СПОСОБ СНИЖЕНИЯ НАЛИПАНИЯ СОЛЕЙ НА ПОВЕРХНОСТИ ВАЛКОВЫХ ПРЕСС-ГРАНУЛЯТОРОВ
METHOD FOR REDUCING SALT ADHESION ON THE SURFACE OF ROLLER PELLETISING PRESSES

Изобретение относится к технологии гранулирования удобрений путем прессования на валковых пресс-грануляторах с последующей переработкой полученной плитки в гранулы и может использоваться на предприятиях, производящих гранулированные калийные, азотные, фосфорные, смешанные и комплексные NPK-удобрения.
Известен способ /1/ механического удаления налипания солей с поверхности рабочих органов пресс-гранулятора. Для этого используется конструкция валкового пресса-гранулятора, представляющего собой два валка, вращающиеся навстречу один другому. Валки выполнены разными по конфигурации рабочих поверхностей, один валок выполнен с формообразующими элементами, ориентированными параллельно оси валка, а второй - с элементами в виде кольцевых выступов, причем на первом валке выполнены кольцевые проточки, соответствующие кольцевым выступам второго валка. При этом первый валок снабжен очистителем для принудительного съема брикетов в виде бесконечной цепи со скребками, движение которой синхронизировано с вращением валка, а второй -очистителем в виде подпружиненных скребков. Данная конструкция сложна в использовании из-за наличия дополнительных движущихся элементов, также возможно нарушение поверхности валка острыми частями очистителя.
Известен также способ снижения налипания путем нанесения на рабочую поверхность антиадгезионного вещества, содержащего канифоль 5-20% и растворитель 80-95% /2/.
Недостатком способа является высокая стоимость антиадгезионного вещества, попадание в прессуемый материал следов антиадгезионного вещества, что ухудшает товарные свойства удобрений.
Для снижения налипания солей на поверхности рабочих органов в патенте /3/ предложено наносить ингибирующее покрытие, которое содержит адгезионный грунт, нанесенный на металлическую поверхность и 3-4-слойное покрытие, выполненное из порошкообразного высушенного до влажности не более 3 мас. % политетрафторэтилена или политрифторхлорэтилена, стабилизированных в среде ацетона, путем смачивания порошка полимера раствором стабилизатора Диафена НН, полученного растворением стабилизатора - Диафена НН в ацетоне при нагревании до 40°С, просушивания смеси полимера и стабилизатора при комнатной температуре, окончательного - при 80-100°С в течение 5 часов и прокаливания при 210°С в течение 1 часа, и выдержанное в течение 5-6 часов при температуре 220-230°С.
Недостатком этого способа является сложность нанесения ингибирующего покрытия и низкий срок эксплуатации его на рабочих органах пресс-грануляторов, поскольку частицы прессуемых при высоких температурах и давлениях удобрений быстро разрушают защитный слой поверхности рабочих органов пресс-гранулятора.
Задача изобретения - снижение стоимости, исключение загрязнения прессуемого материала следами антиадгезионного вещества.
Задача была решена за счет того, что в способе снижения налипания солей на поверхности валковых пресс-грануляторов при гранулировании удобрений, включающем подачу на поверхность валков пресс-гранулятора антиадгезионного вещества, согласно изобретению в качестве антиадгезионного вещества используют воду, которую подают в зону на поверхности валка пресс-гранулятора, составляющую угол 270-315° от верхней части вертикальной плоскости валка по ходу вращения валка, с последующим расширением воды в слое соли, парообразованием в объеме соли и удалением слоя соли с металлической поверхности, причем температура подаваемой на валок пресс-гранулятора воды составляет 0-100°С, а температура прессуемых удобрений на входе в пресс-гранулятор составляет 130-160°С. При этом воду наносят или распыляют на поверхность валков пресс-грануляторов в количестве, при котором происходит диспергация и удаление прилипшего слоя солевых отложений, но не ухудшается качество гранулята, причем воду наносят или распыляют на поверхность валков пресс-гранулятора периодически или непрерывно.
Техническим результатом предполагаемого изобретения является устранение налипания слоя соли на поверхности валков пресс-гранулятора с одновременным увеличением плотности плитки прессата, снижением трещиноватости плитки и исключением загрязнения прессата антиадгезионным веществом.
Использование в качестве антиадгезионного вещества воды, способствует диспергации сплошного слоя горячей соли (с температурой более 100°С), налипшего на поверхности рабочих органов пресс-гранулятора за счет смачивания соли водой, проникновения образовавшегося раствора и воды по капиллярам к поверхности валка, расширением воды в слое соли с последующим парообразованием (вскипанием), разрыхлением, ослаблением связей между частицами соли и удалением слоя соли с металлической поверхности. Ранее такой эффект не использовался для достижения поставленной цели.
Поскольку вода влияет на плотность плитки прессата, то воду наносят или распыляют на поверхность валков пресс-гранулятора в количестве, при котором происходит диспергация и удаление прилипшего слоя солевых отложений, но не снижается плотность прессата. Такое количество для различных объемов гранулируемых удобрений, составов удобрений и входящих в них солей различно, оно также зависит от условий прессования (температура, давление, зазор между валками пресс-гранулятора).
Воду наносят или распыляют на поверхность валков пресс-гранулятора периодически или непрерывно. Периодический режим используют при низкой интенсивности процесса налипания (при гранулировании удобрений с солевыми компонентами, имеющими низкую адгезию к поверхности рабочих органов пресс-гранулятора). Непрерывный режим используют при высокой интенсивности процесса налипания (при гранулировании удобрений с солевыми компонентами, имеющими высокую адгезию к поверхности валков пресс-гранулятора).
Подача воды в зону на поверхности валка пресс-гранулятора, составляющую угол 270-315° от верхней части вертикальной плоскости валка по ходу вращения валка, позволяет повысить эффективность снижения налипания соли за счет того, что все подаваемое количество воды работает на удаление слоя налипшей соли, не уносится со свежими порциями прессуемого удобрения и не теряется за счет стекания в нижнюю часть валка.
Поддержание температуры подаваемой на валок пресс-гранулятора воды в диапазоне 0-100°С, преимущественно 50-90°С, позволяет повысить эффективность удаления налипшей соли на валках и увеличить длительность межпромывочного пробега валка.
Данный способ предотвращения и снижения налипания солей на поверхности рабочих органов пресс-гранулятора наиболее эффективен при грануляции удобрений, имеющих температуру на входе в пресс-гранулятор 130-160°С. Это связано с проявлением эффекта разрыхления и диспергации горячего налипшего слоя соли за счет температурного расширения воды в слое соли с последующим парообразованием (вскипанием) в объеме соли. Кроме того, за счет высокой температуры соли происходит испарение введенной воды с поверхности прессуемого материала, что исключает загрязнение прессата антиадгезионным веществом.
Пример осуществления способа по заявляемому способу.
1. Пример №1.
Эксперименты по предотвращению и снижению налипания хлорида калия на валки пресс-гранулятора проводили на промышленном пресс-грануляторе немецкой фирмы «Кепперн», установленном в сушильно-грануляционном отделении Березниковского калийного рудоуправления №2.
Пресс-гранулятор имеет два валка, вращающиеся навстречу друг другу, диаметром 1000 мм, длиной 1000 мм, производительность по прессату составляет 100 т/ч, давление прессования (20,5±1,5) МПа, температура прессуемой соли KCl составляла 130-160°С.
Для предотвращения и снижения налипания хлорида калия на поверхность основного валка пресса распыляли периодически (через 12 минут) воду с расходом 0,5 л/мин, подавая воду с температурой 70°С в зону на поверхности валка пресс-гранулятора, составляющую угол 270-315° от верхней части вертикальной плоскости валка по ходу вращения валка. В результате налипание соли KCl на поверхности основного и прижимного валков было полностью устранено уже через 5 минут с момента подачи воды. Дальнейшие операции подачи и распыления воды производили периодически по мере появления налипаний хлорида калия. Межпромывочный период составлял 12 минут. Расход воды на 1 т прессуемого хлорида калия составил 0,088 л/т. Плотность прессуемой плитки хлорида калия составила 1,952 г/см. Анализ поверхности плитки KCl показал, что в торцевой части плитки не наблюдаются продольные трещины.
Пример №2.
Эксперимент проводили аналогично примеру №1, с тем отличием, что на валки пресс-гранулятора не подавали воду. В результате на основном и прижимном валках пресс-гранулятора через 10 минут образовалось налипание соли KCl, покрывающее 95% поверхности валков. Получаемая при этом плитка прессата KCl имела плотность 1,944 г/см, большое количество продольных трещин, наблюдаемых в торцевой части плитки.
Таким образом, проведение процесса гранулирования хлорида калия методом прессования по заявляемому способу позволяет дешевым способом полностью устранить налипание слоя соли на поверхности валков пресс-гранулятора с одновременным увеличением плотности плитки прессата, снижением трещиноватости плитки и исключением загрязнения прессата антиадгезионным веществом.
Источники информации:
1. Заявка на изобретение RU 92012839/28, МПК В30В11/00. Валковый брикетный пресс. НПО по исследованию и проектированию энергетического оборудования им. И.И. Ползунова. Нерадов В.П. и др. 1992.12.18.
2. Патент RU 2014231, МПК В29С33/64. Антиадгезионная смазка форм при формировании и получении изделий из синтетических полимеров. Ростовский инженерно-строительный институт. Литвинова В.А., Лаговский А.И., Пахомова О.В. 1994.06.15.
3. Патент RU №2269557, МПК C09D127/18; C09D5/08. Ингибирующее покрытие от эксплуатационных отложений и способ его получения. Елисеева Н.И. (RU), Анциферов B.H.(RU), Фадеев E.A.(RU), Васильев Ю.B.(RU) ОАО"Ангарская нефтехимическая компания". 2006.02.10.