Глава 49.6 Сушка и гранулирование в кипящем слое

Гранулы могут образоваться и другим путем. Жидкий раствор является цементирующим веществом при образовании агломератов мелких частиц, внешняя поверхность которых при длитель­ном пребывании в кипящем слое подвергается обработке, и частицы приобретают шарообразную форму (в виде ягоды малины). Таким образом, для гранулирования необходимы мелкие частицы, ко­торые являются центрами гранулообразования. Такие частицы вводятся в слой или образуются при быстром высушивании мель­чайших капель жидкости в факеле распыла или при истирании более крупных гранул.

Если принять, что образование мелких частиц вследствие истирания гранул и сушки мелких капель не происходит, то сред­няя скорость роста гранул будет пропорциональна количеству подаваемого сухого вещества и обратно пропорциональна поверх­ности частиц в слое. В этом случае можно определить оптималь­ное время гранулообразования для получения гранул заданного размера. Однако в действительности процесс образования гранул гораздо более сложен. В общем случае скорость роста гранул и стабильность их размеров обусловливаются адгезионными свой­ствами обрабатываемого материала, скоростью кипения, темпера­турным режимом гранулирования, способом диспергирования раствора, его начальной влажностью, дисперсностью и другими факторами.

Сушка и гранулирование в кипящем слое пока еще сопряжены с большими трудностями. При переработке термочувствитель­ных материалов по схемам, показанным на рис. VII-42, прихо­дится значительно снижать начальные температуры газов, что для многотоннажных производств экономически нецелесообразно. На­пример, максимально допустимая начальная температура газов при сушке и гранулировании аммофоса в кипящем слое не превы­шает 170° С, тогда как в распылительных сушилках аммофос высушивается при 650° С. С увеличением производительности аппарата гидродинамика кипящего слоя изменяется и возникает неравномерное температурное поле. Затруднительно также равно­мерное распределение распыленного материала в объеме кипящего слоя. Например, по данным МИХМ (см. табл. VII-3), при сушке нитрофоски в аппарате диаметром 0,25 м температура достигала 250° С, а с увеличением диаметра до 1 м она снизилась до 1б0° С. Производительность одной форсунки для распыления раствора в кипящий слой ограничена. Поэтому для промышленных уста­новок с кипящим слоем потребуется большое количество форсу­нок. С увеличением производительности одной форсунки более вероятна агломерация частиц материала. Унос пыли из аппарата с кипящим слоем при распылении растворов в слой меньше, чем в случае распыливания их над слоем материала.

В НИУИФ [11] проводились опыты сушки, дегидратации и гранулирования метафосфата калия в аппарате типа, показан­ного на рис. VII-42, в, в котором пневматическая форсунка была помещена над кипящим слоем.

Метафосфат калия получается из раствора фосфорной кислоты и хлористого калия по реакции: