Ретур представляет собой возвратный материал в процессе производства гранулированных минеральных удобрений, который образуется при классификации готового продукта и направляется обратно в технологический цикл. Этот материал состоит из мелких и крупных фракций гранул, не соответствующих стандартным размерам товарной продукции. Использование ретура является ключевым элементом современных технологий гранулирования, позволяющим повысить эффективность производства и качество конечного продукта.
Что такое ретур в производстве минеральных удобрений
Ретур в технологии производства гранулированных удобрений - это часть высушенного продукта, которая после просеивания возвращается на стадию гранулирования. Образование ретура происходит при разделении материала на грохотах, где продукт классифицируется по размерам гранул.
В процессе гранулирования не все частицы достигают требуемого размера с первого прохода через оборудование. Товарной фракцией обычно считаются гранулы размером от 1 до 4 миллиметров, хотя для отдельных видов удобрений диапазон может составлять от 2 до 5 миллиметров. Все что меньше или больше установленного диапазона направляется обратно в производственный цикл.
Коэффициент ретурности - это отношение массы возвращаемого материала к массе готового продукта. В зависимости от технологии и оборудования этот показатель может варьироваться от 0,3:1 до 10:1.
Основные функции ретура
- Служит центрами кристаллизации для формирования новых гранул правильного размера
- Поглощает избыточную влагу из пульпы или раствора в процессе напыления
- Обеспечивает стабильность процесса гранулирования и равномерность размеров готового продукта
- Позволяет регулировать температурный режим в аппарате за счет рециркуляции охлажденного материала
Виды ретура и их классификация
В промышленном производстве минеральных удобрений различают несколько типов ретура в зависимости от места его образования и способа возврата в технологический процесс.
Внешний ретур
Внешний ретур формируется после стадии охлаждения готового продукта при классификации на грохотах. Этот материал проходит полный цикл обработки - гранулирование, сушку и охлаждение - прежде чем вернуться в начало процесса. Крупная фракция предварительно измельчается в дробилках до требуемого размера.
Количество внешнего ретура зависит от типа применяемой технологии. В схемах с аммонизатором-гранулятором и сушильным барабаном внешний ретур составляет от 1:1 до 10:1 по отношению к товарному продукту. Такие системы называют высокоретурными.
Внутренний ретур
Внутренний ретур характерен для барабанных грануляторов-сушилок БГС. Мелкая фракция отделяется непосредственно внутри аппарата с помощью обратного шнека и сразу возвращается в зону гранулирования. Такая система позволяет существенно снизить общую ретурность процесса.
Преимущество внутреннего ретура заключается в сокращении транспортных операций и энергозатрат. Материал не требует дополнительного охлаждения перед возвратом, что упрощает технологическую схему.
| Тип ретура | Коэффициент ретурности | Применяемое оборудование |
|---|---|---|
| Внешний (высокоретурные схемы) | 3:1 - 10:1 | Аммонизатор-гранулятор + Сушильный барабан |
| Внешний (малоретурные схемы) | 0,3:1 - 1:1 | Сушилки кипящего слоя, БГС |
| Внутренний | Встроенная рециркуляция | Барабанный гранулятор-сушилка БГС |
| Комбинированный | Переменный | Современные комплексные установки |
Принцип работы системы ретура
Технологический процесс с использованием ретура представляет собой замкнутый цикл, где материал многократно проходит через зону гранулирования до достижения требуемых параметров. Рассмотрим работу системы на примере производства фосфорсодержащих удобрений.
Процесс гранулирования с ретуром
Пульпа или раствор удобрения подается форсунками в зону гранулирования, где распыляется на завесу падающих частиц ретура. При контакте жидкой фазы с твердыми частицами происходит послойное нанесение материала на поверхность гранул. Одновременно за счет тепла процесса или подаваемого теплоносителя происходит испарение влаги.
Образовавшиеся гранулы перемещаются по длине барабана, где происходит их окатывание и упрочнение. После выхода из аппарата материал классифицируется на грохотах. Товарная фракция направляется на охлаждение и упаковку, а некондиционный материал возвращается обратно.
Оптимизация ретурного потока
Для стабильной работы технологической линии критически важно поддерживать оптимальное соотношение ретура и свежего сырья. Избыток ретура приводит к образованию крупных комков и снижению производительности. Недостаток ретура вызывает формирование избыточного количества мелкой пыли.
Контроль количества ретура осуществляется автоматическими весами, которые регулируют его подачу в зависимости от массы готового продукта. Современные системы управления позволяют оперативно корректировать параметры процесса для достижения максимального выхода товарной фракции.
Оборудование для работы с ретуром
Эффективное управление ретурными потоками требует применения специализированного оборудования, которое обеспечивает транспортировку, классификацию и дозирование возвратного материала.
Барабанный гранулятор-сушилка БГС
БГС представляет собой наклоненный вращающийся барабан диаметром от 3 до 4,5 метров и длиной до 22 метров. Внутри установлена подъемно-лопастная насадка, которая создает завесу материала по всему сечению аппарата. Угол наклона составляет от 1 до 3 градусов к горизонту, скорость вращения - от 3 до 6 оборотов в минуту.
Отличительная особенность БГС - наличие обратного шнека для возврата внутреннего ретура. Это позволяет снизить общую ретурность процесса и уменьшить нагрузку на транспортное оборудование. Производительность современных установок БГС может достигать 18-25 тонн готового продукта в час для отдельных моделей.
Аммонизатор-гранулятор
Аммонизатор-гранулятор совмещает процессы химической реакции и гранулирования. Типовые размеры барабана составляют от 2,2 х 5 метров до 5 х 10 метров в зависимости от требуемой производительности. Скорость вращения достигает 9-10 оборотов в минуту. Внутри установлены распределители для подачи нескольких реагентов - кислоты, аммиака, пара.
В аммонизатор-гранулятор подается большое количество внешнего ретура - от 3,5 до 10 весовых единиц на единицу товарного продукта. Это обусловлено необходимостью поглощения тепла химической реакции и влаги из реагентов. Температура в аппарате поддерживается на уровне 60-75 градусов Цельсия.
Система классификации и возврата
- Вибрационные грохоты с ситами различных размеров для разделения фракций
- Дробилки для измельчения крупной фракции перед возвратом в процесс
- Элеваторы и транспортеры для перемещения ретура
- Автоматические весы для дозирования количества возвращаемого материала
- Системы пневмотранспорта для мелких фракций
Применение ретура в производстве различных удобрений
Технология с использованием ретура применяется при производстве практически всех видов гранулированных минеральных удобрений. Специфика работы с ретуром зависит от типа получаемого продукта.
Азотные удобрения
При производстве аммиачной селитры и карбамида используются преимущественно малоретурные схемы с коэффициентом ретурности от 0,3 до 1,0. Гранулирование ведется методом распыления плава на частицы ретура в псевдоожиженном слое. Каждая гранула многократно покрывается тонким слоем материала, что обеспечивает равномерный рост.
Фосфорные удобрения
Производство гранулированного суперфосфата характеризуется ретурностью от 20 до 30 процентов от массы готового продукта. При получении аммофоса применяются как высокоретурные схемы с аммонизатором-гранулятором, так и современные установки БГС с пониженной ретурностью.
Комплексные NPK-удобрения
Сложные удобрения на основе азота, фосфора и калия требуют высокой ретурности процесса. В зависимости от концентрации исходной фосфорной кислоты и состава смеси количество ретура может достигать 3,5-10 весовых единиц на единицу товарного продукта. Это необходимо для равномерного распределения компонентов и формирования качественных гранул.
Преимущества и недостатки использования ретура
Преимущества технологии с ретуром
- Повышение выхода товарной фракции до 80-90 процентов за счет многократной переработки материала
- Улучшение прочности гранул благодаря послойному нанесению материала на твердые частицы
- Стабилизация технологического процесса и равномерность качества продукции
- Возможность регулирования размера гранул изменением гранулометрического состава ретура
- Снижение потерь сырья и повышение общей эффективности производства
Недостатки и ограничения
- Увеличение энергозатрат на транспортировку и переработку возвратного материала в высокоретурных схемах
- Необходимость дополнительного оборудования для классификации, дробления и возврата ретура
- Усложнение системы управления процессом и контроля качества
- Периодические колебания гранулометрического состава, требующие оперативной корректировки
- Повышенная нагрузка на транспортное оборудование в технологических линиях
Современные тенденции и инновации
Развитие технологий производства минеральных удобрений направлено на снижение ретурности процесса при сохранении качества продукции. Малоретурные схемы становятся все более популярными благодаря экономии энергоресурсов и упрощению технологической схемы.
Применение трубчатых реакторов в сочетании с БГС позволяет перерабатывать концентрированную фосфорную кислоту и получать пульпу с влажностью всего 4-8 процентов. Это резко снижает потребность в ретуре и повышает производительность линии. В некоторых современных установках достигается практически безретурный режим работы.
Автоматизация управления ретурными потоками с использованием систем регулирования в реальном времени обеспечивает стабильность параметров процесса. Частотные регуляторы позволяют точно дозировать количество возвращаемого материала в зависимости от текущих условий производства.
Частые вопросы о ретуре в производстве удобрений
Ретур является неотъемлемой частью современного производства гранулированных минеральных удобрений. Правильная организация ретурных потоков позволяет достичь высокого выхода товарной фракции, обеспечить стабильное качество продукции и оптимизировать энергозатраты. Развитие малоретурных технологий и совершенствование оборудования открывает новые возможности для повышения эффективности химических производств.
Выбор оптимальной схемы с ретуром зависит от типа производимых удобрений, доступного оборудования и экономических факторов. Высокоретурные системы обеспечивают гибкость в производстве различных марок продукции, тогда как малоретурные схемы предпочтительны с точки зрения энергоэффективности. Понимание принципов работы системы ретура критически важно для специалистов химической промышленности.
Отказ от ответственности: Данная статья носит исключительно информационный и ознакомительный характер. Информация представлена на основе открытых источников и научно-технической литературы. Автор не несет ответственности за использование представленной информации в производственных или коммерческих целях. Для проектирования и эксплуатации промышленного оборудования необходимо обращаться к специализированным организациям и следовать действующим нормативным документам.
