина, смесительный резервуар, резервуар для хранения или другое оборудование, а также любой трубопровод, соединяющий указанные устройства, при условии, что возвращаемая суспензия вновь попадает в секцию впрыска. Термин "ниже по потоку относительно технологической установки" относится ко всем этапам способа, которые выполняют после проведения обработки в этой технологической установке. Например, секция сушки гранулятора, в которой сушат гранулы, расположена ниже по потоку относительно секции впрыска гранулятора.The term "upstream" refers to the previous steps of the process and in this case "upstream" means that, following the order of processing, the material will again enter the granulator. This implies that there may be an upstream urea condensing evaporator, mixing tank, storage tank or other equipment, as well as any pipeline connecting these devices, provided that the returned suspension again enters the injection section. The term "downstream of the process unit" refers to all the steps of the method that are performed after processing in this process unit. For example, the drying section of the granulator, in which the granules are dried, is located downstream of the injection section of the granulator.

Согласно одному из примеров осуществления, в секции впрыска поддерживают заданную минимальную скорость подаваемой суспензии.According to one of the embodiments, the injection section maintains a predetermined minimum speed of the supplied suspension.

Согласно другому примеру осуществления, в возвратных трубопроводах поддерживают заданную минимальную скорость подаваемой суспензии.According to another exemplary implementation, in the return pipelines maintain a predetermined minimum speed of the supplied suspension.

Согласно другому примеру осуществления, в каждом трубопроводе, содержащем суспензию, поддерживают заданную минимальную скорость.According to another embodiment, each slurry-containing pipeline is maintained at a predetermined minimum velocity.

Заданная минимальная скорость должна составлять по меньшей мере 0,1 м/с, предпочтительно 0,3 м/с, предпочтительнее 0,5 м/с, более предпочтительно 0,7 м/с, более предпочтительно 1,0 м/с, более предпочтительно 1,5 м/с, более предпочтительно 2,0 м/с. При высоком содержании твердых веществ может быть задана более высокая заданная минимальная скорость, такая как 2,5 м/с, предпочтительно 3,0 м/с, наиболее предпочтительно 5,0 м/с. При меньших величинах достигаются более низкие эксплуатационные затраты, но при этом возрастает риск образования осадка. Если скорость снижается до значений ниже 0,1 м/с, образование осадка и засорение начинают играть значительную роль. Если в суспензиях поддерживают высокие минимальные скорости, такие как скорости, превышающие 5,0 м/с, то это может приводить к высоким эксплуатационным затратам, и достижение таких скоростей технически затруднительно. Минимальная скорость снижает накопление продукта на внутренних стенках оборудования за счет устранения застоя суспензии в оборудовании. Это особенно важно для секции впрыска, инжекционных питающих трубопроводов и возвратных трубопроводов, для которых накопление продукта приводит к высоким эксплуатационным расходам и высокому риску засорения или блокирования.The specified minimum speed should be at least 0.1 m/s, preferably 0.3 m/s, more preferably 0.5 m/s, more preferably 0.7 m/s, more preferably 1.0 m/s, more preferably 1.5 m/s, more preferably 2.0 m/s. When the solids content is high, a higher predetermined minimum speed can be set, such as 2.5 m/s, preferably 3.0 m/s, most preferably 5.0 m/s. Lower values achieve lower operating costs but increase the risk of sludge formation. If the speed is reduced to values below 0.1 m/s, sedimentation and clogging begin to play a significant role. If high minimum velocities are maintained in slurries, such as velocities in excess of 5.0 m/s, this can result in high operating costs and it is technically difficult to achieve such velocities. The minimum speed reduces the accumulation of product on the inner walls of the equipment by eliminating the stagnation of the suspension in the equipment. This is particularly important for the injection section, injection feed lines and return lines, where product buildup results in high operating costs and a high risk of clogging or blockage.

Согласно одному из примеров осуществления, заданная минимальная скорость подаваемой суспензии в секции впрыска составляет по меньшей мере 0,5 м/с, предпочтительно превышает 1,0 м/с, более предпочтительно превышает 2,0 м/с.According to one embodiment, the predetermined minimum slurry feed velocity in the injection section is at least 0.5 m/s, preferably greater than 1.0 m/s, more preferably greater than 2.0 m/s.

Согласно другому примеру осуществления изобретения, возвращаемая фракция подаваемой суспензии (вторая фракция) составляет от 1% до 30% масс., предпочтительно от 3% до 20%, предпочтительнее от 5% до 15%, более предпочтительно от 7% до 13%, более предпочтительно от 8% до 12% и наиболее предпочтительно приблизительно 10% от общего количества подаваемого материала. Более высокие величины приводят к возрастанию эксплуатационных расходов из-за большого возвращаемого потока и значительного увеличения производительности питающего трубопровода при постоянной производительности гранулятора. Меньшие величины приводят к низкой или непостоянной минимальной скорости внутри оборудования, что приводит к образованию осадка и засорению.According to another embodiment of the invention, the returned fraction of the feed suspension (second fraction) is from 1% to 30% by weight, preferably from 3% to 20%, more preferably from 5% to 15%, more preferably from 7% to 13%, more preferably from 8% to 12% and most preferably about 10% of the total amount of material supplied. Higher values result in increased operating costs due to the large return flow and a significant increase in the capacity of the feed line at a constant capacity of the granulator. Smaller values result in low or inconsistent minimum speeds within the equipment, resulting in sludge and clogging.

Согласно одному из примеров осуществления, после пропускания второй фракции через секцию (42a-42f) впрыска, фракцию смешивают с подаваемой суспензией и возвращают в секцию (42a-42f) впрыска. На практике вторую фракцию подаваемой суспензии (возвращаемой подаваемой суспензии) смешивают в контейнере, таком как смесительный барабан. Согласно одному из примеров осуществления, подаваемая суспензия и вторая фракция подаваемой суспензии имеют более или менее одинаковый состав. Смешивание подаваемого материала и возвращаемых подаваемых суспензий позволяют получать подаваемую суспензию более равномерного состава ниже по потоку относительно смесительного барабана, например, в секции впрыска. Кроме того, это позволяет достичь более однородных физических свойств, таких как температура и содержание твердых веществ. Это облегчает проведение расположенных ниже по потоку этапов способа, таких как впрыск и гранулирование.According to one embodiment, after passing the second fraction through the injection section (42a-42f), the fraction is mixed with the feed slurry and returned to the injection section (42a-42f). In practice, the second fraction of the feed slurry (returned feed slurry) is mixed in a container such as a mixing drum. According to one embodiment, the feed slurry and the second fraction of the feed slurry have more or less the same composition. The mixing of the feed material and the returned feed slurries results in a feed slurry of a more uniform composition downstream of the mixing drum, for example in the injection section. In addition, this allows more uniform physical properties such as temperature and solids content to be achieved. This facilitates downstream process steps such as injection and granulation.

В другом примере осуществления, смесительный барабан расположен ниже по потоку относительно концентрационной или испарительной установки. В другом предпочтительном примере осуществления, смесительный барабан расположен ниже по потоку относительно секции впрыска. Это снижает количество обработок возвращаемого потока, в результате проведения которых снижается производительность, а также снижает соответствующие затраты.In another embodiment, the mixing drum is located downstream of the concentration or evaporation plant. In another preferred embodiment, the mixing drum is located downstream of the injection section. This reduces the amount of processing on the return stream that results in performance degradation, as well as the related costs.

Согласно одному из примеров осуществления, возврат суспензии производят непрерывно. То есть, вторую фракцию подаваемой суспензии непрерывно пропускают через секцию впрыска. Однако при применении накопительного резервуара или аналогичного оборудования также возможен периодический возврат второй фракции подаваемой суспензии в участок, расположенный выше по потоку относительно гранулятора.According to one embodiment, the return of the slurry is carried out continuously. That is, the second fraction of the feed slurry is continuously passed through the injection section. However, when using a storage tank or similar equipment, it is also possible to periodically return the second fraction of the supplied suspension to a site located upstream of the granulator.

Суспензия согласно настоящему изобретению может представлять собой любую композицию удобрения. Согласно одному из примеров осуществления, жидкой фазой суспензии является расплав мочевины. Согласно одному из примеров осуществления, твердая фаза суспензии представляет собой соединение, подходящее для свободного выбора соотношения питательных элементов для растений, таких как азот, фосфор, сера, калий и подобные элементы. Это может быть достигнуто за счет добавления нитратных, фосфатных, сульфатных и калийных солей. В альтернативном варианте могут быть применены другие соединения, содержащие питательные вещества, такие как элементарная сера. В одном из особенно предпочтительных примеров осуществления в мочевину добавляют сульфат аммония (СА). Сульфат аммония лучше растворим в воде, что делает серу более доступной для растений. Однако сульфат аммония имеет ограниченную растворимость в мочевине. При обычных температурах обработки предел растворимости СА в мочевине составляет приблизительно 12% (масс).The suspension according to the present invention may be any fertilizer composition. According to one embodiment, the liquid phase of the suspension is a urea melt. According to one embodiment, the suspension solid phase is a compound suitable for freely choosing the ratio of plant nutrients such as nitrogen, phosphorus, sulfur, potassium, and the like. This can be achieved by adding nitrate, phosphate, sulfate and potassium salts. Alternatively, other compounds containing nutrients, such as elemental sulfur, may be used. In one particularly preferred embodiment, ammonium sulfate (SA) is added to the urea. Ammonium sulfate is more soluble in water, which makes sulfur more available to plants. However, ammonium sulfate has limited solubility in urea. At normal processing temperatures, the solubility limit of SA in urea is approximately 12% (mass).

Изобретение дополнительно более подробно раскрыто на примере суспензий мочевины-сульфата аммония (МСА). Однако изобретение может быть с успехом применено для обработки любой суспензии удобрения, в частности, мочевины, включающей одно или несколько нерастворимых твердых веществ.The invention is further described in more detail with reference to urea-ammonium sulfate (ISA) suspensions. However, the invention can be successfully applied to the treatment of any suspension of fertilizer, in particular urea, comprising one or more insoluble solids.

Как и в традиционном гранулировании мочевины или МСА, центральная часть гранул образована затравочными частицами, на которые нанесена гранулирующая жидкость. В случае МСА затравочные частицы обычно образованы порошкообразной (обычно грубого помола) мочевиной или гранулятом МСА. Такой порошок обычно можно получить с помощью подходящих методик измельчения, таких как дробление, перетирание, размалывание или другие способы измельчения гранулята. Затравочные частицы могут иметь разнообразные составы. В частности, они могут быть получены из любого из указанных веществ или из гранул с высокой концентрацией СА или гранул с низкой концентрацией СА. Предпочтительно затравочные частицы получают размалыванием гранулята, получаемого согласно изобретению. Таким образом, средняя концентрация СА в затравочных частицах обычно равна средней концентрации СА в гранулах, получаемых в грануляторе с псевдоожиженным слоем. Однако в качестве затравочных частиц также могут быть применены (как в качестве исходных затравочных частиц, так и на всех этапах способа) частицы чистой мочевины или частицы чистого СА или частицы, рециркулируемые из этапа удаления пыли, связанного со способом гранулирования. Вышесказанное, соответственно, относится к солям, отличным от СА, или к смесям солей.As in conventional urea or MCA granulation, the core of the granules is formed by seed particles onto which the granulating liquid is applied. In the case of MCA, the seed particles are usually formed from powdered (usually coarse) urea or MCA granules. Such a powder can usually be obtained by suitable grinding techniques such as crushing, grinding, grinding or other methods of grinding the granulate. The seed particles can have a variety of compositions. In particular, they can be obtained from any of the above substances or from granules with a high concentration of CA or granules with a low concentration of CA. Preferably the seed particles are obtained by grinding the granulate obtained according to the invention. Thus, the average concentration of AS in the seed particles is usually equal to the average concentration of AS in the granules produced in the fluidized bed granulator. However, seed particles can also be used (both as initial seed particles and in all process steps) pure urea particles or pure SA particles or particles recycled from the dust removal step associated with the granulation process. The foregoing, respectively, applies to salts other than SA, or mixtures of salts.

Во всех вышеописанных примерах, в которых гранулирующие жидкости, содержащие количество соли, превышающее растворимое количество, такое как количество СА, превышающее 12% масс., мочевина, содержащая растворимое количество соли, может рассматриваться как непрерывная фаза суспензии. Таким образом, обычно мочевина имеет высокую концентрацию, в том смысле, что она присутствует в виде жидкой мочевины, содержащей только лишь небольшие количества воды и растворенной соли, такой как СА. Обычно количество воды не превышает 10% масс. Предпочтительно жидкая мочевина содержит по меньшей мере 95% масс. мочевины и биурета (карбамилмочевины) и более предпочтительно по меньшей мере 98,5% масс. мочевины и биурета. Что касается биурета, то он представляет собой обычный компонент мочевины, получаемый в качестве побочного продукта при синтезе мочевины. Для характерного применения продуктов на основе мочевины, таких как МСА, например, в качестве удобрения, количество биурета не особенно критично, хотя обычно оно составляет менее 5% масс, и предпочтительно не превышает от 1 до 1,3% масс. Предпочтительно максимальное содержание биурета составляет 1% масс., и в некоторых вариантах применения оно более предпочтительно составляет менее 0,3% масс.In all of the above examples, in which granulating liquids containing an amount of salt in excess of the soluble amount, such as an amount of SA in excess of 12% by weight, the urea containing the soluble amount of salt can be considered as the continuous phase of the suspension. Thus, urea is typically highly concentrated, in the sense that it is present as liquid urea containing only small amounts of water and a dissolved salt such as CA. Usually the amount of water does not exceed 10% of the mass. Preferably liquid urea contains at least 95% of the mass. urea and biuret (carbamylurea) and more preferably at least 98.5% of the mass. urea and biuret. As for biuret, it is a common component of urea obtained as a by-product in the synthesis of urea. For a typical application of urea-based products such as MCA, for example as a fertilizer, the amount of biuret is not particularly critical, although it is usually less than 5 wt%, and preferably does not exceed 1 to 1.3 wt%. Preferably, the maximum content of biuret is 1% wt., and in some applications, it is more preferably less than 0.3% wt.

Мочевина, подходящая для применения согласно настоящему изобретению, может быть получена любым образом. Специалистам в данной области техники известны различные способы получения мочевины.Urea suitable for use in the present invention may be prepared in any manner. Those skilled in the art are aware of various methods for producing urea.

Часто применяемый способ получения мочевины с извлечением газов представляет собой способ, включающий извлечение в отпарной колонне диоксида углерода, который рассмотрен, например, в Энциклопедии Химической Технологии Ульмана (англ. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry), том A27, 1996, стр. 333-350. В этом способе после участка синтеза установлены один или более участков извлечения. Участок синтеза включает реактор, отпарную колонну, конденсатор и скруббер, в котором рабочее давление составляет от 12 до 18 МПа и предпочтительно от 13 до 16 МПа. В участке синтеза раствор мочевины, извлекаемый из реактора синтеза мочевины, направляют в отпарную колонну, в которой из водного раствора мочевины извлекают большое количество непрореагировавшего аммиака и диоксида углерода. Такая отпарная колонна может представлять собой кожухотрубный теплообменник, в котором раствор мочевины направляют в верхнюю часть в трубное пространство, а диоксид углерода, направляемый на синтез, подают в нижнюю часть отпарной колонны. В межтрубное пространство направляют водяной пар для нагревания раствора. Раствор мочевины извлекают из нижней части теплообменника, в то время как паровую фазу извлекают из верхней части отпарной колонны. Пары, извлекаемые из отпарной колонны, содержат аммиак, диоксид углерода и небольшое количество воды. Пары конденсируют в теплообменнике с падающей пленкой или в конденсаторе с погруженными трубками (погружном конденсаторе), который может представлять собой устройство для горизонтальной или вертикальной установки. Погружной горизонтальный теплообменник рассмотрен в Энциклопедии Химической Технологии Ульмана, том А27, 1996, стр. 333-350. Теплоту, выделяемую в конденсаторе в ходе экзотермической реакции конденсации карбамата, обычно используют для получения водяного пара, который применяют ниже по потоку относительно участка обработки мочевины для нагревания и концентрирования раствора мочевины. Поскольку в конденсаторе погружного типа жидкость находится в течение определенного времени пребывания, реакция мочевины частично проходит уже в конденсаторе. Образующийся раствор, содержащий конденсированный аммиак, диоксид углерода, воду и мочевину, наряду с несконденсированным аммиаком, диоксидом углерода и инертными парами, направляют в реактор. В реакторе рассмотренная выше реакция превращения карбамата в мочевину достигает равновесия. Молярное отношение количества аммиака к количеству диоксида углерода в растворе мочевины, извлекаемом из реактора, обычно составляет от 2,5 до 4 моль/моль. Конденсатор и реактор также могут быть объединены в виде одной единицы оборудования. Один из примеров такого комбинированного оборудования рассмотрен в Энциклопедии Химической Технологии Ульмана, том А27, 1996, стр. 333-350. Образующийся раствор мочевины, извлекаемый из реактора синтеза мочевины, подают в отпарную колонну, а инертные пары, содержащие несконденсированный аммиак и диоксид углерода, направляют в отпарной участок, работающий под давлением, близким к давлению в реакторе. В отпарном участке аммиак и диоксид углерода отделяют от инертного пара. В таком отпарном участке в качестве абсорбента применяют образующийся раствор карбамата, извлекаемый из расположенной ниже по потоку системы извлечения. Для того, чтобы раствор мочевины, извлекаемый из отпарной колонны на этом участке синтеза, можно было обрабатывать в одной системе извлечения, расположенной ниже по потоку относительно отпарной колонны, раствор мочевины должен иметь концентрацию мочевины, составляющую по меньшей мере 45% масс. и предпочтительно по меньшей мере 50% масс. Участок извлечения включает нагреватель, сепаратор жидкость/газ и конденсатор. Давление на участке извлечения составляет от 200 до 600 кПа. В нагревателе участка извлечения основную часть аммиака и диоксида углерода отделяют от водной фазы, содержащей мочевину, нагреванием раствора мочевины. Обычно в качестве теплоносителя применяют водяной пар. Водную фазу, содержащую мочевину, которая содержит небольшое количество растворенного аммиака и диоксида углерода, извлекают из участка извлечения и направляют в расположенную ниже по потоку секцию обработки мочевины, в которой раствор мочевины концентрируют испарением воды из раствора.A frequently used process for the production of urea with gas recovery is a method involving stripper stripping of carbon dioxide, which is discussed, for example, in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, volume A27, 1996, pages 333-350. In this method, one or more extraction sites are installed after the synthesis section. The synthesis section includes a reactor, a stripping column, a condenser and a scrubber, in which the operating pressure is from 12 to 18 MPa and preferably from 13 to 16 MPa. In the synthesis section, the urea solution withdrawn from the urea synthesis reactor is sent to a stripping column, in which a large amount of unreacted ammonia and carbon dioxide is recovered from the aqueous urea solution. Such a stripper may be a shell-and-tube heat exchanger in which the urea solution is sent to the top of the tube space and the carbon dioxide to be synthesized is fed to the bottom of the stripper. Water vapor is directed into the annular space to heat the solution. The urea solution is removed from the bottom of the heat exchanger, while the vapor phase is removed from the top of the stripper. The vapors recovered from the stripper contain ammonia, carbon dioxide and a small amount of water. The vapors are condensed in a falling film heat exchanger or in an immersed tube condenser (immersion condenser), which can be a horizontal or vertical installation. The immersed horizontal heat exchanger is discussed in Ulman's Encyclopedia of Chemical Engineering, volume A27, 1996, pp. 333-350. The heat released in the condenser during the exothermic condensation reaction of the carbamate is typically used to produce steam, which is used downstream of the urea processing station to heat and concentrate the urea solution. Since the liquid is in the immersion type condenser for a certain residence time, the urea reaction partially takes place already in the condenser. The resulting solution containing condensed ammonia, carbon dioxide, water and urea, along with uncondensed ammonia, carbon dioxide and inert vapors, is sent to the reactor. In the reactor, the above reaction of the conversion of carbamate to urea reaches equilibrium. The molar ratio of ammonia to carbon dioxide in the urea solution withdrawn from the reactor is typically 2.5 to 4 mol/mol. The condenser and reactor can also be combined as one piece of equipment. One example of such combined equipment is discussed in Ulman's Encyclopedia of Chemical Engineering, volume A27, 1996, pp. 333-350. The resulting urea solution, extracted from the urea synthesis reactor, is fed into the stripping column, and inert vapors containing uncondensed ammonia and carbon dioxide are sent to the stripping section operating at a pressure close to the pressure in the reactor. In the stripping section, ammonia and carbon dioxide are separated from the inert steam. In such a stripper, the resulting carbamate solution recovered from the downstream recovery system is used as the absorbent. In order for the urea solution recovered from the stripper in this section of the synthesis to be processed in a single recovery system downstream of the stripper, the urea solution must have a urea concentration of at least 45% by weight. and preferably at least 50% of the mass. The extraction section includes a heater, a liquid/gas separator, and a condenser. The pressure at the extraction site is from 200 to 600 kPa. In the recovery section heater, most of the ammonia and carbon dioxide are separated from the aqueous phase containing urea by heating the urea solution. Water vapor is usually used as the heat transfer medium. An aqueous phase containing urea, which contains a small amount of dissolved ammonia and carbon dioxide, is removed from the recovery section and sent to a downstream urea processing section in which the urea solution is concentrated by evaporating the water from the solution.

Изобретение не ограничено каким-либо конкретным способом получения мочевины. Другие способы могут включать способы, основанные на такой методике, как способ НЕС, созданный Urea Casale, способ ACES, созданный Toyo Engineering Corporation, и способ, разработанный Snamprogetti. Как эти, так и другие способы могут быть осуществлены до выполнения способа окончательной обработки мочевины согласно изобретению.The invention is not limited to any particular method for producing urea. Other methods may include methods based on methodology such as the HEC method developed by Urea Casale, the ACES method developed by Toyo Engineering Corporation, and the method developed by Snamprogetti. Both these and other methods may be carried out prior to carrying out the urea finishing process according to the invention.

Получение мочевины обычно включает этап окончательной обработки, в котором расплав мочевины превращают в требуемую порошкообразную форму, обычно любым из следующих способов: отверждением расплавов разбрызгиванием, гранулированием и окомковыванием. Для получения гранулята МСА согласно изобретению любая предварительно полученная твердая мочевина может быть повторно расплавлена, смешана с СА и подвергнута гранулированию. Предпочтительно, смешивание с СА производят в расплаве мочевины, который непосредственно извлекают из установки получения мочевины, до проведения окончательной обработки. Предпочтительным способом окончательной обработки мочевины, который предпочтительно применяют согласно настоящему изобретению для гранулирования продуктов, содержащих мочевину, включая МСА, является гранулирование в псевдоожиженном слое. Согласно этому способу, расплав мочевины распыляют на гранулы, которые по мере осуществления способа увеличиваются в размерах. Термин "расплав мочевины" известен в данной области техники и относится к мочевине, содержащей менее 10% масс. воды, например, менее 5% масс. воды и предпочтительно до 1,5% масс. воды (и обычно, как указано выше, мочевина включает биурет). Концентрирование мочевины обычно проводят при высоких температурах и субатмосферных давлениях. Обычно концентрирование раствора мочевины до достижения требуемого содержания влаги в безводном расплаве мочевины производят в участке концентрирования, включающем один или последовательность из одного или более концентраторов, соединенных последовательно.The production of urea typically includes a finishing step in which the urea melt is converted into the desired powder form, typically by any of the following methods: spray solidification, granulation, and pelletizing. To obtain the UCA granulate according to the invention, any previously obtained solid urea can be remelted, mixed with CA and subjected to granulation. Preferably, the CA blending is carried out in the urea melt, which is directly withdrawn from the urea plant, prior to finishing. A preferred urea finishing process, which is preferably used in accordance with the present invention for granulating urea-containing products, including MCA, is fluid bed granulation. According to this method, the urea melt is sprayed onto granules, which increase in size as the method progresses. The term "urea melt" is known in the art and refers to urea containing less than 10 wt. water, for example, less than 5% of the mass. water and preferably up to 1.5% of the mass. water (and usually, as stated above, urea includes biuret). The concentration of urea is usually carried out at high temperatures and subatmospheric pressures. Usually, the concentration of the urea solution to achieve the desired moisture content in the anhydrous urea melt is carried out in the concentration section, which includes one or a sequence of one or more concentrators connected in series.

Гранулирование предпочтительно производят в грануляторе с псевдоожиженным слоем. Такой гранулятор обычно включает отверстие для впуска затравочных частиц, отверстие для выпуска гранулированных продуктов, перфорированную нижнюю пластину для распределения ожижающего воздуха и отверстие для выпуска газа. Для соответствия способу согласно изобретению предпочтительный гранулятор дополнительно включает одну или более секций, расположенных между отверстием для впуска затравочных частиц и отверстием для выпуска гранулированных продуктов. Каждая секция содержит по меньшей мере одну или более форсунок, предпочтительно серию из 30 или более форсунок, для распыления суспензии или расплава мочевины, МСА или другой подходящей гранулирующей жидкости, содержащей продукт-мочевину, в секции гранулирования. Могут быть применены форсунки различных типов. В частности, один тип форсунок генерирует капли, другой тип форсунок служит для подачи суспензии или расплава в псевдоожиженный слой, поддерживаемый в секции гранулирования, в виде пленки. Гранулятор сконструирован таким образом, что частицы перемещаются от его впускного отверстия до его выпускного отверстия и при этом увеличиваются в размерах на пути от впускного отверстия до выпускного отверстия. В способе согласно изобретению подаваемый поток представляет собой суспензию.The granulation is preferably carried out in a fluid bed granulator. Such a granulator typically includes a seed particle inlet, a granular product outlet, a perforated bottom plate for distributing fluidizing air, and a gas outlet. To suit the process of the invention, the preferred granulator further comprises one or more sections located between the seed particle inlet and the granular product outlet. Each section contains at least one or more nozzles, preferably a series of 30 or more nozzles, for spraying a slurry or melt of urea, MCA or other suitable granulating liquid containing a urea product in the granulating section. Various types of nozzles can be used. In particular, one type of nozzle generates droplets, the other type of nozzle serves to feed the suspension or melt into the fluidized bed maintained in the granulation section in the form of a film. The granulator is designed in such a way that the particles move from its inlet to its outlet and increase in size on the way from the inlet to the outlet. In the process according to the invention, the feed stream is a slurry.

Концентрация СА в суспензии согласно изобретению превышает 12% масс., предпочтительно превышает 14% масс., предпочтительно превышает 16% масс., более предпочтительно превышает 18% масс., более предпочтительно превышает 20% масс., более предпочтительно превышает 22% масс.и наиболее предпочтительно превышает 25% масс. Концентрация СА в суспензии не превышает 50% масс., предпочтительно не превышает 45% масс., более предпочтительно не превышает 40% масс., наиболее предпочтительно не превышает 35% масс.The concentration of CA in the suspension according to the invention is greater than 12 wt. %, preferably greater than 14 wt. %, preferably greater than 16 wt. %, more preferably greater than 18 wt. %, more preferably greater than 20 wt. The concentration of SA in the suspension does not exceed 50% wt., preferably does not exceed 45% wt., more preferably does not exceed 40% wt., most preferably does not exceed 35% wt.

Следует понимать, что ниже по потоку относительно последней секции гранулирования гранулятор с псевдоожиженным слоем согласно изобретению может включать одну или более дополнительных секций, не применяемых для подачи гранулирующей жидкости. Обычно они включают секцию охлаждения.It should be understood that downstream of the last granulation section, the fluidized bed granulator according to the invention may include one or more additional sections not used to supply the granulating liquid. They usually include a cooling section.

Сульфат аммония (СА) может быть получен из любого источника. В одном из представляющих интерес примеров осуществления СА получают нейтрализацией аммиака, получаемого при окончательной обработке мочевины. В этом отношении следует отметить документ US 2013/0319060. Другим примером согласно предшествующему уровню техники, который состоит в нейтрализации отходящего газа, содержащего NH3, серной кислотой с последующим образованием МСА, является документ US 2012/0240649. В другом представляющем интерес примере осуществления, полезном с экономической точки зрения, СА получают в виде побочного продукта или в другом способе, таком как получение капролактама, или при обессеривании угля. В традиционных способах гранулирования мочевины отходящие газы и конденсаты, извлекаемые из испарительной установки для мочевины, направляют в этапы дополнительной обработки (в установку плавления мочевины), и их необходимо обрабатывать/повторно обрабатывать, затрачивая на это существенные усилия и относительно большое количество энергии. Согласно настоящему изобретению, газы и конденсаты, отходящие из испарительной секции для МСА, содержащие большое количество NH3, предпочтительно направляют в секцию промывки от пыли и NH3. Здесь NH3 просто нейтрализуют, получая СА, т.е. превращают в сульфат аммония по реакции с серной кислотой.Ammonium sulfate (SA) can be obtained from any source. In one interesting embodiment, CA is obtained by neutralizing ammonia from the final treatment of urea. Noteworthy in this regard is US 2013/0319060. Another example according to the prior art, which consists in neutralizing the off-gas containing NH 3 with sulfuric acid, followed by the formation of MCA, is US 2012/0240649. In another interesting embodiment, useful from an economic point of view, CA is produced as a by-product either in another process such as caprolactam production or coal desulfurization. In conventional urea granulation processes, off-gases and condensates recovered from the urea flash plant are sent to post-treatment steps (urea melter) and need to be treated/re-treated with considerable effort and a relatively large amount of energy. According to the present invention, gases and condensates leaving the evaporator section for MCA, containing a large amount of NH 3 , are preferably sent to the dust and NH 3 washing section. Here, NH 3 is simply neutralized to give CA, i.e. converted to ammonium sulfate by reaction with sulfuric acid.

Следует понимать, что, поскольку целью изобретения является получение МСА, то идея получения СА из аммиака, извлекаемого (например, промывкой) из испарительной секции, представляет собой очень эффективное применение газов и конденсатов, отходящих из испарительной секции. Это снижает количество отдельно добавляемого СА.It should be understood that since the purpose of the invention is to produce MCA, the idea of obtaining CA from ammonia recovered (eg, by flushing) from the flash section is a very efficient use of gases and condensates effluent from the flash section. This reduces the amount of separately added SA.

Может быть применен гранулятор с псевдоожиженным слоем любого подходящего типа и любой подходящий способ гранулирования в псевдоожиженном слое. Как известно в данной области техники, гранулирующая жидкость может быть нанесена различными способами. Обычно эту жидкость предоставляют в виде пылевидных капель или в виде распыляемой пленки. Следует понимать, что текучие среды для гранулирования применяют при достаточно высокой температуре, при которой они в действительности находятся в жидком состоянии. Как известно в данной области техники, температура гранулирующей жидкости при гранулировании мочевины составляет от 132°С до 140°С. Поскольку присутствие сульфата аммония снижает температуру кристаллизации гранулирующей жидкости, характерные температуры гранулирующей жидкости при гранулировании МСА составляют от 118°С до 140°С.Any suitable type of fluid bed granulator and any suitable fluid bed granulation method may be used. As is known in the art, the granulating liquid can be applied in a variety of ways. Usually this liquid is provided in the form of dusty droplets or in the form of a spray film. It should be understood that granulation fluids are used at a sufficiently high temperature that they are in fact in a liquid state. As is known in the art, the temperature of the granulating liquid in urea granulation is between 132°C and 140°C. Since the presence of ammonium sulfate lowers the crystallization temperature of the granulating liquid, typical granulating liquid temperatures during MCA granulation are from 118°C to 140°C.

Второй аспект изобретения относится к гранулятору (40) с псевдоожиженным слоем, в котором главное продольное направление проходит от затравочного конца, в котором происходит инициирование гранулирования, до конца для выгрузки продукта, в котором происходит извлечение гранул из гранулятора (40) с псевдоожиженным слоем, где гранулятор включает:The second aspect of the invention relates to a fluidized bed granulator (40), in which the main longitudinal direction extends from the seed end, in which granulation initiation occurs, to the product discharge end, in which the granules are removed from the fluidized bed granulator (40), where the granulator includes:

по меньшей мере одну секцию (45, 45', 45'') с псевдоожиженным слоем;at least one section (45, 45', 45'') with a fluidized bed;

секцию (42a-42f) впрыска и секцию гранулирования, разделенные нижней пластиной, включающей одну или более инжекционных форсунок;an injection section (42a-42f) and a granulation section separated by a bottom plate including one or more injection nozzles;

средства подачи гранулируемого материала, включающие по меньшей мере главный питающий трубопровод (31) и один или более инжекционных питающих трубопроводов (41a-41f), отходящих от главного питающего трубопровода (31), каждый из которых соединен гидравлическим соединением с одной или более инжекционными форсунками;means for supplying granulated material, including at least the main supply pipeline (31) and one or more injection supply pipelines (41a-41f) extending from the main supply pipeline (31), each of which is connected by a hydraulic connection with one or more injection nozzles;

где один или более выпускных трубопроводов (51, 52) соединены гидравлическим соединением с инжекционным питающим трубопроводом (41a-41f) ниже по потоку относительно одной или более инжекционных форсунок.where one or more outlet pipelines (51, 52) are connected by a hydraulic connection to the injection supply pipeline (41a-41f) downstream of one or more injection nozzles.

Выпускные трубопроводы служат для транспортировки части подаваемого материала мимо инжекционных форсунок. В результате в инжекционных питающих трубопроводах и выпускных трубопроводах может поддерживаться минимальная скорость.Outlet pipelines are used to transport part of the feed material past the injection nozzles. As a result, a minimum velocity can be maintained in the injection feed lines and exhaust lines.

Согласно одному из примеров осуществления, возвратные трубопроводы соединяют выпускное отверстие инжекционного питающего трубопровода с точкой, расположенной выше по потоку относительно гранулятора. Это дает благоприятный эффект, поскольку подаваемый материал предположительно является кондиционным, и если его не гранулируют, то это с большой вероятностью приводит к потерям исходного сырья. Кроме того, возврат исходного сырья повышает стабильность способа.In one exemplary embodiment, the return lines connect the outlet of the injection feed line to a point upstream of the granulator. This has the advantageous effect that the feed material is expected to be conditioned and if it is not granulated it is likely to result in wastage of the feedstock. In addition, the return of the feedstock increases the stability of the process.

Для регулирования возвращаемой части может быть применена ограничительная диафрагма (ограничительное отверстие) или клапан. Согласно одному из примеров осуществления изобретения, гранулятор с псевдоожиженным слоем дополнительно включает ограничительную диафрагму, подходящую для регулирования потока, пропускаемого через возвратный трубопровод. Установка ограничительной диафрагмы на возвратном трубопроводе не обязательна, но она может регулировать поток просто за счет повышения и понижения давления. Согласно одному из примеров осуществления, ограничительную диафрагму располагают между инжектором и возвратным трубопроводом.A restrictive orifice (restriction orifice) or valve can be used to regulate the return part. According to one embodiment of the invention, the fluidized bed granulator further includes a restrictive orifice suitable for controlling the flow through the return line. It is not necessary to install a restrictive orifice on the return line, but it can control the flow simply by increasing and decreasing the pressure. According to one embodiment, a restrictive orifice is placed between the injector and the return line.

Согласно одному из примеров осуществления изобретения, возвратный трубопровод включает основной возвратный трубопровод и совокупность инжекционных возвратных трубопроводов, сливающихся с одним основным возвратным трубопроводом. Это повышает стабильность способа, поскольку в совокупности инжекционных питающих трубопроводов и инжекционных возвратных трубопроводов наиболее вероятно засорение одного из трубопроводов. Они представляют собой самые мелкие трубопроводы, в которых обычно поддерживается низкая скорость подаваемого материала. Засорение одного инжекционного питающего трубопровода или инжекционного возвратного трубопровода не окажет значительного негативного влияния на давление или поток через основной питающий трубопровод или основной возвратный трубопровод, позволяя другим инжекционным питающим и инжекционным возвратным трубопроводам оставаться в рабочем состоянии. При этом, давление в этих трубопроводах будет слегка повышаться, что будет нивелировать эффект засорения одного трубопровода. Это позволяет стабилизировать работу установки.According to one exemplary embodiment of the invention, the return line includes a main return line and a plurality of injection return lines merging into one main return line. This increases the stability of the process, since in the combination of injection supply pipelines and injection return pipelines, one of the pipelines is most likely to become clogged. They are the smallest pipelines that typically maintain a low feed velocity. Clogging of one injection supply line or injection return line will not significantly adversely affect pressure or flow through the main supply line or main return line, while allowing the other injection supply lines and injection return lines to remain operational. At the same time, the pressure in these pipelines will slightly increase, which will neutralize the effect of clogging one pipeline. This allows you to stabilize the operation of the installation.

В другом предпочтительном примере осуществления каждый инжекционный возвратный трубопровод включает ограничительную диафрагму или клапан. Предпочтительно регулировать работу каждой секции и каждого трубопровода гранулятора с псевдоожиженным слоем по отдельности. Общим возвращаемым потоком можно управлять как суммой потоков индивидуальных инжекционных возвратных трубопроводов.In another preferred embodiment, each injection return line includes a restrictive orifice or valve. It is preferable to control the operation of each section and each pipeline of the fluidized bed granulator separately. The total return flow can be controlled as the sum of the flows of the individual injection return lines.

В другом предпочтительном примере осуществления каждый инжекционный питающий трубопровод один раз проходит через нижнюю пластину. В другом предпочтительном примере осуществления инжекционный питающий трубопровод и инжекционные возвратные трубопроводы по существу являются прямыми. При гранулировании раствора мочевины обычно применяют инжекционные трубопроводы, имеющие несколько проходов под нижней пластиной. Это предпочтительно для растворов. Однако при работе с суспензиями изгибы приводят к ускоренному образованию осадков и затрудненной очистке. Прямая конструкция инжекционного питающего трубопровода и выпускного или возвратного трубопровода снижает риск засорения. Кроме того, такой трубопровод может быть с большей легкостью прочищен промывкой или продувкой. В этом случае требуется большее количество инжекционных питающих трубопроводов и возвратных трубопроводов на то же количество форсунок по сравнению с установкой с множественными проходами, но при этом снижается нагрузка в каждом инжекционном питающем и выпускном или возвратном трубопроводе. Инжекционные питающие трубопроводы предпочтительно распределяют вдоль продольного направления гранулятора. Это позволяет модифицировать форсунки и условия их работы для оптимизации роста гранул.In another preferred embodiment, each injection feed line passes once through the bottom plate. In another preferred embodiment, the injection supply line and the injection return lines are substantially straight. When granulating the urea solution, injection pipes are usually used, having several passages under the bottom plate. This is preferred for solutions. However, when working with slurries, bends lead to accelerated sedimentation and difficult cleaning. The straight design of the injection supply line and the outlet or return line reduces the risk of clogging. In addition, such a pipeline can be more easily cleaned by flushing or blowing. In this case, more injection feed lines and return lines are required for the same number of nozzles compared to a multi-pass plant, but the load in each injection feed line and outlet or return line is reduced. The injection feed lines are preferably distributed along the longitudinal direction of the granulator. This allows you to modify the nozzles and their operating conditions to optimize the growth of the granules.

Согласно одному из примеров осуществления, выпускной трубопровод соединяет выпускное отверстие инжектора со смесительным барабаном. Более предпочтительно, этот выпускной трубопровод представляет собой возвратный трубопровод, и смесительный барабан подходит для смешивания свежего и возвращаемого подаваемого материала и для его повторного введения в гранулятор.According to one embodiment, an exhaust pipe connects the injector outlet to the mixing drum. More preferably, this outlet conduit is a return conduit and the mixing drum is suitable for mixing fresh and recycled feed material and for reintroducing it to the granulator.

Согласно другому примеру осуществления, контейнер, в который возвращают подаваемый материал, представляет собой концентрирующую или испарительную установку. Это позволяет избежать накопления воды и летучих компонентов в результате возврата потока. Однако, принимая во внимание низкое содержание летучих компонентов и малую величину возвращаемого потока, это обычно не требуется. Кроме того, указанная операция позволяет уменьшать количество этапов способа.According to another embodiment, the container into which the feed material is returned is a concentration or evaporation plant. This avoids the accumulation of water and volatiles as a result of the flow return. However, given the low volatile content and low return flow, this is usually not required. Moreover, said operation makes it possible to reduce the number of method steps.

Согласно другому примеру осуществления, контейнер, в который возвращают подаваемый материал, представляет собой резервную емкость. Резервная емкость представляет собой резервуар, подходящий для сбора материала, подаваемого в способ во время текущего ремонта или очистки оборудования, применяемого в способе. Применение резервной емкости в качестве контейнера для возвращаемого потока обычно приводит к более высоким эксплуатационным расходам по сравнению с применением смесительного барабана. Однако он имеет низкую стоимость монтируемого оборудования. Кроме того, его наличие позволяет адаптировать способы гранулирования в псевдоожиженном слое для использования растворов мочевины согласно изобретению. Такие способы обычно включают резервную емкость на случай неотложных остановок производства и текущего ремонта. Таким образом, существующие грануляторы могут быть усовершенствованы в соответствии с настоящим изобретением. Если подаваемый материал представляет собой суспензию, которая остается в покое в течение значительного периода времени в резервуаре или контейнере, то для предотвращения образования осадка, перед возвратом суспензии в средства подачи может потребоваться перемешивание.According to another embodiment, the container into which the feed material is returned is a reserve container. The reserve tank is a reservoir suitable for collecting material fed into the process during maintenance or cleaning of the equipment used in the process. The use of a reserve vessel as a container for the return flow usually results in higher operating costs compared to the use of a mixing drum. However, it has a low cost of mounted equipment. In addition, its presence allows fluidized bed granulation methods to be adapted to use the urea solutions according to the invention. Such methods usually include reserve capacity in case of emergency shutdowns of production and routine maintenance. Thus, existing granulators can be improved in accordance with the present invention. If the feed material is a slurry that remains undisturbed for a significant period of time in a tank or container, agitation may be required before returning the slurry to the feed means to prevent sedimentation.

Согласно одному из примеров осуществления, возвратные трубопроводы могут быть применены для вымывания осадка и отложений, которые накапливаются в оборудовании, во время проведения текущего ремонта или очистки. Это позволяет быстрее и проще выполнять очистку, что снижает затраты и время простоя гранулятора.According to one embodiment, return piping can be used to flush out sediment and deposits that accumulate in equipment during maintenance or cleaning. This allows faster and easier cleaning, which reduces costs and downtime of the granulator.

Третий аспект изобретения относится к применению гранулятора с псевдоожиженным слоем для гранулирования суспензии, причем риск образования осадка при гранулировании сильно снижен.A third aspect of the invention relates to the use of a fluid bed granulator for granulating a slurry, wherein the risk of sedimentation during granulation is greatly reduced.

Гранулятор с псевдоожиженным слоем согласно изобретению может быть применен для обработки жидкостей, суспензий и других смесей, таких как дисперсии. Если текучая среда захватывает частицы, склонные к осаждению, то в этом случае обеспечиваются полезные эффекты, связанные с осаждением.The fluid bed granulator according to the invention can be used to process liquids, suspensions and other mixtures such as dispersions. If the fluid captures particles prone to settling, then beneficial effects associated with settling are provided.

Согласно одному из примеров осуществления, суспензия включает мочевину. В другом предпочтительном примере осуществления суспензия включает сульфат аммония. В наиболее предпочтительном примере осуществления суспензия включает мочевину-сульфат аммония (МСА).According to one embodiment, the suspension comprises urea. In another preferred embodiment, the suspension comprises ammonium sulfate. In the most preferred embodiment, the suspension comprises urea-ammonium sulfate (ISA).

Суспензию на основе мочевины, включающую нерастворимый твердый материал, затем отверждают, получая твердые грануляты, посредством пропускания суспензии через средства распыления, включающие по меньшей мере одну форсунку гранулятора с псевдоожиженным слоем. Форсунка может представлять собой любую форсунку, которая подходит для соответствующего гранулятора. Например, хорошие результаты были получены при применении гранулятора UFT, снабженного распылительными форсунками ВЕТЕ спирального типа (BETE Fog Nozzle, Inc., Greenfield, США) и/или распылительными форсунками типа HFT (ЕР 1701798 В1, 2005, Yara International ASA), при рабочем давлении, составляющем приблизительно 0,5 бар (что составляет 5⋅104 Па), и расходе, составляющем приблизительно 10 литров/мин. Следует отметить, что такие форсунки работают при гораздо более низком давлении, чем форсунки, рассмотренные в документе US 4330319 (Cominco Ltd, 1982), для которых требуется перепад давлений, составляющий по меньшей мере приблизительно 200 кПа (2 бар). Применение более низкого давления является преимуществом, поскольку для распыления расплава требуется меньшее количество энергии.The urea-based slurry comprising the insoluble solid material is then solidified into solid granules by passing the slurry through a spray means comprising at least one nozzle of a fluid bed granulator. The nozzle may be any nozzle that is suitable for the respective granulator. For example, good results have been obtained using a UFT granulator equipped with BETE spiral type spray nozzles (BETE Fog Nozzle, Inc., Greenfield, USA) and/or HFT type spray nozzles (EP 1701798 B1, 2005, Yara International ASA), at an operating pressure of approximately 0.5 bar (which is 5×10 4 Pa) and a flow rate of approximately 10 liters/min. It should be noted that such nozzles operate at a much lower pressure than the nozzles discussed in US 4,330,319 (Cominco Ltd, 1982), which require a pressure drop of at least about 200 kPa (2 bar). The use of a lower pressure is an advantage since less energy is required to atomize the melt.

Четвертый аспект изобретения относится к способу уменьшения засорения секции впрыска в грануляторе с псевдоожиженным слоем, включающем по меньшей мере одну секцию с псевдоожиженным слоем, в котором главное продольное направление проходит от затравочного конца, в котором происходит инициирование гранулирования, до конца для выгрузки продукта, в котором происходит извлечение гранул из гранулятора с псевдоожиженным слоем, секцию впрыска и секцию гранулирования, разделенные нижней пластиной, включающей одну или более инжекционных форсунок; при этом в секцию впрыска гранулятора с псевдоожиженным слоем направляют подаваемую суспензию, и первую фракцию подаваемой суспензии, направляемой в секцию впрыска, вводят в секцию гранулирования через одну или более инжекционных форсунок, и вторую фракцию подаваемой суспензии, которая представляет собой оставшуюся часть подаваемой суспензии, пропускают через секцию впрыска, а не вводят в секцию гранулирования. За счет ввода только первой фракции подаваемой суспензии и удаления второй фракции подаваемой суспензии подаваемая суспензия не застаивается вблизи инжекционных форсунок. В результате резко снижается вероятность закупоривания инжекционных форсунок, в которых наиболее вероятно протекание осаждения и засорения.A fourth aspect of the invention relates to a method for reducing clogging of an injection section in a fluidized bed granulator, comprising at least one fluidized bed section, in which the main longitudinal direction extends from a priming end in which granulation is initiated to a product discharge end in which granules are removed from the fluidized bed granulator, an injection section and a granulation section separated by a bottom plate including one or more injection nozzles ; at the same time, the feed suspension is directed to the injection section of the fluidized bed granulator, and the first fraction of the feed suspension sent to the injection section is introduced into the granulation section through one or more injection nozzles, and the second fraction of the feed suspension, which is the remainder of the feed suspension, is passed through the injection section, and not injected into the granulation section. By introducing only the first fraction of the feed slurry and removing the second fraction of the feed slurry, the feed slurry does not stagnate in the vicinity of the injection nozzles. As a result, the likelihood of clogging of the injection nozzles, which are most likely to be deposited and clogged, is dramatically reduced.

Существующие грануляторы с псевдоожиженным слоем и способы, осуществляемые в псевдоожиженном слое, могут быть адаптированы для воплощения способа согласно четвертому аспекту таким образом, чтобы вторая фракция подаваемой суспензии была удалена из секции впрыска. Это резко снижает вероятность закупоривания и осаждения внутри оборудования.Existing fluidized bed granulators and fluidized bed processes can be adapted to implement the method of the fourth aspect such that a second fraction of the feed slurry is removed from the injection section. This drastically reduces the chance of plugging and settling inside the equipment.

Изобретение дополнительно рассмотрено с помощью нижеследующих неограничивающих примеров, которые дополнительно иллюстрируют изобретение, но не ограничивают объем настоящего изобретения и не должны интерпретироваться как ограничивающие.The invention is further discussed with the help of the following non-limiting examples, which further illustrate the invention, but do not limit the scope of the present invention and should not be interpreted as limiting.

Ниже настоящее изобретение рассмотрено более подробно с помощью неограничивающих примеров.Below, the present invention is discussed in more detail using non-limiting examples.

ОПИСАНИЕ ПРИМЕРОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯDESCRIPTION OF EXAMPLES OF CARRYING OUT THE INVENTION

Пример 1 (Предшествующий уровень техники)Example 1 (Prior Art)

Система подачи расплава мочевины в гранулятор, такая как система, известная согласно предшествующему уровню техники, представлена на Фиг. 1. Гранулы мочевины получают в грануляторе 40 с псевдоожиженным слоем. Расплав мочевины представляет собой гомогенную жидкость, включающую только растворимые добавки. Подаваемый раствор 11, включающий мочевину, воду и растворимые добавки, направляют в испарительную установку 10. В ней воду удаляют из расплава мочевины испарением. Оставшийся раствор, содержащий растворимые добавки в расплавленной мочевине, через трубопровод 12 питающего насоса направляют в питающий насос 30, который перекачивает расплав мочевины в основной инжекционный питающий трубопровод 31. Основной инжекционный питающий трубопровод распределяет расплав мочевины в один или более питающих трубопроводов 41a-41f инжекционных секций. Через каждый из питающих трубопроводов инжекционной секции производят подачу расплава мочевины в определенную часть секции 42a-42f впрыска гранулятора с псевдоожиженным слоем. Из секций впрыска расплав мочевины впрыскивают в секции 45, 45', 45'' с псевдоожиженным слоем через инжекционные пластины. Каждый питающий трубопровод инжекционной секции может один или более раз проходить через секцию впрыска. В этом примере каждый питающий трубопровод инжекционной секции имеет перегибы 43a-43f, которые образуют два прохода через инжекционные секции. На конце питающего трубопровода инжекционной секции имеется концевая заглушка 44а-44f. Основной инжекционный питающий трубопровод 31 соединен с резервной емкостью 60 через питающий трубопровод 33 резервной емкости. Управление питающим трубопроводом 33 резервной емкости осуществляется посредством клапана 32. Резервную емкость применяют для опустошения системы подачи материала в гранулятор во время остановки гранулятора, например, для очистки или текущего ремонта. При запуске гранулятора насос 70 резервной емкости возвращает содержимое резервной емкости в испарительную установку 10 через возвратные трубопроводы 61 и 71. Поскольку мочевина находится в расплавленном состоянии и содержит только растворимые добавки, в питающих трубопроводах не образуются осадки или отложения. Такая система подачи материала в гранулятор подходит для растворов.The urea melt supply system to the granulator, such as the system known in the prior art, is shown in FIG. 1. Urea granules are produced in a 40 fluid bed granulator. The urea melt is a homogeneous liquid containing only soluble additives. The feed solution 11, including urea, water and soluble additives, is sent to an evaporation unit 10. In this, water is removed from the urea melt by evaporation. The remaining solution containing soluble additives in the molten urea is fed through the feed pump conduit 12 to the feed pump 30, which pumps the urea melt into the main injection feed conduit 31. The main injection feed conduit distributes the urea melt into one or more feed conduits 41a-41f of the injection sections. Through each of the supply pipes of the injection section, the urea melt is supplied to a certain part of the injection section 42a-42f of the fluidized bed granulator. From the injection sections, the urea melt is injected into the fluidized bed sections 45, 45', 45'' through the injection plates. Each supply line to the injection section may pass through the injection section one or more times. In this example, each injection section feed line has kinks 43a-43f that form two passages through the injection sections. There is an end plug 44a-44f at the end of the supply line of the injection section. The main injection supply line 31 is connected to the reserve tank 60 through the supply line 33 of the reserve tank. The supply line 33 of the reserve tank is controlled by a valve 32. The reserve tank is used to empty the material supply system to the granulator during the shutdown of the granulator, for example, for cleaning or maintenance. When the granulator is started, the reserve tank pump 70 returns the contents of the reserve tank to the evaporation plant 10 through the return lines 61 and 71. Since the urea is in a molten state and contains only soluble additives, no sediment or deposits form in the supply lines. This material feeding system to the granulator is suitable for solutions.

Пример 2Example 2

Пример 2 включает применение описанной в Примере 1 системы подачи расплава мочевины в гранулятор для подачи суспензии МСА согласно изобретению. После добавления в расплав мочевины Примера 1 сульфата аммония (СА) в количестве 12% масс. или более образуется суспензия нерастворимых частиц СА, диспергированных в расплаве мочевины. Гранулирование суспензии быстро приводит к образованию осадка и отложений в трубопроводах, в частности, вблизи концевых заглушек 44a-44f и вдоль секции 42а-42f впрыска. Образование осадка приводит к повышению перепада давлений. Когда величина давления достигает приемлемого предельного значения, требуется очистить систему подачи материала в гранулятор. Это резко уменьшает период безотказной работы гранулятора. Увеличение перепада давлений в результате роста отложений и осадков в трубопроводах затрудняет регулирование способа. Это оказывает негативное влияние на однородность формы и размера гранул.Example 2 includes the use of the urea melt supply system described in Example 1 to a granulator for supplying an MCA slurry according to the invention. After adding to the urea melt of Example 1 ammonium sulfate (CA) in the amount of 12% of the mass. or more, a suspension of insoluble CA particles dispersed in the urea melt is formed. The granulation of the slurry quickly leads to the formation of sediment and deposits in the pipelines, in particular, near the end caps 44a-44f and along the injection section 42a-42f. The formation of a precipitate leads to an increase in the pressure drop. When the pressure value reaches an acceptable limit value, it is required to clean the material supply system to the granulator. This dramatically reduces the uptime of the granulator. The increase in pressure drop as a result of the growth of deposits and sediments in pipelines makes it difficult to control the method. This has a negative effect on the uniformity of the shape and size of the granules.

Пример 3Example 3

Пример 3 включает адаптацию рассмотренной в Примере 1 системы подачи расплава мочевины в гранулятор, применяемой для подачи суспензии МСА. Адаптированная система подачи материала в гранулятор представлена на Фиг. 2. Может быть произведена адаптация существующего гранулятора.Example 3 includes an adaptation of the urea melt feed system described in Example 1 to the granulator used to feed the UCA slurry. The adapted system for feeding material into the granulator is shown in Fig. 2. An adaptation of the existing granulator can be made.

Как показано на Фиг. 2, в испарительную установку 10 направляют подаваемый материал 11, включающий суспензию мочевины-сульфата аммония (МСА), включающую более 12% масс. сульфата аммония (СА) в расплаве мочевины. В установке производят испарение воды и других летучих компонентов. Оставшуюся суспензию перекачивают питающим насосом 30 в основной инжекционный трубопровод 31, который разветвляется на питающие трубопроводы 41a-41f инжекционных секций. По этим трубопроводам в инжекторы, находящиеся в секции 42a-42f впрыска гранулятора с псевдоожиженным слоем, обычно направляют 90% суспензии МСА. Адаптация включает добавление возвратного трубопровода 51 резервной емкости. Рассмотренные в Примере 1 концевые заглушки 44a-44f, находящиеся на конце каждого из питающих трубопроводов инжекционной секции, заменяют ограничительными диафрагмами 50a-50f. Ограничительные диафрагмы регулируют давление, скорость и фракцию, возвращаемую из каждого питающего трубопровода 41a-41f инжекционной секции в резервную емкость 60. Ограничительные диафрагмы 50a-50f сконструированы таким образом, чтобы возвращаемая фракция составляла приблизительно 10%. Количество возвращаемой фракции увеличивается по мере роста осадков и отложений в трубопроводах. Это приводит к тому, что минимальная скорость в питающем трубопроводе инжекционной секции превышает 0,5 м/с.As shown in FIG. 2, a feed 11 is sent to the evaporator 10, comprising a urea-ammonium sulfate (AMS) slurry comprising more than 12% of the mass. ammonium sulfate (SA) in the urea melt. The installation produces the evaporation of water and other volatile components. The remaining suspension is pumped by the feed pump 30 into the main injection line 31, which branches into the feed lines 41a-41f of the injection sections. These lines typically send 90% of the MCA slurry to the injectors in the injection section 42a-42f of the fluidized bed granulator. The adaptation includes the addition of a reserve tank return line 51. Considered in Example 1, the end plugs 44a-44f located at the end of each of the supply lines of the injection section are replaced by restrictive orifices 50a-50f. The restrictor orifices control the pressure, velocity, and fraction returned from each injection section feed line 41a-41f to storage vessel 60. The restrictor orifices 50a-50f are designed to return a fraction of approximately 10%. The amount of returned fraction increases with the growth of sediments and deposits in pipelines. This leads to the fact that the minimum velocity in the supply line of the injection section exceeds 0.5 m/s.

По сравнению с Примером 2, благодаря минимальной скорости суспензии в трубопроводах, риск образования осадков и отложений в системе подачи материала в гранулятор, в частности, в питающих трубопроводах инжекционных секций, сильно снижается. Удаление отложений и осадков промывкой системы может быть произведено быстрее. Это удлиняет период безотказной работы гранулятора. Адаптация также повышает однородность размера, формы и плотности получаемых гранул МСА. Кроме того, способ становится более стабильным. В случае частичного закупоривания отдельных трубопроводов происходит повышение давления суспензии в основном инжекционном трубопроводе и трубопроводах инжекционных секций. Это приводит к уменьшению количества впрыскиваемой суспензии и к уменьшению количества возвращаемой суспензии.Compared to Example 2, due to the minimum slurry velocity in the pipelines, the risk of sedimentation and deposits in the feed system of the material to the granulator, in particular in the supply pipelines of the injection sections, is greatly reduced. Removal of deposits and sediments by flushing the system can be done faster. This lengthens the uptime of the granulator. Adaptation also improves the uniformity in size, shape and density of the resulting MCA beads. In addition, the method becomes more stable. In the event of partial blockage of individual pipelines, the suspension pressure increases in the main injection pipeline and pipelines of the injection sections. This results in a reduction in the amount of injected suspension and a decrease in the amount of suspension returned.

Пример 4Example 4

В Примере 4 произведено усовершенствование относительно предыдущих примеров, которое состоит в ограничении возвратного цикла посредством добавления смесительного резервуара. Система подачи суспензий в гранулятор, включающая смесительный резервуар, представлена на Фиг. 3.Example 4 is an improvement over the previous examples, which consists in limiting the return cycle by adding a mixing tank. The system for feeding suspensions to the granulator, including a mixing tank, is shown in Fig. 3.

Как и в Примерах 2 и 3, подаваемый материал МСА направляют в испарительную установку 10, где испаряют воду и летучие компоненты. Оставшуюся суспензию направляют в смесительный резервуар 20. В смесительном резервуаре суспензию МСА, направляемую из испарительной установки 10, смешивают с суспензией, направляемой из возвратного трубопровода 52. Смешанную суспензию МСА перекачивают в основной инжекционный трубопровод 31, который разветвляется на питающие трубопроводы 41a-41f инжекционных секций. Питающие трубопроводы 41a-41f инжекционных секций имеют два прохода через секцию впрыска. Большую часть суспензии МСА вводят в секцию 42a-42f впрыска. Ограничительная диафрагма 50a-50f регулирует возвращаемую фракцию суспензии МСА, которая составляет приблизительно 10%. Эту фракцию суспензии МСА возвращают в смесительный резервуар 20 по возвратному трубопроводу 52 смесительного резервуара.As in Examples 2 and 3, the MCA feed is sent to the evaporation plant 10 where water and volatiles are evaporated. The remaining slurry is sent to the mixing tank 20. In the mixing tank, the MSA slurry sent from the flash unit 10 is mixed with the slurry sent from the return line 52. The mixed MSA slurry is pumped into the main injection line 31, which branches into the supply lines 41a-41f of the injection sections. The supply lines 41a-41f of the injection sections have two passages through the injection section. Most of the MCA slurry is injected into the injection section 42a-42f. The restrictive orifice 50a-50f controls the return fraction of the MCA slurry, which is approximately 10%. This fraction of the MCA slurry is returned to the mixing tank 20 via the mixing tank return line 52.

По сравнению с Примером 3 в этом примере сильно уменьшен размер возвратного цикла. Возвращаемую суспензию уже не направляют в резервную емкость 60, испарительную установку 10 и насос 70 резервной емкости. Это уменьшает эксплуатационные расходы. Кроме того, это снижает требования к нагрузке и размерам резервной емкости, насоса резервной емкости и испарительной установки.Compared to Example 3, this example greatly reduces the size of the return loop. The returned slurry is no longer sent to the reserve vessel 60, the evaporation plant 10 and the reserve vessel pump 70. This reduces operating costs. It also reduces the load and size requirements for the storage tank, storage tank pump, and evaporation plant.

Пример 5Example 5

Пример 5 включает систему подачи суспензий в гранулятор, которая аналогична системе Примера 4, а также включает удвоенное количество трубопроводов 41а-41l инжекционных секций, каждый из которых включает один проход через секцию впрыска. Эта система подачи материала в гранулятор представлена на Фиг. 4Example 5 includes a granulator slurry supply system that is similar to that of Example 4, and also includes twice the number of injection section lines 41a-41l, each including one pass through the injection section. This system for supplying material to the granulator is shown in Fig. 4

Как и в предыдущих Примерах 2, 3 и 4, производят гранулирование суспензии МСА. В этом примере уменьшено количество проходов каждого из питающих трубопроводов 41a-41f инжекционных секций, но увеличено количество питающих трубопроводов 41a-41f инжекционных секций. Количество инжекторов и основная конструкция гранулятора с псевдоожиженным слоем остаются прежними. Возвращаемую фракцию, составляющую приблизительно 10% от суспензии МСА, возвращают в смесительный резервуар 20, как и в Примере 4.As in the previous Examples 2, 3 and 4, produce a granulation suspension MSA. In this example, the number of passes of each of the supply lines 41a-41f of the injection sections is reduced, but the number of supply lines 41a-41f of the injection sections is increased. The number of injectors and the basic structure of the fluid bed granulator remain the same. The return fraction, which is approximately 10% of the MCA slurry, is returned to the mixing tank 20 as in Example 4.

По сравнению с Примером 4 в два раза уменьшен массовый расход в каждом трубопроводе инжекционных секций. Резко снижается перепад давлений, возникающий из-за образования осадков и отложений в каждом трубопроводе. Это уменьшает эксплуатационные расходы. Снижается влияние осадков, отложений и засорений единичного трубопровода на стабильность способа. Кроме того, засорение единичного трубопровода меньше влияет на размер, форму и плотность гранул. Это повышает однородность продукта. Удаление отложений с поверхности питающих трубопроводов инжекционных секций упрощается, благодаря упрощению промывки каждого из трубопроводов, снижению перепада давлений в каждом трубопроводе и наличию меньшего количества изгибов, очищать которые может быть затруднительно.Compared to Example 4, the mass flow in each pipeline of the injection sections is reduced by half. The pressure drop resulting from the formation of sediments and deposits in each pipeline is drastically reduced. This reduces operating costs. The influence of sediments, deposits and blockages of a single pipeline on the stability of the method is reduced. In addition, blockage of a single pipeline has less effect on the size, shape and density of the granules. This improves product uniformity. Removal of deposits from the surface of the supply lines of the injection sections is simplified due to the ease of flushing of each of the lines, the reduction of the pressure drop in each line, and the presence of fewer bends that can be difficult to clean.

Пример 6Example 6

Пример 6 включает такую же систему подачи материала в гранулятор, как и Пример 2. В этом примере удобрение представляет собой суспензию расплава мочевины, включающую вместо сульфата аммония элементарную серу. Технологические параметры адаптируют соответствующим образом.Example 6 includes the same granulator feed system as Example 2. In this example, the fertilizer is a urea melt slurry containing elemental sulfur instead of ammonium sulfate. Technological parameters are adapted accordingly.

Засорение оборудования при использовании мочевины, содержащей элементарную серу, происходит медленнее, чем в случае использования МСА, как в Примере 2. Однако засорение все еще остается значительным и развивается достаточно быстро. Поскольку элементарная сера находится в жидком состоянии, осаждение не наблюдается.Equipment fouling with urea containing elemental sulfur is slower than with MCA, as in Example 2. However, fouling is still significant and develops quite rapidly. Since elemental sulfur is in a liquid state, precipitation is not observed.

Пример 7Example 7

Пример 7 включает систему подачи материала в гранулятор, рассмотренную в Примере 5, и применение суспензии удобрения, включающей мочевину, содержащую элементарную серу, подобную суспензии Примера 6.Example 7 includes the granulator feed system discussed in Example 5 and the use of a fertilizer slurry containing elemental sulfur containing urea similar to that of Example 6.

В течение определенного периода работы наблюдали значительно меньшее засорение, чем в Примере 6. Кроме того, при поддержании максимально допустимого перепада давлений в инжекторе установка может оставаться в рабочем состоянии значительно дольше, чем в Примере 6.Significantly less fouling was observed during a certain period of operation than in Example 6. In addition, while maintaining the maximum allowable pressure drop in the injector, the installation can remain in operation much longer than in Example 6.

Claims (20)

1. Способ получения гранул удобрения посредством гранулирования подаваемой суспензии в грануляторе (40) с псевдоожиженным слоем, в котором главное продольное направление проходит от затравочного конца, в котором происходит инициирование гранулирования, до конца для выгрузки продукта, в котором из гранулятора с псевдоожиженным слоем извлекают гранулы удобрения, где гранулятор включает по меньшей мере одну секцию (45, 45', 45'') с псевдоожиженным слоем, имеющую секцию (42a-42f) впрыска и секцию гранулирования, разделенные нижней пластиной, включающей одну или более инжекционных форсунок, где подаваемую суспензию направляют в секцию (42a-42f) впрыска гранулятора (40) с псевдоожиженным слоем, причем способ отличается тем, что первую фракцию подаваемой суспензии, направляемую в секцию (42a-42f) впрыска, вводят в секцию гранулирования через одну или более инжекционных форсунок, а вторую фракцию подаваемой суспензии, которая представляет собой оставшуюся часть подаваемой суспензии, непрерывно пропускают через секцию (42a-42f) впрыска, но не вводят в секцию гранулирования и непрерывно возвращают в секцию (42a-42f) впрыска, предпочтительно после того, как ее смешивают с подаваемой суспензией.1. A method for producing fertilizer granules by granulating a feed slurry in a fluid bed granulator (40), in which the main longitudinal direction extends from a seed end where granulation is initiated to a product discharge end, in which fertilizer granules are removed from the fluid bed granulator, where the granulator includes at least one fluidized bed section (45, 45', 45'') having a section ( 42a-42f) an injection and a granulation section separated by a bottom plate comprising one or more injection nozzles, where the supplied suspension is sent to the injection section (42a-42f) of the granulator (40) with a fluidized bed, and the method is characterized in that the first fraction of the supplied suspension sent to the injection section (42a-42f) is introduced into the granulation section through one or more injections. injection nozzles, and the second fraction of the feed suspension, which is the remainder of the feed suspension, is continuously passed through the injection section (42a-42f), but is not introduced into the granulation section and is continuously returned to the injection section (42a-42f), preferably after it has been mixed with the feed suspension. 2. Способ по п. 1, в котором в секции впрыска гранулятора с псевдоожиженным слоем поддерживают предварительно заданную минимальную скорость подаваемой суспензии.2. The method of claim 1, wherein the injection section of the fluidized bed granulator is maintained at a predetermined minimum slurry feed rate. 3. Способ по п. 2, в котором в секции впрыска предварительно заданная минимальная скорость подаваемой суспензии составляет по меньшей мере 0,5 м/с, предпочтительно превышает 1,0 м/с, более предпочтительно превышает 2,0 м/с.3. The method of claim 2, wherein in the injection section, the predetermined minimum slurry feed velocity is at least 0.5 m/s, preferably greater than 1.0 m/s, more preferably greater than 2.0 m/s. 4. Способ по любому из пп. 1-3, в котором первая фракция подаваемой суспензии составляет от 70 до 99%, предпочтительно от 80 до 95%, более предпочтительно от 85 до 95% от общего количества подаваемой суспензии.4. The method according to any one of paragraphs. 1-3, in which the first fraction of the feed suspension is from 70 to 99%, preferably from 80 to 95%, more preferably from 85 to 95% of the total feed suspension. 5. Способ по любому из пп. 1-4, в котором вторая фракция подаваемой суспензии составляет от 1 до 30%, предпочтительно от 5 до 20%, более предпочтительно от 5 до 15% от общего количества подаваемого материала.5. The method according to any one of paragraphs. 1-4, in which the second fraction of the feed suspension is from 1 to 30%, preferably from 5 to 20%, more preferably from 5 to 15% of the total feed material. 6. Способ по любому из пп. 1-5, в котором подаваемая суспензия включает мочевину.6. The method according to any one of paragraphs. 1-5, wherein the feed slurry comprises urea. 7. Способ по любому из пп. 1-6, в котором подаваемая суспензия дополнительно включает одно или более из следующих веществ: сульфат аммония, дигидрофосфат кальция, фосфат аммония и соли калия.7. The method according to any one of paragraphs. 1-6, wherein the feed suspension further comprises one or more of the following: ammonium sulfate, calcium dihydrogen phosphate, ammonium phosphate, and potassium salts. 8. Способ по любому из пп. 1-7, в котором подаваемая суспензия включает мочевину и, в пересчете на массу мочевины, более 12% масс. сульфата аммония, предпочтительно более 20% масс. сульфата аммония.8. The method according to any one of paragraphs. 1-7, in which the supplied suspension includes urea and, in terms of the weight of urea, more than 12% of the mass. ammonium sulfate, preferably more than 20% of the mass. ammonium sulfate. 9. Гранулятор (40) с псевдоожиженным слоем для получения гранул удобрения, в котором главное продольное направление проходит от затравочного конца, в котором происходит инициирование гранулирования, до конца для выгрузки продукта, в котором гранулы удобрения извлекают из гранулятора (40) с псевдоожиженным слоем, где гранулятор включает:9. Fluidized bed granulator (40) for producing fertilizer granules, in which the main longitudinal direction extends from the seed end, in which granulation is initiated, to the product discharge end, in which fertilizer granules are removed from the fluidized bed granulator (40), where the granulator includes: по меньшей мере одну секцию (45, 45', 45'') с псевдоожиженным слоем, имеющую секцию (42a-42f) впрыска и секцию гранулирования, разделенные нижней пластиной, включающей одну или более инжекционных форсунок;at least one fluidized bed section (45, 45', 45'') having an injection section (42a-42f) and a granulation section separated by a bottom plate including one or more injection nozzles; средства подачи гранулируемого материала, включающие по меньшей мере главный питающий трубопровод (31) и один или более инжекционных питающих трубопроводов (41a-41f), отходящих от главного питающего трубопровода (31), каждый из которых соединен гидравлическим соединением с одной или более инжекционными форсунками;means for supplying granulated material, including at least the main supply pipeline (31) and one or more injection supply pipelines (41a-41f) extending from the main supply pipeline (31), each of which is connected by a hydraulic connection with one or more injection nozzles; один или более выпускных трубопроводов (51, 52), соединенных гидравлическим соединением с инжекционным питающим трубопроводом (41a-41f) ниже по потоку относительно одной или более инжекционных форсунок, где один или более выпускных трубопроводов (51, 52) представляют собой возвратные трубопроводы, соединенные гидравлическим соединением с точкой, расположенной выше по потоку относительно средств подачи, отличающийся тем, что гранулятор с псевдоожиженным слоем дополнительно включает по меньшей мере одну ограничительную диафрагму (50a-50f), подходящую для регулирования потока, направляемого через выпускной трубопровод (51, 52).one or more outlet pipelines (51, 52) hydraulically connected to the injection supply pipeline (41a-41f) downstream of one or more injection nozzles, where one or more outlet pipelines (51, 52) are return pipelines connected by hydraulic connection to a point located upstream of the supply means, characterized in that the fluidized bed granulator further includes at least one restrictive orifice (50a-50f) suitable for controlling the flow directed through the outlet conduit (51, 52). 10. Гранулятор с псевдоожиженным слоем по п. 9, в котором выпускной трубопровод (51, 52) включает основной выпускной трубопровод и совокупность выпускных трубопроводов, соединенных гидравлическим соединением с основным выпускным трубопроводом.10. The fluid bed granulator according to claim 9, wherein the outlet conduit (51, 52) includes a main outlet conduit and a plurality of outlet conduits hydraulically connected to the main outlet conduit. 11. Гранулятор с псевдоожиженным слоем по любому из пп. 9, 10, в котором каждый из выпускных трубопроводов (51, 52) включает по меньшей мере одну ограничительную диафрагму (50a-50l), подходящую для регулирования потока, направляемого через выпускной трубопровод (51, 52).11. Granulator fluidized bed according to any one of paragraphs. 9, 10, in which each of the outlet conduits (51, 52) includes at least one restrictive orifice (50a-50l) suitable for controlling the flow directed through the outlet conduit (51, 52). 12. Гранулятор с псевдоожиженным слоем по любому из пп. 9-11, в котором инжекционные питающие трубопроводы (41a-41f) распределены вдоль главного продольного направления.12. Granulator fluidized bed according to any one of paragraphs. 9-11, in which the injection supply lines (41a-41f) are distributed along the main longitudinal direction. 13. Гранулятор с псевдоожиженным слоем по любому из пп. 9-12, в котором каждый из инжекционных питающих трубопроводов (41a-41f) является по существу прямым и не включает U-образных изгибов.13. Granulator fluidized bed according to any one of paragraphs. 9-12, in which each of the injection supply lines (41a-41f) is substantially straight and does not include U-bends. 14. Гранулятор с псевдоожиженным слоем по любому из пп. 9-13, в котором выпускной трубопровод (51, 52) соединен гидравлическим соединением со смесительным барабаном (20, 60).14. Granulator fluidized bed according to any one of paragraphs. 9-13, in which the outlet pipe (51, 52) is hydraulically connected to the mixing drum (20, 60). 15. Применение гранулятора с псевдоожиженным слоем по любому из пп. 9-14 для гранулирования суспензии.15. The use of a fluidized bed granulator according to any one of paragraphs. 9-14 for granulating the suspension. 16. Применение гранулятора с псевдоожиженным слоем по любому из пп. 9-14 для получения гранул удобрения на основе мочевины, предпочтительно включающего сульфат аммония, дигидрофосфат кальция, фосфат аммония и/или соли калия.16. The use of a fluidized bed granulator according to any one of paragraphs. 9-14 to obtain urea-based fertilizer granules, preferably comprising ammonium sulfate, calcium dihydrogen phosphate, ammonium phosphate and/or potassium salts. 17. Способ уменьшения закупоривания секции впрыска в грануляторе (40) с псевдоожиженным слоем, предназначенном для получения гранул удобрения, включающем по меньшей мере одну секцию с псевдоожиженным слоем, где в грануляторе главное продольное направление проходит от затравочного конца, в котором происходит инициирование гранулирования, до конца для выгрузки продукта, в котором происходит извлечение гранул из гранулятора с псевдоожиженным слоем, и секция с псевдоожиженым слоем имеет секцию впрыска и секцию гранулирования, разделенные нижней пластиной, включающей одну или более инжекционных форсунок, и в секцию впрыска гранулятора (40) с псевдоожиженным слоем направляют подаваемую суспензию, отличающийся тем, что первую фракцию подаваемой суспензии, направляемую в секцию впрыска, вводят в секцию гранулирования через одну или более инжекционных форсунок, а вторую фракцию подаваемой суспензии, которая представляет собой оставшуюся часть подаваемой суспензии, непрерывно пропускают через секцию впрыска, а не вводят в секцию гранулирования, и непрерывно возвращают в секцию (42a-42f) впрыска, предпочтительно после того, как ее смешивают с подаваемой суспензией.17. A method for reducing clogging of the injection section in a fluidized bed granulator (40) for producing fertilizer granules, comprising at least one fluidized bed section, where in the granulator the main longitudinal direction extends from the seed end, in which the granulation is initiated, to the end for discharging the product, in which the granules are extracted from the fluidized bed granulator, and the fluidized bed section has an injection section and with granulation section, separated by a bottom plate, including one or more injection nozzles, and the injected suspension is sent to the injection section of the fluidized bed granulator (40), characterized in that the first fraction of the supplied suspension, directed to the injection section, is introduced into the granulation section through one or more injection nozzles, and the second fraction of the supplied suspension, which is the remaining part of the supplied suspension , is continuously passed through the injection section rather than injected into the granulation section, and is continuously returned to the injection section (42a-42f), preferably after it has been mixed with the feed slurry.
RU2021111573A 2018-10-18 2019-10-18 Method and granulator with fluidized bed for obtaining granules from suspension RU2800070C2 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP18201327.6 2018-10-18

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2021111573A RU2021111573A (en) 2022-11-18
RU2800070C2 true RU2800070C2 (en) 2023-07-17

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5964901A (en) * 1996-04-16 1999-10-12 Toyo Engineering Corporation Method for detecting clogging and granulation method
CN1741844A (en) * 2002-11-26 2006-03-01 奥姆尼亚肥料有限公司 Apparatus for producing nitrate granules
RU2410153C1 (en) * 2009-06-16 2011-01-27 Открытое акционерное общество "СОДА" (ОАО "СОДА") Installation for production of granulated products
WO2012034650A1 (en) * 2010-09-15 2012-03-22 Uhde Fertilizer Technology B.V. Method for producing urea fertilizer with low moisture absorption tendencies
CN103384560A (en) * 2011-02-21 2013-11-06 卡萨尔尿素公司 Fluid bed granulation of urea and related apparatus
WO2017007315A1 (en) * 2015-07-06 2017-01-12 Stamicarbon B.V. Granulation of urea products

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5964901A (en) * 1996-04-16 1999-10-12 Toyo Engineering Corporation Method for detecting clogging and granulation method
CN1741844A (en) * 2002-11-26 2006-03-01 奥姆尼亚肥料有限公司 Apparatus for producing nitrate granules
RU2410153C1 (en) * 2009-06-16 2011-01-27 Открытое акционерное общество "СОДА" (ОАО "СОДА") Installation for production of granulated products
WO2012034650A1 (en) * 2010-09-15 2012-03-22 Uhde Fertilizer Technology B.V. Method for producing urea fertilizer with low moisture absorption tendencies
CN103384560A (en) * 2011-02-21 2013-11-06 卡萨尔尿素公司 Fluid bed granulation of urea and related apparatus
WO2017007315A1 (en) * 2015-07-06 2017-01-12 Stamicarbon B.V. Granulation of urea products

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4134750A (en) Granular ammonium phosphate sulfate and urea-ammonium phosphate sulfate using a common pipe-cross reactor
CN107848903B (en) Granulation of urea products
EP3393626B1 (en) Urea ammonium nitrate production comprising condensation
US9890115B2 (en) Urea finishing method
EP3169419B1 (en) Method of making a urea product
AU2001274357A1 (en) Method for producing calcium nitrate granules
EP1280736A2 (en) Method for producing calcium nitrate granules
CN1956937A (en) Reduction of biuret and free ammonia during a method for producing fertiliser granulates containing urea
US4601891A (en) Production of granular ammonium polyphosphate from wet-process phosphoric acid
RU2800070C2 (en) Method and granulator with fluidized bed for obtaining granules from suspension
CN111936233B (en) Method and reactor for producing urea ammonium sulphate
KR840001422B1 (en) Process for the production of products in the form of salid particks,in particular granulated np/npk fertilisers containing ammonium phosphate
JP7197732B2 (en) Treatment of offgas from urea finishing
US5736003A (en) Apparatus for concentrating urea solutions under vacuum
US20210187461A1 (en) Method and fluidized bed granulator for the production of granules from a slurry
US10654758B2 (en) Urea ammonium nitrate production
RU2805571C2 (en) Method and reactor for obtaining a mixture of urea and ammonium sulphate
JP2024041900A (en) Reducing biuret formation in urea production