ТЕХНОЛОГИЯ ГРАНУЛИРОВАНИЯ В КИПЯЩЕМ СЛОЕ UFT


Дочернее предприятие Uhde Fertilizer Technology (UFT) было создано в 2005 году, как филиал компании ThyssenKrupp Nederlands B. V., с головным офисом в г. Рурмонде, Нидерланды.

 

UFT обладает исключительным лицензионным правом на технологию гранулирования в кипящем слое, приобретенную у Yara Fertilizer Technology (YFT), Нидерланды, и теперь предоставляет эксклюзивные лицензии на эту технологию во всем мире. Кроме того, UFT осуществляет послепродажное обслуживание, устранение неисправностей, поставку запасных частей и модернизацию имеющихся установок гранулирования, построенных по лицензии YFT.

 

В результате передачи технологии, UFT имеет доступ в пределах структуры Yara к трудовым ресурсам по лицензированию, инжинирингу и вводу установок в эксплуатацию. Благодаря предоставленному Yara разрешению на использование научно-исследовательских средств, включая пилотную установку в Слуйскиле, Нидерланды, гарантируется дальнейшее развитие процесса.

 

Технология гранулирования в кипящем слое была разработана в середине 70-х годов NSM Sluiskil (позднее Hydro Agri, позднее Yara), крупной компанией по производству азотных удобрений, которая с 50-х годов занимается производством карбамида в Слуйскиле (Нидерланды).

 

Гранулированный карбамид был в то время востребован на рынке для преодоления недостатков приллированного карбамида (ограничения по размерам частиц, низкая твердость, слеживание продукта, экологические ограничения).

 

Процесс был разработан с учетом следующих требований:

  • производство гранул карбамида максимально возможного качества и размеров, требуемых рынком,
  • экологически благоприятная эксплуатация при конкурентоспособных ценах,
  • максимальная эксплуатационная гибкость,
  • однолинейная схема, по производительности соответствующая постоянно увеличивающимся мощностям синтеза карбамида,
  • конкурентоспособные инвестиционные расходы.

 

После интенсивной исследовательской работы в лабораторных условиях и тестирования на пилотной установке, процесс был успешно внедрен в промышленном масштабе в Слуйскиле в 1979 году. HFT/YFT, специализированная компания-лицензиар, зарегистрированная в г. Слуйскиле, в 1980 г. начала лицензировать технологию производителям удобрений во всем мире. Технология грануляции в кипящем слое стала лидирующей; на ее основе построено свыше 50 однолинейных референцустановок, мощностью от 500 т/сутки до 3 600 т/сутки.

 

В 2004 году после разделения деятельности Norsk Hydro в области удобрений, выделения Yara International в независимую компанию и решения Yara сфокусировать свою деятельность на производстве и реализации удобрений, бизнес по лицензированию гранулирования в кипящем слое был предложен к продаже. В 2005 году Uhde Fertilizer Technology приобрел исключительное право дальнейшего повсеместного лицензирования технологии без каких-либо ограничений.

 

Теперь на всех пяти континентах имеются установки гранулирования в кипящем слое, основанные на технологии UFT, и постоянно строятся новые производственные мощности.

 

Мощность по гранулированию в кипящем слое компании UFT

 

Во всех частях мира существуют установки гранулирования UFT, которые эксплуатируются в самых разных климатических условиях. Доля рынка UFT в сфере технологий гранулирования в кипящем слое превышает 80 % общей производственной

 

Описание технологического процесса

Сырьевой раствор, обычно 96 % раствор карбамида, распределяется в распылительные головки, которые мелко распыляют его вверх в слой подвижных частиц. При этом используется воздух.

 

Ожижающий воздух, подаваемый вентилятором под перфорированную пластину, поступает через слой продукта, создавая кипящий слой, и выпускается в верхнюю часть гранулятора.  Гранулированный карбамид с регулируемой скоростью поступает из гранулятора в охладитель кипящего слоя. После охлаждения гранулы подаются ковшовым элеватором на участок просеивания.

 

Мелкая фракция возвращается напрямую в гранулятор, тогда как крупнозернистый материал сначала дробится, а затем направляется в гранулятор в качестве частиц затравки.

 

Кондиционный продукт после окончательного охлаждения отводится на склад. Охлаждение карбамида до постоянной, достаточно низкой для хранения температуры, является основным условием предотвращения спекания.

 

Воздух из гранулятора и охладителей содержит некоторое количество карбамидной пыли, которая легко улавливается в стандартных скрубберах. При использовании хорошо зарекомендовавших себя в промышленных масштабах скрубберов эффективность улавливания составляет более 99,5 %. Таким образом, концентрация пыли на выходе не превышает 0,1 кг на тонну производимого карбамида.

 

 Гранулятор пилотной установки мощностью 150 т/сутки

 

 

Особенности процесса грануляции

При грануляции UFT укрупнение частиц осуществляется в результате затвердевания мельчайших капель на частицах-затравках. В конце концов, образуются очень твердые гранулы гораздо более качественные, чем гранулы, произведенные путем наслаивания или агломерации. Процесс медленного нарастания является уникальным, поскольку допускает непрерывную и полную отпарку воды, содержащейся в растворе карбамида. Таким образом, достигается чрезвычайно низкое содержание влаги в конечном продукте.

 

Степень рециркуляции твердых частиц, которая при 0,5/1 очень низка и стабильна, является другой примечательной особенностью, потому что отпадает необходимость рассчитывать контур рециркуляции с запасом. Низкая степень рециркуляции допустима, поскольку играет незначительную роль в тепловом балансе гранулятора.

 

На самом деле, основная часть выделяющегося при кристаллизации тепла отводится путем выпаривания воды, присутствующей в растворе карбамида. Этот способ отвода тепла позволяет ограничить количество подаваемого ожижающего воздуха и очень эффективно, поскольку испарение происходит непосредственно на самой поверхности гранул.

 

Эксплуатация установки грануляции проста и очень надежна, гарантируется высокий коэффициент готовности. Сам гранулятор не содержит движущихся частей, его оптимальная конструкция позволяет сократить время очистки до строгого минимума.

 

3Д макет установки гранулирования в кипящем слое мощностью 2000 т/сутки

 Модернизация для индивидуальных нужд заказчика

 

 

Установка по производству аммиака и карбамида компании Saskferco в Канаде

Мощность установок гранулирования UFT можно легко увеличить в рамках 10 – 15 %, если имеется в наличии избыток ожижающего воздуха. В таком случае система распыления карбамида справится с дополнительной нагрузкой без модификации.

 

Тем не менее можно и легко повысить мощность установки в большем масштабе: Мощность основной позиции оборудования, гранулятора, может быть повышена путем увеличения числа распылителей карбамида, установленных в секции, изначально спроектированной, как секция охлаждения. В целях уравнения теплового баланса гранулятора следует добавлять дополнительную секцию охлаждения, куда специально поставляется ожижающий воздух. Все прочее оборудование должно быть приспособлено к новой требуемой мощности. При этом каждая позиция рассматривается отдельно. Возможно, потребуется увеличение мощности секции охлаждения или скруббера, или увеличение поверхности рассева.

 

Некоторые установки грануляции UFT прошли модернизацию от небольшого (10 %) увеличения мощности, как на PCS Trinidad, до более значительного (свыше 40 %), например, на фирмах Saskferco, Канада, или ABF, Малайзия. Последняя установка уже подвергалась двум модернизациям, в ходе которых мощность увеличилась более чем на 60 %.

 

Суточная производительность установки компании Saskferco сейчас составляет более 3 000 тонн в сутки, а общая годовая производительность превышает 1 миллион тонн.

 

Характеристика продукта

Гранулы карбамида, произведенные в кипящем слое, обладают округлой формой и чрезвычайной твердостью. Они особенно стойки к раздавливанию и истиранию, а, следовательно, не образуют пыли и комков, обладают отличной сыпучестью даже после длительного хранения и многочисленных операций по транспортировке и отгрузке.

 

 

Стандартные гранулы

Крупные гранулы

Общее содержание азота

46,3 % по массе

46,3 % по массе

Биурет

0,7 – 0,8 % по массе

0,7 – 0,8 % по массе

Влага

0,2 % по массе

0,3 % по массе

Прочность на раздавливание

4,1 кг (Ø 3 мм)

10,0 кг (Ø 7 мм)

Средний диаметр

3,2 мм

6,3 мм

Гранулометрический состав

95 % по массе (2-4 мм)

95 % по массе (4-8 мм)

Формальдегид

0,4 % по массе

0,4 % по массе

 

Преимущества технологии

  • Технология, хорошо зарекомендовавшая себя в ходе более 25 лет
  • Однолинейные установки, которые всегда достаточны для обслуживания крупнейших на сегодняшний день агрегатов синтеза карбамида
  • Высокая эксплуатационная гибкость, даже при 10 % номинальной мощности
  • За счет использования 96 % или 97 % раствора карбамида необходимо только одноступенчатое выпаривание
  • Простота эксплуатации, что позволяет сократить количество персонала до минимума
  • Компактное расположение с максимальным удобством эксплуатации и минимальными инвестициями.
  • Гибкий выбор размера готового продукта – от среднего диаметра 2 мм до 7 мм
  • Эффективный контроль выбросов в атмосферу, отвечающий наиболее строгим природоохранным нормам
  • Нет выбросов сточных вод в канализацию
  • Максимальное использование самотека, как способа транспортировки в пределах границ установки
  • Максимальный коэффициент готовности установки

 

 

Расходные нормы

Расходные нормы в основном зависят от климатических условий площадки, местных законов по защите окружающей среды, температуры хранения готового продукта, а также от системы энергоуправления установки.

 

Спецификация (типичная)

Выбросы

Внедрение эффективных мокрых скрубберов позволяет гарантировать низкий уровень выбросов пыли карбамида с установки гранулирования. Пыль карбамида рекуперируется в виде 45 % раствора и рециркулируется. Весь аммиак в сырьевом растворе карбамида выделяется в грануляторе и при необходимости поглощается в системе кислотных скрубберов. Рекуперированный аммиак в виде хлористого аммония должен быть удален из процесса в случае производства карбамида технического назначения.

 

Пыль карбамида

20 мг/Нм³ воздуха

Аммиак

15 мг/Нм³ воздуха

 

Применение

Гранулированный карбамид может заменять приллированный во всех областях применения. Более того, благодаря отличным физическим характеристикам, гранулы карбамида обладают рядом превосходных характеристик:

  • хранение навалом и транспортировка в больших объемах возможна без потерь или снижения качества,
  • гранулированный карбамид особенно подходит для смешивания с сыпучими материалами; расщепление или механические повреждения во время смешивания и транспортировки сводятся к нулю,
  • гранулы большого размера отличаются повышенной агрохимической эффективностью, особенно при удобрении рисовых полей и также пригодны для авиационного внесения удобрений.

 

С анализом российского рынка карбамида Вы можете познакомиться в отчете Академии Конъюнктуры Промышленных Рынков «Рынок аммиака и карбамида в России».

 

www.newchemistry.ru