СПОСОБ СУШКИ ПУЛЬПЫ ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ В СУШИЛЬНОМ БАРАБАНЕ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ
METHOD FOR DRYING PHOSPHORIC ACID PULP IN A DRYING DRUM IN THE PRODUCTION OF MINERAL FERTILIZERS

Изобретение относится к одному из переделов производства минеральных удобрений, в частности к процессу сушки пульпы фосфорной кислоты в сушильном барабане.
Известно, что на ряде предприятий (Череповецком ОАО «Аммофос», ОАО «Воскресенские минеральные удобрения» и др.) исходную фосфорную кислоту разбавляют стоками из системы абсорбции и направляют на нейтрализацию аммиаком в аппарат САИ. Полученную в нем пульпу насосом подают на форсунки аппарата БГС, где ее распыливают сжатым воздухом при давлении 0,2-0,4 МПа на завесу из падающего гранулированного материала. При необходимости пульпу нейтрализуют кислотой. В аппаратах БГС вводят теплоноситель при температуре 550-600°С, полученный при сжигании природного газа в воздухе в топке. Продукт из БГС при температуре 110-115°С подают на классификацию и охлаждение, а отходящие газы, содержащие пыль, аммиак и фтор, направляют в систему очистки.
2
5
Существенным недостатком действующих в промышленной практике производств получения аммофоса, а также других видов минеральных удобрений является ведение сушки пульпы в аппарате БГС или других типах аппаратов (распылительной сушилке - грануляторе кипящего слоя и др.) теплоносителем, полученным при сжигании природного газа в воздухе в топке, что определяет значительный расход топлива на 1 т 100% РО, составляющий десятки кг у.т.
Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является снижение расхода топлива при проведении процесса сушки пульпы при производстве минеральных удобрений.
Поставленная задача решается следующим образом. Известно, что на процесс сушки твердого вещества оказывают влияние основные внешние переменные, которыми являются температура, влажность, скорость теплоносителя, степень дробления твердого материала, перемешивание его, причем не все эти переменные встречаются совместно в сушильной установке. Когда тепло для испарения влаги в постоянном периоде (испарение влаги со всей поверхности насыщенного ею сырого материала идет в данный период с постоянной скоростью) поступает от горячего газа, наступает динамическое равновесие между скоростью теплопередачи к материалу и скоростью удаления пара от поверхности. Равновесие между скоростями тепло- и массообмена может быть определено уравнением
где  - скорость сушки, кг/сек, кг/ч;
общ
2
α - общий коэффициент теплоотдачи, ВТ/мград;
2
F - поверхность теплопередачи и испарения, м;
t - теплота испарения при ;
r
2
k - коэффициент массоотдачи воздуха кг/(м сек );
t - температура газа по сухому термометру, °С;
нас
t - температура поверхности испарения, °С;
нас
ΔP=P-Р;
нас
2
Р - давление водяного пара над поверхностью с температурой , Н/м;
2
Р - парциональное давление водного пара в газе, Н/м.
2
4
Из уравнения (1) следует, что величина постоянной скорости сушки зависит от коэффициента тепломассобмена, открытой поверхности, на которую действует высушивающая среда, и разность температур или влажности газового потока и мокрой поверхности твердого вещества. Очевидно, что увеличивая величину разности влажности газового потока и мокрой поверхности твердого вещества за счет снижения парционального давления водного пара в газе, возникает возможность при сохранении скорости сушки понизить разность температур газового потока и мокрой поверхности твердого вещества за счет снижения температуры теплоносителя, что, естественно, ведет к сокращению расхода топлива - природного газа, подаваемого в топку для получения теплоносителя. Последнее может быть реализовано путем частичного замещения объема теплоносителя на газ, в составе которого отсутствуют пары воды. Такой частью теплоносителя могут являться отходящие газы сернокислотного производства, прошедшие 1-й и 2-й моногидратные абсорберы, орошаемые концентрированной серной кислотой (моногидратом с содержанием HSO 98,3%), благодаря чему отходящие газы сернокислотного производства в своем составе не содержат паров воды. Наряду с этим сжатый воздух, подаваемый для распыливания пульпы в аппарате БГС на завесу падающего гранулированного материала, должен быть заменен на отходящие газы сернокислотного производства с целью снижения влажности газового потока и общего увеличения ΔР.
Предложенный способ сушки пульпы фосфорной кислоты в сушильном барабане при производстве минеральных удобрений осуществляется следующим образом. Для получения теплоносителя, подаваемого в сушильный барабан, сжигание природного газа ведут при пониженных объемах последнего и воздуха по сравнению с объемами, установленными нормами действующего технологического режима, в результате чего теплоноситель имеет температуру 400-450°С, при этом в теплоноситель вводятся отходящие газы сернокислотного производства, не содержащие в своем составе паров воды, в соотношении газовоздушной смеси и отходящих газов сернокислотного производства 65-35% об., что позволяет сохранить скорость процесса сушки благодаря росту величины разности влажности газового потока - теплоносителя и мокрой поверхности твердого материала, и, в конечном итоге, обуславливает снижение расхода природного газа. Для дополнительного снижения влажности теплоносителя для распыливания пульпы на завесу гранулированного материала в сушильный барабан подают отходящие газы сернокислотного производства.