ES2227210T3 - Procedimiento para producir granulos de nitrato de calcio. - Google Patents
Procedimiento para producir granulos de nitrato de calcio.Info
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Abstract
Un procedimiento para producir gránulos de nitrato cálcico, incluyendo el procedimiento las etapas de: preparar un baño fundido de nitrato cálcico; pulverizar el baño fundido en un lecho de recirculación de un primer granulador de lecho fluido, suministrándose al lecho de recirculación aire que ha sido acondicionado hasta una humedad relativa menor que el 30% a 40ºC, y calentado a una temperatura comprendida entre 60ºC y 100ºC, para formar gránulos de nitrato cálcico; y enfriar los gránulos de nitrato cálcico en un segundo lecho fluido hasta una temperatura de 50ºC a 60ºC, y reciclar una porción de los gránulos enfriados al primer granulador de lecho fluido como partículas de siembra.
Description
Procedimiento para producir gránulos de nitrato
de calcio.
Esta invención se refiere a un procedimiento para
producir gránulos de nitrato cálcico.
Son conocidos varios procesos para producir
nitrato cálcico sólido. Estos procesos incluyen la granulación en un
granulador de tambor o cubeta, desescamado y perlado. Los gránulos
de nitrato cálcico se utilizan principalmente en la agricultura como
fertilizante, y como materia prima para fabricación de
explosivos.
Es un objetivo de esta invención proporcionar un
procedimiento mejorado para producir gránulos de nitrato
cálcico.
De acuerdo con la invención, se proporciona un
procedimiento para producir gránulos de nitrato cálcico, incluyendo
el procedimiento los pasos de:
- preparar un baño fundido de nitrato cálcico;
- pulverizar el baño fundido en el lecho de recirculación de un primer granulador de lecho fluido, en el que se suministra al lecho de recirculación aire que ha sido acondicionado hasta alcanzar una humedad relativa menor que el 30% a 40ºC y que ha sido calentado a una temperatura entre 60ºC y 100ºC, para formar gránulos de nitrato cálcico;
- enfriar los gránulos de nitrato cálcico en un segundo lecho fluido hasta alcanzar una temperatura de 50ºC a 60ºC y reciclar una porción de gránulos enfriados al primer granulador de lecho fluido, como partículas de siembra.
El aire acondicionado en el primer lecho fluido
se calienta, preferiblemente, hasta una temperatura comprendida
entre 80ºC y 100ºC.
El aire introducido al segundo lecho fluido
preferiblemente está acondicionado y tiene una humedad relativa
menor que el 30% a 40ºC, y se calienta hasta una temperatura
comprendida entre 30ºC y 40ºC.
Típicamente, los gránulos recogidos del segundo
lecho fluido, después de clasificarse, se introducen en un tercer
lecho fluido y se enfrían por debajo de 40ºC por medio de aire
acondicionado que tiene una humedad relativa menor que el 30% a 40ºC
y a una temperatura menor que 35ºC, antes de ser introducidos en
bolsas.
Ventajosamente, el baño fundido de nitrato
cálcico pulverizado en el primer granulador de lecho fluido tiene
una concentración del 85% al 90% (m/m) y una temperatura de 130ºC a
140ºC.
El dibujo muestra una línea esquemática de
proceso para un proceso de acuerdo con una realización de la
invención.
Haciendo referencia al dibujo, se utiliza un
granulador 10 de lecho fluido para producir gránulos de nitrato
cálcico a partir de nitrato cálcico líquido. El granulador 10 de
lecho fluido consiste en un armario 12 de acero inoxidable que está
dividido por una placa perforada 14 orientada horizontalmente. Se
bombea una corriente de aire 16 al fondo del granulador 10, a través
de la placa perforada 14, al interior de la región 18 del lecho
fluido y se extrae en una salida superior 20 del granulador 10 y a
continuación, pasa a través de un lavador de aire 22 y se libera a
la atmós-
fera.
fera.
En este proceso, se aspira aire ambiente 24 al
interior del condensador 26, de tipo de radiador, que contiene agua
que se enfría de 6ºC a 16ºC por medio de un ventilador 28. El aire
aspirado en el condensador 26 se enfría por debajo del punto de
rocío del mismo, con lo cual se condensa el vapor de agua y, de esta
manera, el aire es enfriado y acondicionado. El térmico
"acondicionado" significa que se ha eliminado la humedad del
aire. El aire acondicionado preferiblemente tiene una humedad
relativa menor que el 30% al 40ºC. A continuación, el aire
acondicionado pasa a través del radiador 30 calentado por vapor, que
calienta el aire hasta alcanzar una temperatura comprendida entre
60ºC y 100ºC. A continuación se bombea el aire acondicionado
calentado 16 al granulador 10, para formar el lecho fluido 18.
Se produce una solución liquida 32 de nitrato
cálcico haciendo reaccionar una fuente de calcio, por ejemplo
carbonato cálcico, con ácido nítrico. En esta realización de la
invención, se neutraliza una solución ácida de ácido nítrico al 60%
con cal (CaCO_{3}). Se utiliza un ligero exceso de ácido nítrico
para hacer reaccionar toda la cal. A continuación, se eliminan por
filtración las impurezas no disueltas y se neutraliza el exceso de
ácido nítrico de la solución con amoniaco. Por lo tanto, la solución
filtrada contiene una cantidad de nitrato amónico. Se proporcionan
condiciones para alcanzar una relación molar típica de 5 moles de
nitrato cálcico y 1 mol de nitrato amónico en la solu-
ción.
ción.
El nitrato cálcico liquido 32, que tiene una
concentración del 70% - 80% (m/m), pasa a una unidad de
concentración 34 y es concentrado al 85% - 90% (m/m) con un
contenido de humedad libre del 10% - 15%, utilizando vapor a
8-10 bar (0,8-1 MPA) de presión. A
continuación, el nitrato cálcico concentrado líquido se inyecta en
la zona 18 del lecho fluido del granulador 10 por medio de boquillas
de pulverización 36, a una temperatura de 130ºC a
140ºC.
140ºC.
Cuando se inicia el funcionamiento del granulador
de lecho fluido, se le proporcionan partículas de siembra de nitrato
cálcico que tienen un tamaño de, aproximadamente, 1 a 5 mm. El
nitrato cálcico concentrado líquido se pulveriza en la zona 18 del
lecho fluido del granulador 10 de lecho fluido, y se elimina el
resto del 10% - 15% de humedad libre en el nitrato cálcico por medio
de aire acondicionado caliente 16. Se deposita el nitrato cálcico
líquido sobre las partículas 10 de siembra de nitrato cálcico para
formar gránulos de nitrato cálcico. Los gránulos de nitrato cálcico
son muy higroscópicos. Es muy importante que el aire acondicionado
16 tenga una humedad relativa menor que el 30% a 40ºC. Si el aire 16
no se ha acondicionado, los gránulos pueden absorber humedad del
aire, y convertirse en pegajosos y aglomerarse.
Los gránulos de nitrato cálcico formados dentro
del granulador 10 de lecho fluido pasan a un segundo lecho fluido
adyacente que es un enfriador primario 38. El enfriador primario 38
enfría los gránulos hasta, aproximadamente, 50ºC a 60ºC, con el aire
acondicionado 40 del radiador 26 del condensador, que ha sido
calentado hasta una temperatura de 30ºC a 40ºC. Si los gránulos no
hubiesen pasado a través del enfriador primario 38 para su
enfriamiento, se produciría una falta de equilibrio térmico. Además,
los gránulos estarían demasiado calientes, lo cual produciría la
fusión o el ablandamiento de los gránulos. El enfriador primario 38
también hace posible incrementar la capacidad de producción del
granulador 10 de lecho fluido, puesto que se puede incrementar el
flujo de baño fundido caliente a 130ºC en el granulador 10 de lecho
fluido. Se extrae el aire del lecho fluido 38 por una salida
superior 39 del mismo y pasa a través del lavador de gases 22,
después de lo cual se libera a la atmósfera.
A continuación, los gránulos pasan desde el
enfriador primario 38 a un clasificador en forma de un filtro de
capa doble 42, en el cual se clasifican. El tamaño del filtro
dependerá del tamaño requerido de los gránulos. El filtro 42
normalmente tendrá orificios con diámetros de 2 mm a 5 mm. Se
alimentan los gránulos sobredimensionados a un triturador 44 y se
reciclan al granulador 10 de lecho fluido, como partículas de
siembra. Los finos 46, es decir, aquellos gránulos menores de 2 mm
de diámetro, también se devuelven al granulador 10 de lecho fluido
como partículas de siembra.
A continuación, los gránulos "de tamaño
apropiado" pasan a un enfriador secundario 48 en forma de un
tercer lecho fluido, en donde son enfriados a temperatura inferior a
40ºC con aire acondicionado 50 del condensador 26, y a continuación,
se introduce el producto final en bolsas 52.
Los gránulos producidos por el procedimiento son
duros y secos y no se rompen fácilmente durante su manejo. Los
gránulos también tienen una menor tendencia a aglomerarse, son
fácilmente solubles en agua y tienen una distribución uniforme de
tamaño de partícula.
Si se desea, el producto final puede tratarse con
un agente antiaglomerante, tal como amino - aceite, para disminuir
la aglomeración de los gránulos. Este agente antiaglomerante no
seria adecuado para gránulos que vayan a ser utilizados para un
fertilizante soluble en agua. Se puede usar un agente
antiaglomerante soluble en agua, tal como el sulfonato de naftaleno,
si se requiere un producto soluble en agua.
Se produjo una primera solución de nitrato
cálcico líquido en un procedimiento continuo neutralizando ácido
nítrico con carbonato cálcico. Se neutralizaron 8,5 toneladas / hora
de una solución de ácido nítrico al 60% con 4,1 toneladas / hora de
carbonato cálcico. Se utilizó un ligero exceso de ácido nítrico. A
continuación, la solución pasó a través de una prensa de filtrado
para eliminar materia insoluble y a continuación, se neutralizó con
0,12 toneladas / hora de amoniaco para formar nitrato amónico en la
solución. la relación molar de nitrato cálcico a nitrato amónico en
la solución era 5:1. La primera solución tenía la siguiente
composición:
\vskip1.000000\baselineskip
| Calcio: | 14,7% (m/m) |
| Nitrógeno en forma amoniacal: | 1,0% (m/m) |
| Nitrógeno en forma nitrato: | 11,3% (m/m) |
La primera solución mencionada más arriba se
concentró a presión atmosférica evaporando agua de la solución,
utilizando vapor a una presión de 8 bar (0,8 MPA) por medio de
serpentines de vapor en un tanque concentrador, para formar una
segunda solución concentrada. La segunda solución tenía un contenido
de agua del 13,2% (excluyendo agua de cristalización) y una
composición de:
| Calcio: | 16,4% (m/m) |
| Nitrógeno en forma amoniacal: | 1,2% (m/m) |
| Nitrógeno en forma nitrato: | 12,8% (m/m) |
La segunda solución alcanzó una temperatura de
139ºC durante la etapa de evaporación.
A continuación, se bombeó la segunda solución al
granulador del lecho fluido a través de cuatro boquillas de
atomización de aire, con un caudal de 2,15 toneladas / hora. Se
suministró aire acondicionado calentado al granulador de lecho
fluido. El aire acondicionado, que había pasado a través de un
condensador de tipo radiador, tenía una humedad relativa del 28% a
40ºC, y se calentó hasta una temperatura de 92ºC. El granulador de
lecho fluido tenía una superficie fluidizante total de 1,00 m^{2},
con un 8% de aberturas con orificios de diámetro 1,5 mm.
A continuación, los gránulos de nitrato cálcico
del granulador de lecho fluido pasaron a un enfriador primario en
forma de un segundo lecho fluido con una superficie total de
fluidificación de 0,65 m^{2}, y las mismas aberturas que el primer
lecho fluido. A continuación se suministró al segundo lecho fluido
aire acondicionado calentado de un condensador de tipo radiador. El
aire acondicionado tenía una humedad relativa del 28% a 40ºC, y se
calentó a una temperatura de 35ºC.
Los gránulos del enfriador primario, que tenían
una temperatura de 57ºC y un tamaño de partícula desde menos de 0,5
mm a 12 mm, a continuación se filtraron a través de un filtro de
doble capa con un tamaño de producto de 2 mm a 5 mm, y a
continuación se alimentaron a un enfriador secundario con una
superficie fluidizante total de 0,60 m^{2} y las mismas aberturas
que los otros lechos fluido, con un caudal de 1,9 toneladas / hora.
Se proporcionó al enfriador secundario aire acondicionado que tenía
un contenido de humedad del 28% a 40ºC, que se había calentado a
32ºC. El producto final que salía del enfriador secundario estaba a
una temperatura de 39ºC. Se embolsó directamente el producto final
en bolsas de 1 tonelada y se transportó a una unidad de embolsado,
en la que se embolsaron en bolsas de 25 kg.
La composición del producto final fue:
| Calcio: | 18,9% (m/m) |
| Nitrógeno en forma amoniacal: | 1,45% (m/m) |
| Nitrógeno en forma de nitrato: | 14,7% (m/m) |
1 tonelada = 1x10^{3} kg.
Claims (8)
1. Un procedimiento para producir gránulos de
nitrato cálcico, incluyendo el procedimiento las etapas de:
- preparar un baño fundido de nitrato cálcico;
- pulverizar el baño fundido en un lecho de recirculación de un primer granulador de lecho fluido, suministrándose al lecho de recirculación aire que ha sido acondicionado hasta una humedad relativa menor que el 30% a 40ºC, y calentado a una temperatura comprendida entre 60ºC y 100ºC, para formar gránulos de nitrato cálcico; y
- enfriar los gránulos de nitrato cálcico en un segundo lecho fluido hasta una temperatura de 50ºC a 60ºC, y reciclar una porción de los gránulos enfriados al primer granulador de lecho fluido como partículas de siembra.
2. El procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 1, en el que el aire acondicionado en el primer lecho
fluido se calienta a una temperatura de 80ºC a 100ºC.
3. El procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 1, en el que el aire introducido en el segundo lecho
fluido es acondicionado y tiene una humedad relativa menor que el
30% a 40ºC.
4. El procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 3, en el que el aire acondicionado introducido al
segundo lecho fluido se calienta a una temperatura entre 30ºC y
40ºC.
5. El procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 4, en el que los gránulos recogidos del segundo lecho
fluido, después de ser clasificados, se introducen en un tercer
lecho fluido y se enfrían por debajo de 40ºC por medio de aire
acondicionado, antes de ser introducidos en bolsas.
6. El procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 5, en el que el aire acondicionado introducido al
tercer lecho fluido tiene una humedad relativa menor que el 30% a
40ºC.
7. El procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 6, en el que el aire acondicionado introducido al
tercer lecho fluido tiene una temperatura menor de 35ºC.
8. El procedimiento de acuerdo a una cualquiera
de las reivindicaciones precedentes, en el que el baño fundido de
nitrato cálcico pulverizado en el primer granulador de lecho fluido
tiene una concentración del 85% al 90% (m/m) y una temperatura de
130ºC a 140ºC.
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