Установка для получения гранулированного перкарбоната натрия
Полезная модель относится к области неорганической химии, а именно к производству гранулированного перкарбоната натрия, применяющегося в качестве компонента моющих и отбеливающих средств, и может быть использована в химической промышленности при производстве товаров бытовой химии. Установка для получения гранулированного перкарбоната натрия содержит линию подачи кальцинированной соды, линию подачи раствора перекиси водорода, смеситель, реактор для грануляции и сушки затравочных частиц перкарбоната натрия при этом установка снабжена узлом для приготовления раствора солевой смеси и блоком нанесения покрытия, соединенным с реактором для грануляции и сушки перкарбоната и упомянутым узлом для приготовления раствора солевой смеси. Блок нанесения покрытия выполнен с возможностью реализации режима псевдосжжиженного слоя и имеет форсунки для распыления солевого стабилизированного раствора. Блок нанесения покрытия снабжен также патрубками для подвода горячего воздуха, удаления парогазовой смеси и приема затравочных частиц перкарбоната и соединен с реактором через классификатор. Техническим результатом полезной модели является получение более стабильного при хранении, в том числе в системах синтетических моющих средств, перкарбоната натрия.
Полезная модель относится к области неорганической химии, а именно к производству гранулированного перкарбоната натрия, применяющегося в качестве компонента моющих и отбеливающих средств, и может быть использована в химической промышленности при производстве товаров бытовой химии.
Известна установка для получения гранулированного перкарбоната натрия, содержащая линию подачи кальцинированной соды, линию подачи раствора перекиси водорода и последовательно соединенные реактор, шнековый смеситель, сушилку и классификатор, соединенный с линией отвода товарной фракции целевого продукта и линией отвода крупной фракции на мельницу с возможностью подачи мелкой фракции и фракции после размола на линию возврата мелкой фракции в смеситель в качестве ретура, и, которая, снабжена средством подачи стабилизатора, соединенным с линией подачи перекиси водорода, на линии отвода товарной фракции установлен дополнительный пневмоклассификатор, а двигатель привода мельницы снабжен частотным регулятором (см. RU2245842 С2, 2005.02.10).
К недостаткам известного технического решения относится то, что полученный перкарбонат натрия не является стабильным при хранении.
Задачей полезной модели является получение более стабильного при хранении, в том числе в системах синтетических моющих средств, перкарбоната натрия.
Поставленная задача решается установкой для получения гранулированного перкарбоната натрия, содержащей линию подачи кальцинированной соды, линию подачи раствора перекиси водорода, смеситель, реактор для грануляции и сушки затравочных частиц перкарбоната натрия при этом установка снабжена узлом для приготовления раствора солевой смеси и блоком нанесения покрытия, соединенным с реактором для грануляции и сушки перкарбоната и упомянутым узлом для приготовления раствора солевой смеси.
Блок нанесения покрытия выполнен с возможностью реализации режима псевдосжжиженного слоя и имеет форсунки для распыления солевого стабилизированного раствора.
Блок нанесения покрытия снабжен также патрубками для подвода горячего воздуха, удаления парогазовой смеси и приема затравочных частиц перкарбоната и соединен с реактором через классификатор.
На чертеже приведена схема установки для получения перкарбоната натрия. Позиции на чертеже обозначают следующее:
1. Смеситель
2. Реактор для грануляции и сушки перкарбоната натрия
3. Аппарат для очистки от газов и пыли
4. Циклон
5. Классификатор
6. Мельница
7. Блок нанесения покрытия
8. Аппарат для сухой очистки от газов и пыли
9. Узел приготовления солевого раствора
10. Просеиватель вибрационный
11. Линия подачи перекиси водорода
12. Линия подачи раствора карбоната натрия
13. Линия подачи полученного перкарбоната натрия
14. Линия подачи перкарбоната натрия на капсулирование.
15. Линия подачи солевого раствора
16. Линия подачи пылевидной фракции на утилизацию
17. Линия отвода пылегазовой смеси в атмосферу
18. Линия фасовки перкарбоната натрия.
Сущность полезной модели состоит в том, что перкарбонат натрия с повышенной стабильностью (далее перкарбонат натрия К или ПКН-К) получают непрерывным способом путем поверхностной обработки гранул перкарбоната натрия раствором неорганических солей в кипящем слое с одновременной сушкой обработанного продукта в блоке для нанесения покрытия. Сушка производится в токе горячего воздуха, нагреваемого в калорифере, в трубное пространство которого подается пар с давлением не более 1,2 МПа.
В смеситель 1 по линиям подают раствор перекиси водорода по линии 11 и раствор карбоната натрия по линии 12. В реакторе 2 осуществляют грануляцию и сушку перкарбоната натрия.
Товарная часть полученного стабилизированного ПКН по линии 14 поступает на капсулирование в блок 7 нанесения покрытия для нанесения на него солевого раствора капсулирующего вещества по линии 15, который поступает из узла 9 приготовления солевого раствора.
Пылевая фракция полученного ПКН поступает по линии 13 в классификатор 5. Крупные фракции перкарбоната натрия из классификатора 5 подают в мельницу 6. Измельченный перкарбонат натрия смешивают с мелкими фракциями и через циклон 4 возвращают
в смеситель 1. Узел 2 пылеулавливания соединен с реактором и включает каскад аппаратов очистки газов от пыли 3 и 8, из которых сухой пылеобразный перкарбонат натрия после улавливания возвращается в смеситель 1 и используется в качестве ретура, а очищенный воздух выбрасывается в атмосферу по линии 17.
Блок 7 нанесения покрытия представляет собой сварной аппарат из нержавеющей стали, в нижней части которого установлена щелевая газораспределительная решетка площадью 1,0-10,0 м2, вместимостью 2-30 м 3.
Блок 7 имеет патрубки для подвода горячего воздуха и удаления парогазовой смеси, что позволяет одновременно с нанесением покрытия осуществлять сушку перкарбоната, 1-25 форсунок для подачи раствора солевой смеси в кипящий слой продукта, патрубок для приема технического перкарбоната натрия в зону распыления раствора солевой смеси, выгрузочное устройство для отвода готового продукта, по 1-3 смотровых окна с двух противоположных сторон для контроля процесса обработки продукта раствором солевой смеси и его сушки.
Форсунки (не показаны), расположенные у стенки блока со стороны поступления продукта на покрытие, размещенные на одном или нескольких уровнях, могут перемещаться по вертикали, глубине ввода в блок и регулироваться по углу наклона по отношению к горизонтальной оси сушилки и блока покрытия.
Блок 7 нанесения покрытия снабжен приборами контроля температуры под решеткой, в кипящем слое, на выходе паро-газовой смеси из сушилки, приборами контроля перепада давления в кипящем слое, разрежения в сушилке, давления под решеткой (не показаны).
По окончании прогрева блока 7 в кипящий слой гранул перкарбоната натрия через форсунки подают раствор солевой смеси. Для распыления раствора солевой смеси в форсунки подается сжатый воздух с давлением 0,25-0,7 МПа, предварительно подогретый в трубопроводе, вмонтированном в газоход подачи горячего воздуха от калориферной установки в сушилку. Объемный расход раствора солевой смеси 5-1000 дм3/ч задается с помощью калиброванных отверстий сопел форсунок, давлением подаваемого раствора и количеством включенных форсунок. Заданный объемный расход раствора контролируется, регистрируется. Для предотвращения кристаллизации солевой смеси в форсунках, внешняя поверхность их заключена в кожух, через который продувается горячий воздух, подаваемый через отвод из газохода подачи горячего воздуха от калориферной установки в сушилку.
В блок покрытия подается воздушный поток регулируемый по температуре от 15 до 75°С для управления выходной влажностью продукта в диапазоне 0,1-3,0% и для обеспечения утилизации тепла продукта, получаемого на стадии гранулирования.
Отходящий парогазовый поток от блока 7 нанесения покрытия, содержащий мелкую фракцию перкарбоната и покрывного материала, направляется на общую систему пылегазоочистки установки получения гранулированного перкарбоната натрия и (или) на собственную систему сбора пыли.
Полученный после дополнительной обработки продукт отправляется на дополнительную классификацию или непосредственно на фасовку в качестве товарного продукта.
Одновременно с подачей раствора солевой смеси, включают подачу перкарбонат натрия в зону распыления солевой смеси.
В качестве покрывного материала используется трехкомпонентная солевая смесь содержащая сульфат натрия 50-99%, карбонат натрия 0,5-50% и силиката натрия 0,1-3%.
Покрывной материал наносят на перкарбонат натрия гранулированный в виде водного 10-35% раствора с температурой 20-45°С.
Покрывной материал наносят в виде водного раствора из расчета 1 -20% сухого материала на вес перкарбоната натрия гранулированного, причем предпочтительно 4-8%.
Массовый расход гранулированного перкарбоната натрия 40-5000 кг/ч обеспечивают производительностью реактора 2 (одной или нескольких параллельно работающих на один узел получения перкарбоната К) напрямую либо через промежуточную емкость. В кипящем слое происходит увлажнение поверхности гранул продукта раствором солевой смеси. Процесс нанесения регулируют высотой кипящего слоя (с помощью частотных преобразователей вентиляторов обеспечивающих кипящий слой в сушилке 7), регулированием положения заслонки люка выгрузки продукта, регулированием подачи ПКН, размещением форсунок на одном или нескольких уровнях, перемещением по вертикали, глубине ввода в сушилку 7 и регулированием по углу наклона по отношению к горизонтальной оси.
Удаление влаги с поверхности обработанного продукта происходит по мере продвижения его к выгрузочному люку блока 7 нанесения покрытия при температуре слоя 50-100°С и разрежении 0,08-0,8 кПа. Автоматическое регулирование температуры кипящего слоя 50-100°С в блоке 7 нанесения покрытия производят изменением расхода пара в калориферную установку.
Выгрузка перкарбоната натрия К производится через просеиватель 10 вибрационный. Отсеянный товарный продукт направляется на установку прямой фасовки по линии 18, либо в бункер для сбора и охлаждения готового продукта. Выгруженный продукт анализируют, отбирая пробу из просеивателя 10 и при массовой доле солевой смеси менее или более установленной - увеличивают или уменьшают высоту слоя (перепад давления) для увеличения или уменьшения времени пребывания продукта в сушилке, также регулируют массовую долю солевой смеси в продукте уменьшая или увеличивая количество работающих форсунок и концентрацию подаваемой смеси.
Пыль и крупная фракция из просеивателя 10 направляются в систему 17 сбора пыли сушилки гранулирования либо на утилизацию 16.
Пример 1.
Перкарбонат натрия получали при покрытии 25% раствором, содержащим 80% сульфата натрия, 19% карбоната натрия и 1% силиката натрия при температуре раствора 40°С.
В таблице 1 приведены характеристики покрытого стабилизированного перкарбоната натрия.
| Таблица 1 | |||||
| Масса активного кислорода, % | Масса покрывного материала в пересчете на сульфат натрия | Насыпная плотность г/см3 | Массовая доля потерь при высушивании | Размер частиц, мм | Стабильность (% потерь активного кислорода через 15 часов при 65°С и 100% влажности) |
| 13,4 | 5,5 | 1,19 | 0,8 | >1.0 | 1,91 |
| 13,5 | 5,5 | 1,22 | 0,66 | 1,0 | 2,10 |
| 13,2 | 5,9 | 1,28 | 0,73 | 0,8 | 2,15 |
| 13,3 | 6,5 | 1,27 | 0,69 | 0,6 | 2,23 |
| 13,1 | 7,0 | 1,29 | 0,74 | 0,4 | 2,7 |
| 13,07 | 7,1 | 1,23 | 0,65 | 0,16 | 3,84 |
| 13,00 | 7,5 | 1,21 | 0,59 | 0,1 | 4,00 |
| 12,8 | 7,7 | 1,24 | 0,48 | <0,1 | 4,31 |
| Ср 13,2 | 6,5 | 1,24 | 0,68 | 0,85 | 2,30 |
Результатом проведения покрытия стандартного гранулированного перкарбоната натрия с помощью заявленной полезной модели явилось повышение общей стабильности продукта на 15-45%
Пример 2.
Перкарбонат натрия получали при покрытии 10% раствором, содержащим 95% сульфата натрия, 4,5% карбоната натрия и 0,5% силиката натрия при температуре раствора 25°С.
В таблице 2 приведены характеристики покрытого стабилизированного перкарбоната натрия, полученного по примеру 2
| Таблица 2 | |||||
| Масса активного кислорода, % | Масса покрывного материала в пересчете на сульфат натрия | Насыпная плотность г/см3 | Массовая доля потерь при высушивании | Размер частиц, мм | Стабильность (% потерь активного кислорода через 15 часов при 65°С и 100% влажности) |
| 13,30 | 5,6 | 1,20 | 0,8 | >1.0 | 1,90 |
| 13,40 | 5,7 | 1,23 | 0,73 | 1,0 | 2,00 |
| 13,30 | 5,8 | 1,27 | 0,75 | 0,8 | 2,05 |
| 13,15 | 6,4 | 1,28 | 0,77 | 0,6 | 2,13 |
| 13,20 | 6,7 | 1,3 | 0,72 | 0,4 | 2,65 |
| 13,05 | 7,0 | 1,27 | 0,76 | 0,16 | 2,85 |
| 13,05 | 7,1 | 1,25 | 0,69 | 0,1 | 3,95 |
| 13,18 | 7,3 | 1,27 | 0,58 | <0,1 | 5,35 |
| Ср 13,2 | 6,45 | 1,25 | 0,72 | 0,78 | 2,80 |
Пример 3.
Перкарбонат натрия получали при покрытии 25% раствором, содержащим 50% сульфата натрия, 49% карбоната натрия и 3,0% силиката натрия при температуре раствора 35°С.
В таблице 3 приведены характеристики покрытого стабилизированного перкарбоната натрия, полученного по примеру 3.
| Таблица 3 | |||||
| Масса активного кислорода, % | Масса покрывного материала в пересчете на сульфат натрия | Насыпная плотность г/см3 | Массовая доля потерь при высушивании | Размер частиц, мм | Стабильность (% потерь активного кислорода через 15 часов при 65°С и 100% влажности) |
| 13,40 | 4,4 | 1,23 | 0,65 | >1.0 | 2,21 |
| 13,20 | 4,8 | 1,24 | 0,53 | 1,0 | 2,24 |
| 13,20 | 5,2 | 1,26 | 0,71 | 0,8 | 2,25 |
| 13,10 | 5,5 | 1,27 | 0,65 | 0,6 | 2,17 |
| 13,10 | 5,9 | 1,31 | 0,68 | 0,4 | 2,54 |
| 13,00 | 6,4 | 1,32 | 0,59 | 0,16 | 2,67 |
| 12,95 | 6,6 | 1,29 | 0,62 | 0,1 | 3,23 |
| 12,90 | 7,0 | 1,29 | 0,64 | <0,1 | 4,02 |
| Ср 13,1 | 6,4 | 1,26 | 0,65 | 0,69 | 2,65 |
Пример 4.
Перкарбонат натрия получали при покрытии 35% раствором, содержащим 50% сульфата натрия, 49,7% карбоната натрия и 0,3% силиката натрия при температуре раствора 45°С.
В таблице 4 приведены характеристики покрытого стабилизированного перкарбоната натрия, полученного по примеру 4.
| Таблица 4 | |||||
| Масса активного кислорода, % | Масса покрывного материала в пересчете на сульфат натрия | Насыпная плотность г/см3 | Массовая доля потерь при высушивании | Размер частиц, мм | Стабильность (% потерь активного кислорода через 15 часов при 65°С и 100% влажности) |
| 13,15 | 4,6 | 1,24 | 0,58 | >1.0 | 2,09 |
| 13,00 | 4,8 | 1,26 | 0,63 | 1,0 | 1,95 |
| 12,90 | 4,9 | 1,24 | 0,65 | 0,8 | 2,15 |
| 12,65 | 5,3 | 1,24 | 0,71 | 0,6 | 2,10 |
| 12,50 | 5,9 | 1,27 | 0,72 | 0,4 | 2,35 |
| 12,75 | 5,9 | 1,27 | 0,65 | 0,16 | 2,80 |
| 12,55 | 6,4 | 1,25 | 0,66 | 0,1 | 3,65 |
| 12,48 | 6,2 | 1,26 | 0,68 | <0,1 | 4,05 |
| Ср 12,85 | 5,5 | 1,26 | 0,64 | 0,83 | 2,65 |
1. Установка для получения гранулированного перкарбоната натрия, содержащая линию подачи кальцинированной соды, линию подачи раствора перекиси водорода, смеситель, реактор для грануляции и сушки перкарбоната натрия, отличающаяся тем, что она снабжена узлом для приготовления раствора солевой смеси и блоком нанесения покрытия, соединенным с реактором для грануляции и сушки перкарбоната натрия и узлом для приготовления раствора соляной смеси.
2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что блок нанесения покрытия выполнен с возможностью создания режима псевдосжиженного слоя и имеет форсунки для распыления раствора солевой смеси.
3. Установка по п.2, отличающаяся тем, что блок нанесения покрытия снабжен патрубками для подвода горячего воздуха, удаления парогазовой смеси и приема затравочных частиц перкарбоната.
4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что блок нанесения покрытия соединен с реактором через классификатор.
