Устройство для получения гранулированных материалов

 

Использование: гранулирование расплавов различных материалов, в частности серы, неорганических удобрений, полимеров. Сущность изобретения: устройство содержит корпус в виде перевернутого усеченного конуса с заслонкой. Верх корпуса закрыт фланцем с отверстием для ввода расплава. Средство ввода хладагента выполнено в виде кольцевых труб для подачи хладагента и воздуха, размещенных горизонтально внутри корпуса параллельно друг другу и соединенных с соответствующими патрубками, при этом трубы для подачи хладагента выполнены с обращенными к оси корпуса отверстиями, а трубы для подачи воздуха выполнены перфорированными. За счет подачи сжатого воздуха в объеме хладагента образуется область псевдокипящего слоя. Когда струя расплава попадает в барботированный хладагент, происходит деформация и разрыв струи расплава на отдельные капли. По мере прохождения барботажной зоны капли расплава охлаждают и превращаются в гранулы, которые затем вместе с хладагентом поступают в наклонный желоб. Устройство позволяет повысить надежность работы и уменьшить габариты. 1 ил.

Изобретение относится к гранулированию расплавов различных материалов, в частности серы, неорганических удобрений, полимеров, и может быть использовано в химической и смежных с ней отраслях промышленности.

Известны устройства для гранулирования серы, в которых используется воздушное охлаждение. Наиболее широкое распространение получили польские установки воздушного гранулирования (ПВГ), разработанные для технологии "Полиш Прилл" (В. Р. Грунвальд. Технология газовой серы, М. Химия, 1992, с. 244-245). Грануляционная башня круглого поперечного сечения имеет диаметр 7 м и высоту 85-100 м. Установка снабжена средствами для ввода расплава серы в верхнюю часть грануляционной башни, средствами для диспергирования жидкой серы, которые могут форсуночными, центробежными и др. Одно из используемых для диспергирования устройств состоит из двух труб, приваренных одна к другой в виде опрокинутой буквы Т. Вертикальная труба постоянно наполнена серой на высоту до 1м, что создает необходимый гидростатический напор. Горизонтальная труба с отверстиями 0,8 мм является собственно разбрызгивателем. Капли жидкой серы, по мере прохождения по высоте башни, охлаждаются восходящим потоком воздуха и застывают. Готовые гранулы из нижней части башни попадают на транспортерную ленту.

Недостатком этой установки является наличие очень мелких фракций гранул, уносимых воздушным потоком из башни, и опасность взрыва пыли, оседающей на стенках башни. Другим недостатком являются значительные капитальные затраты при изготовлении.

Известны также устройства гранулирования материалов из расплава, в которых используются жидкие хладагенты. Охлаждение капель расплава в жидких средах позволяет уменьшить необходимую для их полного затвердевания высоту и создать компактные и малогабаритные грануляционные установки. Хорошо себя зарекомендовала установка формования серы методом Сьюпел (В. Р. Грунвальд. Технология газовой серы, М. Химия, 1992 г. с. 249-250). Установка содержит корпус, средства для ввода расплава материала и жидкого хладагента, разбрызгиватель в виде форсунок, средства вывода гранул и хладагента. Жидкая сера перекачивается насосом в гранулятор по кольцевому трубопроводу и разбрызгивается форсунками. Гранулообразование осуществляется в турбулентном потоке воды, которая вводится в снабженный мешалкой гранулятор под напором. Гранулированная сера вместе с водой выносится через шлюзовой затвор в коническом дне гранулятора.

Недостатком установки является возможность налипания серы на элементах форсунок, что вызывает необходимость остановки для проведения ремонтных работ.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство для гранулирования расплава, преимущественно серы, содержащей корпус, установленный в верхней части грануляционной колонны над уровнем жидкости, горизонтальную плоскую решетку, расположенную в верхней части корпуса, патрубок для подвода расплава, расположенный над решеткой, вертикальные стержни с заостренными нижними концами. Стержни проходят через отверстия в решетке, укреплены на пластине, через которую соединены с механизмом возвратно-поступательного движения стержней. Устройство содержит также коллектор и соединенные с ним вертикальные трубы для подвода охлаждающего агента. Трубы проходят через отверстия, выполненные в пластине и решетке. Решетка снабжена средством для нагрева. Расплав через входной патрубок поступает на решетку, попадает в отверстия решетки и стекает по движущимся стержням сплошными равномерными струями в охлаждающую жидкость, находящуюся в грануляционной колонне, где дробится на капли и застывает, образуя гранулы.

Недостатком устройства является возможность налипания серы на концах движущихся стержней, что вызывает необходимость остановки для очистки стержней и связанное с этим уменьшением надежности, а также производительности.

Другим недостатком является усложнение конструкции и связанное с этим дальнейшее уменьшение надежности из-за наличия механизма возвратно-поступательного движения стержней и наличия движущихся элементов в области расплава.

Цель изобретения упрощение конструкции и повышение надежности устройства.

Для этого в устройстве для получения гранулированных материалов, содержащем корпус, средства для ввода расплава материала и жидкого хладагента, корпус выполнен в виде перевернутого усеченного конуса, верх которого закрыт фланцем с отверстием для ввода расплава, а нижняя часть снабжена заслонкой, внутри корпуса в горизонтальной плоскости размещены параллельно друг другу соединенные с патрубками кольцевые трубы для подачи хладагента и кольцевые трубы для подачи воздуха, при этом трубы для подачи хладагента выполнены с обращенными к оси корпуса отверстиями, а трубы для подачи воздуха выполнены с перфорацией по всей поверхности.

На чертеже представлено предлагаемое устройство, общий вид.

Устройство содержит корпус 1, выполненный в виде перевернутого усеченного конуса. В нижней части корпус имеет заслонку 2, а его верх закрыт фланцем 3 с отверстием для ввода расплава 4. На фланце закреплены патрубки 5 и 6 для подачи хладагента и воздуха соответственно. Патрубки 5 соединены с кольцевыми трубами 7, в которых выполнены обращенные к оси корпуса отверстия 8. Патрубок 6 соединен с перфорированными кольцевыми трубами 9. Сопло 10 служит для подачи расплава. Для предотвращения перелива хладагента корпус снабжен дренажной трубой 11, Наклонный желоб 12 служит для вывода пульпы.

Устройство работает следующим образом.

При закрытой шиберной заслонке 2 в корпус 1 через патрубки 5 и отверстия 8 в кольцевых трубах 7 поступает хладагент. После заполнения корпуса хладагентом до дренажной трубы 11 открывают заслонку 2 так, чтобы количество подаваемого по патрубку 5 и количество отводимого через заслонку 2 хладагента было одинаково. Через патрубок 6 и кольцевые трубы 9 подают сжатый воздух, вследствие чего в объеме хладагента образуется область псевдокипящего слоя. Из сопла 10 через отверстия 4 во фланце 3 подают расплав. Когда струя расплава попадает в барботированный хладагент, происходит деформация и разрыв струи расплава на отдельные капли. По мере прохождения барботажной зоны капли расплава охлаждаются и превращаются в гранулы. Гранулы вместе с хладагентом поступают в наклонный желоб 12. По величине гранул регулируют подачу расплава.

Устройство для получения гранулированных материалов изготовлено из нержавеющей стали, корпус выполнен в виде перевернутого усеченного конуса высотой 1,8 м, верхний диаметр 820 мм, нижний диаметр 100 мм, толщина стенки 2 мм. Верх корпуса закрыт фланцем диаметром 840 мм и толщиной 3 мм, а нижняя часть срезана под углом 30^о и имеет заслонку. В центре фланца выполнено отверстие диаметром 300 мм для подачи в корпус расплава. На фланце размещены патрубки для подачи хладагента и для подачи воздуха. Патрубки 5 служат для подачи хладагента, например воды, к двум кольцевым трубам 7 с диаметром трубы 42 мм и диаметром кольца 800 мм. Трубы 7 имеют отверстия 8 диаметром 6 мм, направленные к оси корпуса. Патрубок 6 служит для подачи сжатого воздуха к двум кольцевым трубам 9 с диаметром 20 мм, диаметром кольца 800 мм, диаметром отверстия перфорации 3 мм. Кольца расположены на расстоянии 200 мм друг от друга, верхнее кольцо на расстоянии 100 мм от поверхности хладагента. Для предотвращения перелива хладагента корпус снабжен дренажной трубой диаметром 50 мм. Диаметр сопла для подачи расплава 32 мм. Устройство изготовлено из стали 1Х18Н10Т.

Преимуществами предлагаемого устройства для получения гранулированных материалов перед известными аналогичными устройствами являются простота конструкций малые габариты. Конструкция устройства позволяет обойтись без специальных приспособлений для разбрызгивания расплава. Разделение струи расплава на капли происходит в барботажной области без соприкосновения с деталями устройства, что позволяет исключить налипание материала и, таким образом, увеличить срок службы и надежность работы.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ГРАНУЛИРОВАННЫХ МАТЕРИАЛОВ, содержащее корпус, средства для ввода расплава материала и хладагента, отличающееся тем, что корпус выполнен в виде перевернутого усеченного конуса, верх которого закрыт фланцем с отверстием для ввода расплава, а нижняя часть снабжена заслонкой, средство ввода хладагента выполнено в виде кольцевых труб для подачи хладагента и воздуха, размещенных горизонтально внутри корпуса параллельно друг другу и соединенных с соответствующими патрубками, при этом трубы для подачи хладагента выполнены с обращенными к оси корпуса отверстиями, а трубы для подачи воздуха выполнены перфорированными.

РИСУНКИ

Рисунок 1