ES2672772T3 - Procedimiento y aparato de granulación en lecho fluido - Google Patents
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Abstract
Procedimiento de granulación en lecho fluido de una sustancia dada, que comprende las etapas de: - proporcionar un lecho fluido de un material particulado que comprende gránulos de dicha sustancia y partículas sólidas de una sustancia apropiada que sirven como semillas para el procedimiento de granulación; - alimentar un flujo de entrada (F) que comprende un líquido de crecimiento (L) que contiene dicha sustancia, a dicho procedimiento; - alimentar un flujo (S1) de dichas semillas al interior del lecho fluido, para fomentar el crecimiento de gránulos y para mantener la masa fluidificada; - tomar un flujo de gránulos sólidos como salida del procedimiento llevado a cabo en el lecho fluido; caracterizado porque una primera parte (F1) de dicho flujo de entrada (F) se alimenta directamente al lecho fluido, y una segunda parte (F2) de dicho flujo de entrada (F) se usa para generar al menos una parte de dicho flujo (S1) de semillas.
Description
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Las figuras 8 y 9 se refieren a otra realización, en la que el lecho fluido se alimenta en zonas predeterminadas diferenciadas. Más detalladamente, el granulador 1 comprende una pluralidad de distribuidores 10 que abarcan la longitud de una o ambas paredes laterales 4, 5 y a una altura predispuesta desde la parte inferior 3, por debajo de la superficie libre P del lecho fluido. Dichos distribuidores 10 proporcionan una alimentación del lecho fluido en zonas diferenciadas Z’, alternas a zonas sin alimentación Z”.
Más detalladamente, cada distribuidor 10 alimenta el líquido de crecimiento L a una zona de alimentación correspondiente Z’ del lecho fluido que abarca sustancialmente toda la extensión transversal del depósito 2, y que está delimitada longitudinalmente por partes de las paredes laterales alargadas 4 y 5 que soportan el distribuidor respectivo 10. Dichas zonas Z’ se alternan con zonas sin alimentación Z” que también abarcan sustancialmente toda la extensión transversal del depósito 2 y que están delimitadas longitudinalmente por partes de las paredes laterales alargadas 4, 5 que separan dos distribuidores sucesivos 10.
El procedimiento se inicia y termina preferiblemente en zonas sin alimentación Z”, concretamente se inicia en una zona Z” próxima a la pared de cabecera 6, y se termina en una zona última Z” cercana a la pared de descarga 7.
También se prefiere una zona sin alimentación Z” cercana a la pared de cabecera 6 (es decir, en la ubicación de las semillas S1) para establecer un vórtice regular para las semillas S1 antes de que se humedezcan por el fluido de crecimiento.
Otras características del granulador de las figuras 8 y 9, que incluyen un sistema de soplado de aire A para mantener el estado de lecho fluido, y la provisión de condición de vórtice tal como se observa en las figuras 6 ó 7, pueden proporcionarse sustancialmente según las divulgaciones citadas anteriormente de los documentos WO 02/074427 y WO 2005/097309.
Ahora se describe brevemente el procedimiento de granulación que se lleva a cabo mediante el lecho fluido.
En condiciones de estado estacionario, semillas y gránulos en crecimiento en el interior del depósito 2 se mantienen en una condición fluidificada (lecho fluido) mediante un flujo de aire A, que atraviesa la parte inferior 3 y se distribuye en el interior del lecho de una manera no homogénea para crear y mantener el vórtice V.
El nivel del lecho fluido se determina por la descarga a través de la abertura 8 o una válvula de descarga automática, que sigue el flujo principal desde la pared de cabecera 6 hacia la pared opuesta 7.
Debe observarse además que el aire A lleva a cabo un intercambio térmico con los gránulos en crecimiento que forman tal lecho fluido calentándose progresivamente. De hecho, el aire A retira el calor de solidificación de un fluido de crecimiento alimentado sobre las semillas S1 y sobre los gránulos en crecimiento.
Las partículas de lecho fluido (gránulos o semillas) ubicadas en la capa superior del lecho fluido chocan y se humedecen muchas veces con las partículas de líquido de crecimiento atomizado del flujo L, con una solidificación de la sustancia y una evaporación parcial del disolvente que puede estar en el interior de dicho líquido de crecimiento. Como consecuencia, la temperatura de los gránulos se incrementa en la zona relativa (superior) del lecho fluido.
Haciendo referencia por ejemplo a la figura 6, los gránulos “humedecidos” se empujan hacia la pared opuesta 4 y se desvían de manera natural hacia la parte inferior 3 del depósito 2, bajo la acción del vórtice V. En el transcurso hacia la parte inferior 3, los gránulos abandonan la capa caliente superior del lecho fluido atravesando capas progresivamente más frías. Durante este transcurso el líquido de crecimiento se solidifica y se consolida en la superficie de los gránulos. Esta etapa se completa durante el transcurso de los gránulos, hacia la pared 5; luego, los gránulos se derivan desvían cerca de la pared 5 y de nuevo hacia la capa caliente superior del lecho fluido (figura 6).
El transcurso descrito anteriormente se repite sustancialmente y las etapas de humectación, solidificación y evaporación se repiten con un incremento de masa y volumen progresivo, durante la trayectoria desde la pared 6 hasta la pared 7 inducida por la vena de fluido (figura 5).
La realización de la figura 7 hace posible duplicar sustancialmente el rendimiento de producción del granulador, al tiempo que se mantiene la misma longitud de depósito y condiciones de funcionamiento del lecho fluido.
Con referencia al granulador de las figuras 8 y 9, las zonas sin alimentación Z” (alternas a las zonas “de humectación” Z’) proporcionan un secado de los gránulos mediante el flujo de aire A, lo que permite la evaporación sustancial del disolvente residual del líquido en crecimiento y la recuperación del calor de solidificación, obteniendo de ese modo una consolidación adicional para los gránulos en crecimiento que mejora ventajosamente sus propiedades mecánicas, en particular su dureza.
Puede mencionarse que las partículas de lecho fluido ganan volumen y masa atravesando cada zona Z’, en la que se someten a la humectación y solidificación del líquido de crecimiento; la zona Z” alterna posterior proporciona un secado sustancial y etapas de consolidación para incrementar la dureza del producto. Esta realización de la invención con zonas de alimentación y sin alimentación Z’, Z” se prefiere particularmente dado que los gránulos
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producidos están sustancialmente monodispersados, obteniendo por tanto un producto directamente comercializable, es decir, la línea de salida 36 (figura 1) puede estar dirigida al almacenamiento del producto final, sin tamizado. De todos modos, puede proporcionarse un tamizado, pero el desecho será muy escaso. Debe observarse que la presente invención, en este caso, elimina la necesidad de usar una parte del producto final para la
5 producción de semillas, es decir el procedimiento en conjunto es más eficaz.
Se obtienen resultados particularmente satisfactorios en el campo de granulación de urea alimentando el flujo L que comprende el líquido de crecimiento (disolución de urea), en las zonas Z’ del lecho fluido, a una velocidad de entre 2 y 50 m/s, a través de una sucesión de 2 a 20 distribuidores 10 a lo largo de una única pared lateral alargada del granulador 1. La separación de distribuidores entre distribuidores consecutivos puede ser igual o diferente
10 dependiendo de la sustancia que va a granularse y está preferiblemente en el orden de magnitud de la longitud de distribuidor. Se obtuvo un producto final con el 90% de los gránulos que medían desde 2 hasta 4 mm de diámetro.
Junto con la posibilidad de obtener un producto final de granulometría adecuada, es decir, directamente comercializable, la invención permite reducir sustancialmente la inversión y los costes de mantenimiento, así como el consumo de energía, de la planta de granulación correspondiente.
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