В производстве удобрений выбор метода гранулирования и оборудования является критически важным, так как он влияет на качество продукта, эффективность процесса, энергозатраты и капитальные вложения. Тремя распространенными методами являются тарельчатое гранулирование, барабанное гранулирование и экструзионное гранулирование. Рассмотрим каждый из них подробно.
1. Тарельчатое гранулирование (Тарельчатый гранулятор)
1）Принцип работы:
Порошкообразные основные удобрения хранятся в отдельных бункерах, дозируются в соответствии с рецептурой, смешиваются и подаются на вращающийся тарельчатый гранулятор. Одновременно жидкая фаза (вода или раствор удобрений) распыляется через форсунки на материал на тарелке для создания связующей жидкости, необходимой для гранулообразования. Вращение тарелки и ее борта создает силы трения и центробежную силу, заставляя частицы перемещаться по кругу, слипаться, уплотняться и скатываться в гранулы. Более крупные и тяжелые гранулы, преодолевая трение, выбрасываются через борт тарелки. Мелкие частицы остаются внутри, продолжая обрастать порошком, пока не достигнут нужного размера. Готовые гранулы направляются на сушку и грохочение. Крупная фракция дробится и возвращается, мелкая фракция (отсев) рециркулирует обратно на гранулятор.
2）Преимущества:
· Наглядность процесса: Оператор визуально контролирует образование гранул и может оперативно вносить коррективы.
· Гибкость контроля размера: Размер гранул легко регулируется изменением угла наклона тарелки и скорости ее вращения. Широкий диапазон регулировки.
· Высокая эффективность гранулообразования: Выход годных гранул обычно составляет 70-90%, что означает меньший объем рецикла.
· Простота и низкая стоимость: Короткая технологическая схема, простая конструкция гранулятора. Более низкие капитальные затраты по сравнению с барабанным или распылительным гранулированием. Идеально подходит для средних и малых производств сложных удобрений.
3）Недостатки:
· Ограниченные возможности нагрева: Конструкция затрудняет подогрев материала для "горячего" гранулирования. Для создания достаточной жидкой фазы часто требуется больше влаги.
· Высокая влажность гранул: Следствие предыдущего пункта. Повышает нагрузку на сушильное отделение.
· Низкая плотность и твердость гранул: Гранулы получаются менее плотными и твердыми из-за повышенного содержания влаги перед сушкой.
4）Применимое сырье:
Подходит для широкого спектра порошкообразных основных удобрений, смешиваемых перед гранулированием, включая органических, минеральных и комплексных удобрений. Эффективность зависит от способности порошка слипаться при добавлении жидкости.
2. Барабанное гранулирование (Барабанный гранулятор)
1）Принцип работы:
Основные удобрения и рецикл (отсев и дробленка) предварительно просеиваются и дозируются в нужной пропорции, смешиваются (желательно в отдельном смесителе) и подаются во вращающийся барабан, установленный с небольшим уклоном (2°-5°) к выходу. Под материал подается насыщенный пар для нагрева и увлажнения. При необходимости добавляется вода или раствор удобрений для поддержания оптимального содержания жидкой фазы. Вращение барабана формирует движущийся слой материала. Частицы слипаются под действием давления в слое, образуя гранулы-ядра, которые затем обрастают порошком. Наклон барабана обеспечивает продвижение гранул к выходу. Готовые гранулы сушат, грохочут, охлаждают, покрывают (опционально) и упаковывают. Отсев и дробленка возвращаются в процесс как рецикл.
2）Преимущества:
· Возможность подачи пара: Нагрев увеличивает растворимость солей, позволяя достичь необходимой жидкой фазы при более низкой исходной влажности, снижая нагрузку на сушку.
· Самоочистка: Установка резиновых плит с отверстиями на внутренней стенке барабана способствует самоочистке от налипаний.
· Частичная визуализация: Возможность наблюдать за процессом гранулообразования через торцы барабана.
· Высокая производительность: Подходит для крупнотоннажных производств.
3）Недостатки:
· Отсутствие классификации гранул в процессе: В отличие от тарельчатого гранулятора, барабан не сортирует гранулы по размеру внутри себя. Выход годных гранул обычно ниже (40-60%), чем при тарельчатом гранулировании, что означает больший объем рецикла.
4）Применимое сырье:
Подходит для тех же типов порошкообразных удобрений, что и тарельчатый гранулятор. Ключевое преимущество – возможность работы с материалами, требующими нагрева в процессе гранулирования.
3. Экструзионное гранулирование(Двухвалковый экструдер-гранулятор)
1）Принцип работы:
Метод основан на прессовании сухой порошкообразной смеси под высоким давлением между двумя вращающимися навстречу друг другу валками. Идеально подходит для термочувствительных материалов. Материал с низкой влажностью (0.5-1.5%) сжимается валками в сплошную ленту или отдельные брикеты. Лента/брикеты затем дробятся и грохочутся на гранулы кубовидной или призматической формы. Отсев возвращается в процесс. Сушка обычно не требуется. Выход годных ~85%.
2）Особенности технологии:
Критически важен подбор сырья и смеси: Некоторые материалы (хлорид калия, сульфат аммония, мочевина) прессуются хорошо. Другие (суперфосфат, цианамид кальция, фосфоритная мука) требуют подготовки (предварительная сушка, вылеживание) для улучшения прессуемости.
Факторы, влияющие на прессуемость: Гранулометрический состав, влажность, температура, пластичность, твердость сырья; давление, диаметр и скорость валков, рисунок матрицы, зазор между валками.
3）Преимущества:
· Низкие капитальные затраты: Меньшее количество оборудования, более простая технологическая схема.
· Энергоэффективность: Отсутствие нагрева и значительного увлажнения сырья снижает энергопотребление.
· Экологичность: Нет выбросов сточных вод или газов.
· Простота и автоматизация: Короткий процесс, легкое управление, высокий потенциал автоматизации.
· Качество гранул: Гранулы имеют высокую твердость, однородный размер, не слеживаются, не подвержены расслоению (сегрегации).
4）Недостатки:
· Форма гранул: Гранулы не сферические, а угловатые (кубовидные, призматические).
· Пыление: Возможно образование пыли при транспортировке. Устраняется добавлением стадии полировки/уплотнения поверхности.
· Возможное разрушение гранул: Если между компонентами внутри гранулы продолжаются химические реакции, это может привести к растрескиванию или разрушению гранул со временем.
5）Применение:
Широко используется в производстве сложных удобрений на основе комбинаций: мочевина-суперфосфат (или фосфоритная мука), хлорид аммония (или сульфат аммония)-суперфосфат, хлорид аммония-фосфат аммония, бикарбонат аммония-фосфат аммония, а также специализированных удобрений с добавками.
Обязательны испытания новых смесей для определения прессуемости и подбора режимов.
См. больше или получите бесплатную консультацию на нашем сайте:
https://www.fertimach.com/