PL234456B1

PL234456B1 - Method for producing granular lime fertilizer

Info

Publication number: PL234456B1
Application number: PL424063A
Authority: PL
Inventors: Tomasz Olejnik; Andrzej Obraniak; Stanisław Brzeziński; Elżbieta Sobiecka; Andrzej Baryga
Original assignee: Politechnika Lodzka
Priority date: 2017-12-27
Filing date: 2017-12-27
Publication date: 2020-02-28
Also published as: PL424063A1

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania granulowanego nawozu wapniowego.The subject of the invention is a method of producing granular calcium fertilizer.

Znane są sposoby wytwarzania granulowanych nawozów mineralnych wapniowych z mączek dolomitowych, wapiennych, kredy, gipsu oraz mieszanin ww. składników w drodze granulacji tych składników w granulatorach talerzowych i bębnowych, z użyciem wody lub wodnych roztworów melasu do nawilżania granulowanych składników pylistych.There are known methods of producing granulated calcium mineral fertilizers from dolomite, lime, chalk, gypsum and mixtures of the above-mentioned. ingredients by granulating these ingredients in plate and drum granulator, using water or aqueous molasses solutions to moisten the granulated powdery ingredients.

Błoto posaturacyjne, zwane inaczej błotem defekosaturacyjnym, błotem saturacyjnym, osadem saturacyjnym, szlamem defekacyjnym, szlamem saturacyjnym, jest produktem odpadowym z cukrowni, powstającym w ilości 8-12% masy przerabianych buraków. Zawiera ono 50% suchej masy, z czego 63-77,4% stanowi CaCOs, 7,4% MgCOs, 11,7% substancje organiczne, 0,3-0,4% azot i doPost-saturation mud, otherwise known as defecosaturation mud, saturation mud, saturation sludge, defecation sludge, saturation sludge, is a waste product from sugar factories, produced in the amount of 8-12% of the processed beet mass. It contains 50% dry matter, of which 63-77.4% is CaCOs, 7.4% MgCOs, 11.7% organic substances, 0.3-0.4% nitrogen and

0,5% P2O5. Błoto posaturacyjne jest dotychczas składowane na pryzmach.0.5% P2O5. So far, the post-saturation mud has been deposited on piles.

W polskim zgłoszeniu wynalazku P.422309 ujawniony jest sposób wytwarzania nawozu mineralnego wapniowego z błota posaturacyjnego w granulatorze bębnowym o pracy okresowej. Sposób ten wiąże się z małą wydajnością produkcji wynikającą z okresowego napełniania i opróżni ania granulatorów. Dużą niedogodnością przedstawionej w opisie technologii jest brak możliwości pełnej automatyzacji procesu produkcji oraz brak możliwości płynnego sterowania parametrami technologicznymi. Dodatkowym problemem jest konieczność zapewnienia licznej obsługi linii technologicznych, która narażona jest na szkodliwe działanie pyłów podczas załadunku materiałów pylistych.The Polish application of the invention P.422309 discloses a method of producing calcium mineral fertilizer from post-saturation mud in a drum granulator with periodic operation. This method is associated with low production efficiency due to periodic filling and emptying of the granulators. A big disadvantage of the technology presented in the description is the inability to fully automate the production process and the inability to smoothly control the technological parameters. An additional problem is the necessity to provide numerous servicing of technological lines, which is exposed to the harmful effects of dust during the loading of dusty materials.

Celem wynalazku jest opracowanie sposobu wytwarzania granulowanych nawozów wapniowych z błota posaturacyjnego i mączki kredowej, zapewniającego większą wydajność procesu, możliwość sterowania procesem, płynnego powiązania go z kolejnymi procesami technologicznymi takimi jak suszenie, klasyfikacja, chłodzenie i pakowanie oraz pozwalającego na produkcję nawozu o korzystnych właściwościach wszystkich granul przy znacząco mniejszej ilości osób obsługujących linię technologiczną i mniejszym oddziaływaniu pyłów na obsługę instalacji.The aim of the invention is to develop a method for the production of granulated lime fertilizers from post-saturation mud and chalk flour, ensuring greater process efficiency, the possibility of controlling the process, smoothly linking it with subsequent technological processes such as drying, classification, cooling and packaging, and allowing the production of fertilizer with favorable properties for all granules with significantly fewer people operating the technological line and less dust impact on the operation of the installation.

Sposób wytwarzania granulowanego nawozu wapniowego, z materiału sypkiego w postaci błota posaturacyjnego i mączki kredowej, na drodze granulacji, z użyciem wody do nawilżania podczas granulacji, według wynalazku polega na tym, że jako materiał sypki stosuje się błoto posaturacyjne o wilgotności do 0,5 i o uziarnieniu do 2,5 mm oraz mączkę kredową o wilgotności do 0,05 i uziarnieniu do 0,5 mm, a granulację prowadzi się w granulatorze bębnowym o pracy ciągłej, pochylonym do poziomu pod kątem 1-6°, przy czym do bębna granulatora obracającego się z prędkością obrotową 10-30 obr/min wprowadza się, przez otwór czołowy, ze stałą wydajnością błoto posaturacyjne, a granulujące się i przemieszczające się w sposób stały w bębnie w kierunku otworu wylotowego złoże błota posaturacyjnego nawilża się wodą o temperaturze 10-25°C, wprowadzaną pod ciśnieniem 10-30 kPa za pomocą zestawu dysz, którego początek znajduje się w odległości 0,05-0,15 długości bębna mierzonej od otworu czołowego, a koniec w odległości 0,3-0,4 długości bębna od otworu czołowego, przy czym wydajność przepływu cieczy nawilżającej wynosi 0,15-0,35 wydajności dostarczanego przez otwór czołowy błota posaturacyjnego, z kolei w odległości równej 0,05-0,3 długości bębna od otworu wylotowego bębna na przesypujące się i przemieszczające się w kierunku otworu wylotowego wilgotne i zgranulowane złoże nanosi się mączkę kredową ze stałą wydajnością wynoszącą 0,15-0,55 wydajności przemieszczającego się w bębnie złoża, a otrzymane granulki wysypuje się z bębna przez otwór wylotowy.The method of producing granulated lime fertilizer from loose material in the form of post-saturation mud and chalk flour by granulation, with the use of moisturizing water during granulation, according to the invention, consists in using post-saturation mud with a moisture content of up to 0.5% and grain size up to 2.5 mm and chalk flour with moisture up to 0.05 and grain size up to 0.5 mm, and granulation is carried out in a drum granulator with continuous operation, inclined to the horizontal at an angle of 1-6 °, with the drum of the granulator rotating at a rotational speed of 10-30 rev / min, the post-saturation mud is introduced through the front opening with a constant efficiency, and the post-saturation mud bed, granulating and moving steadily in the drum towards the outlet opening, is moistened with water at a temperature of 10-25 ° C, introduced at a pressure of 10-30 kPa through a set of nozzles, the beginning of which is at a distance of 0.05-0.15 of the length of the drum measured from the front opening, and the end at a distance of the length of the drum is 0.3-0.4 from the front opening, while the flow efficiency of the moisturizing liquid is 0.15-0.35 of the efficiency of the post-saturation mud provided by the front opening, and at a distance of 0.05-0.3 drum length from the outlet opening of the drum, chalk flour is applied to the moist and granulated bed on the wet and granulated bed, which is flowing towards the outlet, with a constant efficiency of 0.15-0.55 of the yield of the bed moving in the drum, and the obtained granules are poured out of the drum through the outlet .

Granulowane złoże błota posaturacyjnego korzystnie jest nawilżać zespołem dysz, którego początek znajduje się w odległości 0,1 długości bębna mierzonej od otworu czołowego, a koniec w odległości 0,3 długości od otworu czołowego, z wydajnością wynoszącą 0,15-0,25 wydajności dostarczanego przez otwór zasypowy błota posaturacyjnego, co zapewnia odpowiedni czas ekspozycji sypkiego błota na działanie cieczy nawilżającej oraz uzyskanie odpowiednich właściwości wytrzymałościowych granul.The granular bed of post-saturation mud is preferably moistened with a set of nozzles, the beginning of which is 0.1 of the length of the drum measured from the front opening, and the end is 0.3 of the length from the front opening, with an efficiency of 0.15-0.25 of the delivered capacity through the filling hole of the post-natural mud, which ensures the appropriate exposure time of the loose mud to the moistening liquid and obtaining the appropriate strength properties of the granules.

Mączkę kredową korzystnie nanosi się na granulowane złoże w odległości 0,25 długości bębna mierzonej od otworu wylotowego, z wydajnością wynoszącą 0,2-0,4 wydajności przemieszczającego się w bębnie złoża, co zapewnia przyleganie sypkiego materiału pudrującego do wilgotnych powierzchni utworzonych wcześniej granul i powstanie sypkiego, wzbogaconego o dodatkowe substancje złoża granulatu.The chalk flour is preferably applied to the granulated bed at a distance of 0.25 of the length of the drum measured from the outlet opening, with a capacity of 0.2-0.4 of the bed moving through the drum, which ensures that the powdery powder adheres to the wet surfaces of the previously formed granules and formation of a free-flowing bed of granules enriched with additional substances.

Mączkę kredową korzystnie dostarcza się do wnętrza bębna za pomocą przenośnika pneumatycznego lub taśmowego.The chalk meal is preferably supplied to the inside of the drum by a pneumatic or belt conveyor.

Wodę korzystnie wprowadza się w postaci kropel o średnicy do 6 mm lub w postaci strugi.The water is preferably introduced as droplets with a diameter of up to 6 mm or in the form of a stream.

Zestaw dysz jest korzystnie zamontowany w bębnie osiowo.The set of nozzles is preferably axially mounted in the drum.

PL 234 456 B1PL 234 456 B1

Sposób według wynalazku umożliwia prowadzenie procesu w sposób ciągły, z większą wydajnością w porównaniu z okresową metodą granulowania błota posaturacyjnego w aparatach bębnowych. Pozwala to także na sterowanie wydajnością dostarczanych surowców, a tym samym daje możliwość automatyzacji procesu wytwarzania granulatu i zmniejszenia ilości osób obsługujących instalację. Ciągłe dostarczanie pylistych komponentów do wnętrza bębna granulatora wyraźnie zmniejsza również niekorzystne oddziaływanie pyłów na zdrowie osób pracujących przy obsłudze granulatora. Praktycznie równomierne dostarczanie surowców pylistych oraz cieczy nawilżającej za pomocą zestawu dysz umieszczonych wewnątrz bębna, wpływa również na mniejszą ekspozycję pyłów, gdyż te są od razu wiązane przez dostarczaną ciecz wewnątrz bębna. Co więcej produkcja nawozów według wynalazku pozwala na płynne i ciągłe powiązanie tego procesu z kolejnymi operacjami technologicznymi takimi jak suszenie, przesiewanie, chłodzenie i konfekcjonowanie produktu.The method according to the invention allows the process to be carried out in a continuous manner, with greater efficiency compared to the batch method of granulating post-saturation mud in drum machines. It also allows you to control the efficiency of the supplied raw materials, and thus makes it possible to automate the process of producing granules and reduce the number of people operating the installation. The continuous supply of dusty components to the inside of the granulator drum also significantly reduces the adverse health effects of dusts on the health of people working with the granulator. Virtually even supply of powdery materials and the moisturizing liquid by means of a set of nozzles placed inside the drum, also affects the lower exposure of dusts, as they are immediately bound by the supplied liquid inside the drum. Moreover, the production of fertilizers according to the invention allows for a smooth and continuous linking of this process with subsequent technological operations such as drying, screening, cooling and product packaging.

Sposób według wynalazku umożliwia wykorzystanie produktu odpadowego - błota posaturacyjnego składowanego zwykle na pryzmach. Sposobem według wynalazku otrzymuje się nawóz mineralny zawierający związki wapniowe o dobrej jakości i składzie, zawierający ponadto różne składniki mineralne. Wprowadzanie, w ostatniej fazie do bębna granulatora mączki kredowej powoduje pokrycie materiałem drobnoziarnistym przewilżonych powierzchni wcześniej utworzonych aglomeratów, przez co zapewnia uzyskanie granul tworzących niezbrylające się złoże o sypkości pozwalającej na swobodny transport granulatu do kolejnych operacji technologicznych. Nawóz wapniowy otrzymany sposobem według wynalazku może być z powodzeniem stosowany zamiast dotychczas stosowanych nawozów wapniowych, w szczególności do odkwaszania gleby.The method according to the invention enables the use of a waste product - post-natural mud, usually stored on piles. The method according to the invention produces a mineral fertilizer containing calcium compounds of good quality and composition, and also containing various minerals. In the last phase, the introduction of the chalk flour into the drum of the granulator causes the fine-grained material to cover the dampened surfaces of previously formed agglomerates, which ensures obtaining granules forming a non-caking bed with a flowability allowing for free transport of granules to subsequent technological operations. The calcium fertilizer obtained by the method according to the invention can be successfully used instead of the calcium fertilizers used hitherto, in particular for soil deacidification.

Sposób według wynalazku ilustrują poniższe przykłady.The process of the invention is illustrated by the following examples.

P r z y k ł a d 1P r z k ł a d 1

Pochylony pod kątem 4° bęben granulatora o średnicy 500 mm i długości 2000 mm wprawiono w ruch obrotowy z prędkością 13 obrotów/minutę, po czym rozpoczęto dostarczanie do niego ze stałą wydajnością wynoszącą 230 kg/h przesianego na sicie o średnicy oczek 2,5 mm błota posaturacyjnego o wilgotności równej 0,38. Po wprawieniu materiału w granulatorze w ruch cyrkulacyjny złoże w wyniku pochylenia bębna i jego ruchu obrotowego zaczęło się przemieszczać wzdłuż osi bębna. Gdy zaobserwowano wysypywanie się złoża przez otwór wylotowy rozpoczęto zwilżanie go za pomocą zestawu dysz umieszczonych wewnątrz bębna wodą, o temperaturze 18°C, wprowadzaną kroplami o średnicy ok. 5 mm, przez zespół dysz, pod ciśnieniem 20 kPa, z wydajnością wynoszącą 55 kg/h. Dysze umieszczone były osiowo wewnątrz bębna w odległości 100 mm od jego początku, a odległość między nimi wynosiła 50 mm. Średnica wylotowa zraszacza wynosiła 1,5 mm. Po przebyciu przez nawilżone złoże odległości 1500 mm od czoła bębna, w czasie którego nastąpiło zgranulowanie zawartego w nim błota posaturacyjnego, na tak utworzone złoże dostarczono za pomocą przenośnika pneumatycznego, w odległości 500 mm od końca bębna i jego otworu wylotowego, mączkę kredową o uziarnieniu do 0,5 mm i wilgotności 0,05, z wydajnością wynoszącą 75 kg/h i kontynuowano mieszanie złoża. Dodatkowo wdozowana mączka kredowa przyłączała się do wilgotnych powierzchniowo granul błota posaturacyjnego, a utworzone w taki sposób aglomeraty uzyskały zagęszczoną strukturę i w wyniku ruchu osiowego i cyrkulacyjnego opuszczały bęben przez jego otwór wylotowy.The granulator drum with a diameter of 500 mm and a length of 2000 mm, inclined at an angle of 4 °, was set in rotation at a speed of 13 rpm, after which it was supplied with a constant capacity of 230 kg / h screened on a sieve with a mesh diameter of 2.5 mm post-natural mud with a moisture content of 0.38. After the material in the granulator was put into circulation, the bed began to move along the axis of the drum due to the inclination of the drum and its rotation. When the bed pouring out through the outlet opening was observed, it was wetted with a set of nozzles placed inside the drum with water at a temperature of 18 ° C, introduced in drops with a diameter of approx. 5 mm, through a set of nozzles, under a pressure of 20 kPa, with a capacity of 55 kg / h. The nozzles were placed axially inside the drum at a distance of 100 mm from its beginning, and the distance between them was 50 mm. The outlet diameter of the sprinkler was 1.5 mm. After the moistened bed had traveled a distance of 1500 mm from the drum face, during which the post-saturation mud contained in it was granulated, the bed thus formed was supplied with a pneumatic conveyor at a distance of 500 mm from the end of the drum and its outlet opening, chalk flour with grain size up to 0.5 mm and a moisture content of 0.05, at a capacity of 75 kg / h and continued mixing of the bed. In addition, the dosed chalk flour adhered to the surface-moist granules of the post-saturation mud, and the agglomerates formed in this way obtained a compact structure and, as a result of the axial and circulation movement, left the drum through its outlet.

Po wysuszeniu uzyskanego złoża w suszarce laboratoryjnej otrzymano nawóz w postaci granulatu, niepylącego się i niezbrylającego się, cechującego się dużą sypkością. Otrzymany nawóz zawierał 90% właściwej frakcji ziaren o granulacji 2-10 mm. Wytrzymałość mechaniczna określona w pomiarach odporności na ściskanie dla granul o wymiarach 4 mm osiągała wartość nie mniejszą niż 5 N, co zapewniało trwałość nawozu podczas transportu i dozowania. Stopień rozpadu granul otrzymanego nawozu w wilgotnym środowisku gleby zawierał się w granicach 90-100% masy użytego do pomiarów nawozu w czasie do 12 godzin.After drying the obtained bed in a laboratory dryer, the fertilizer was obtained in the form of granules, non-dusting and non-caking, characterized by high flowability. The obtained fertilizer contained 90% of the proper grain fraction with a grain size of 2-10 mm. The mechanical strength determined in the measurements of the compressive strength for granules with dimensions of 4 mm reached a value not lower than 5 N, which ensured the durability of the fertilizer during transport and dosing. The degree of disintegration of granules of the obtained fertilizer in the moist soil environment was within the range of 90-100% of the mass of the fertilizer used for measurements within 12 hours.

P r z y k ł a d 2P r z k ł a d 2

Pochylony pod kątem 3° bęben granulatora o średnicy 500 mm i długości 2000 mm wprawiono w ruch obrotowy z prędkością 15 obrotów/minutę, po czym rozpoczęto dostarczanie do niego ze stałą wydajnością wynoszącą 250 kg/h przesianego na sicie o średnicy oczek 2,5 mm błota posaturacyjnego o wilgotności równej 0,38. Po wprawieniu materiału w granulatorze w ruch cyrkulacyjny złoże w wyniku pochylenia bębna i jego ruchu obrotowego zaczęło się przemieszczać wzdłuż osi bębna. Gdy zaobserwowano wysypywanie się złoża przez otwór wylotowy, rozpoczęto zwilżanie go za pomocą zestawu dysz umieszczonych wewnątrz bębna wodą, ogrzaną w odrębnym zbiorniku ciśnieniowym do temperatury 21°C, wprowadzaną strugą, przez zespół dysz, pod ciśnieniem 30 kPa, z wydajnością wynoszącą 60 kg/h. Dysze umieszczone były osiowo wewnątrz bębna w odległości 200 mm od jegoThe 3 ° inclined granulator drum with a diameter of 500 mm and a length of 2000 mm was set in rotation at a speed of 15 rpm, after which it was supplied with a constant capacity of 250 kg / h screened on a sieve with a mesh diameter of 2.5 mm post-natural mud with a moisture content of 0.38. After the material in the granulator was put into circulation, the bed began to move along the axis of the drum due to the inclination of the drum and its rotation. When the bed pouring out through the outlet opening was observed, it was wetted with a set of nozzles placed inside the drum with water, heated in a separate pressure vessel to a temperature of 21 ° C, introduced in a stream, through a set of nozzles, under a pressure of 30 kPa, with a capacity of 60 kg / h. The nozzles were placed axially inside the drum at a distance of 200 mm from it

PL 234 456 B1 początku, a odległość między nimi wynosiła 50 mm. Średnica wylotowa zraszacza wynosiła 1,5 mm. Po przebyciu przez nawilżone złoże 1500 mm długości bębna, w czasie którego nastąpiło zgranulowanie zawartego w nim błota posaturacyjnego, na tak utworzone złoże dostarczono za pomocą przenośnika taśmowego, w odległości 400 mm od końca bębna i jego otworu wylotowego mączkę kredową o uziarnieniu do 0,5 mm i wilgotności 0,05, z wydajnością wynoszącą 100 kg/h i kontynuowano mieszanie złoża. Dodatkowo wdozowana mączka kredowa przyłączała się do wilgotnych powierzchniowo granul błota posaturacyjnego, a utworzone w taki sposób aglomeraty uzyskały zagęszczoną strukturę i w wyniku ruchu osiowego i cyrkulacyjnego opuszczały bęben przez jego otwór wylotowy.The beginning and the distance between them was 50 mm. The outlet diameter of the sprinkler was 1.5 mm. After 1500 mm of the length of the drum had traveled through the moistened bed, during which the post-saturation mud contained in it was granulated, a chalk meal with a grain size of 0.5 was delivered to the bed thus formed by means of a belt conveyor at a distance of 400 mm from the end of the drum and its outlet opening. mm and a moisture content of 0.05, with a throughput of 100 kg / h and continued mixing of the bed. In addition, the dosed chalk flour adhered to the surface-moist granules of the post-saturation mud, and the agglomerates formed in this way obtained a compact structure and, as a result of the axial and circulation movement, left the drum through its outlet.

Claims

Patent claims

1. The method of producing granulated lime fertilizer from loose material in the form of post-saturation mud and chalk flour by granulation, using water for moisturizing during granulation, characterized in that post-saturation mud with a moisture content of up to 0.5 and grain size is used as the loose material up to 2.5 mm and chalk flour with a moisture content of up to 0.05 and grain size up to 0.5 mm, and granulation is carried out in a continuous drum granulator, inclined to the horizontal at an angle of 1-6 °, with the granulator drum rotating at a rotational speed of 10-30 rpm, the post-saturation mud is introduced through the front opening with a constant efficiency, and the post-saturation mud bed, granulating and moving steadily in the drum towards the outlet opening, is moistened with water at a temperature of 10-25 ° C , introduced at a pressure of 10-30 kPa by means of a set of nozzles, the beginning of which is at a distance of 0.05-0.15 of the length of the drum measured from the front opening, and the end at a distance of 0.3-0, 4 lengths of the drum from the front opening, while the efficiency of the moisturizing liquid flow is 0.15-0.35 of the efficiency of the mud supplied through the front opening, while at a distance of 0.05-0.3 drum length from the outlet opening of the pouring drum and moist and granulated bed moving towards the outlet is applied with chalk flour with a constant efficiency of 0.15-0.55 of the bed moving in the drum, and the obtained granules are poured out of the drum through the outlet.

2. The method according to p. The method of claim 1, characterized in that the granular bed is moistened with a set of nozzles, the beginning of which is 0.1 of the length of the drum measured from the front opening, and the end is 0.3 of the length from the front opening, with an efficiency of 0.15-0, 25 of the capacity of the post-saturation mud provided by the charging hole.

3. The method according to p. The method of claim 1 or 2, characterized in that the chalk flour is applied to the granulated bed at a distance of 0.25 of the length of the drum measured from the outlet opening, with an efficiency of 0.2-0.4 of the efficiency of the bed moving in the drum.

4. The method according to p. A method as claimed in any one of the preceding claims, characterized in that the chalk flour is supplied to the inside of the drum by means of a pneumatic or belt conveyor.

5. A method according to any of claims according to any of the preceding claims, characterized in that the water is introduced in the form of droplets with a diameter of up to 6 mm or in the form of a stream.

6. The method according to any one of claims characterized in that the set of nozzles is axially mounted in the drum.