УСТАНОВКА ДЛЯ ГРАНУЛИРОВАНИЯ РАСПЛАВОВ Российский патент 1995 года по МПК B01J2/06 

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

Известны устройства для гранулирования серы, в которых используется воздушное охлаждение. Широкое распространение получили установки польского воздушного гранулирования (ПВГ), разработанные для технологии "Полиш Прилл" (см. В. Р. Грунвальд, Технология газовой серы, М. Химия, 1992 г. 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 быть 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 1 м, что создает необходимый гидростатический напор. Горизонтальная труба с отверстиями является собственно разбрызгивателем. Капли жидкой серы по мере прохождения по высоте башни охлаждаются восходящим потоком и застывают. Готовые гранулы из нижней части башни попадают на транспортерную ленту.

Недостатком этой конструкции является наличие очень мелких фракций гранул, уносимых воздушным потоком из грануляционной башни и опасность взрыва пыли, оседающей на стенках башни.

Другим недостатком являются значительные капитальные затраты при создании таких устройств.

Известны устройства для гранулирования материалов из расплава, в которых используются жидкие хладагенты, Охлаждение капель расплава в жидких средах позволяет уменьшить необходимую для их полного затвердевания высоту падения и создать компактные и малогабаритные грануляционные установки. Хорошо себя зарекомендовала установка формования серы методом Сьюпел (см. 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. Гранулирование 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 по авт. св. N 897273 для гранулирования расплава, преимущественно серы, содержащее 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 и 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, которые проходят через отверстия, выполненные в пластине и решетке, снабженной средством для нагрева. Расплав через входной патрубок поступает на решетку, попадает в отверстия решетки и стекает по движущимся стержням 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 уменьшение надежности а также производительности устройства.

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

Техническим результатом от использования предлагаемого изобретения является упрощение конструкции и повышение надежности при уменьшении габаритов устройства.

Технический результат достигается тем, что в установке для гранулирования расплавов, содержащей корпус, средства для ввода расплава и жидкого хладагента, в верхней части корпуса размещен первый гранулятор в виде открытого снизу перевернутого усеченного конуса. В верхней части конуса по оси симметрии установлен с возможностью перемещения в вертикальном направлении патрубок для ввода расплава, а в горизонтальной плоскости размещена кольцевая труба с отверстиями для ввода хладагента. В нижней части корпуса расположен второй гранулятор в виде открытого сверху перевернутого усеченного конуса, внутри которого горизонтально размещены соединенные с компрессором перфорированные кольцевые трубы, в верхней части расположен патрубок для подачи хладагента, в нижней части второй гранулятор снабжен заслонкой, а под ним расположен выходящий из корпуса наклонный желоб.

На чертеже представлена предлагаемая установка, общий вид.

Установка для грануляции включает в себя корпус 1, в верхней части которого размещен первый гранулятор 2 в виде открытого снизу перевернутого усеченного конуса. В верхней части гранулятора выполнено отверстие для патрубка ввода расплава 3 с паровой рубашкой 4. Внутри гранулятора в горизонтальной плоскости размещена кольцевая труба 5 для ввода хладагента в гранулятор 2. В нижней части корпуса расположен второй гранулятор 6 в виде открытого сверху перевернутого усеченного конуса с заслонкой 7. Второй гранулятор содержит размещенные горизонтально перфорированные кольцевые трубы 8, которые соединены с компрессором 9. В верхней части второго гранулятора расположена труба 10 для подачи хладагента. Регулировка подачи хладагента к первому гранулятору осуществляется с помощью вентиля 11, а ко второму гранулятору с помощью вентиля 12. В нижней части корпуса расположен наклонный желоб 13. Установка смонтирована на жесткой раме 14.

Установка работает следующим образом. В паровую рубашку патрубка 3 поступает пар. После прогрева патрубка 3 в первый и второй грануляторы поступает хладагент. В первый гранулятор 2 в виде перевернутого усеченного конуса хладагент поступает через регулирующий вентиль 11 в кольцевую трубу 5 и через отверстия в кольцевой трубе попадает на конические стенки первого гранулятора, по которым стекает вниз. Струи хладагента, вытекая из открытого снизу первого гранулятора, продолжают свое движение по инерции и образуют полую V-образную воронку в области пересечения струй. Ниже области воронки струи, слившись, образуют сплошную струю. Во второй гранулятор хладагент попадает через вентиль 12 по трубе 10. После заполнения второго гранулятора хладагентом от компрессора 9 к кольцевым трубам 8 подают под давлением воздух. В кольцевых трубах 8 выполнены отверстия через которые воздух попадает в хладагент второго гранулятора. Через патрубок 3 подают расплав. Струя расплава, вытекая из патрубка, попадает в V-образную воронку, образованную струями хладагента, и разбивается в ней на капли. Капли расплава увлекаются потоком хладагента и попадают во второй гранулятор, где в результате воздействия на капли псевдокипящей жидкости, происходит разламывание крупных капель расплава на мелкие, их охлаждение и образование гранул. Гранулы вместе с хладоагентом выводятся через нижнее отверстие второго гранулятора с задвижкой 7 в наклонный желоб 13.

Верхний гранулятор 2 изготовлен из стали 1Х18Н10Т с толщиной листа 0,8 мм и имеет следующие размеры: высота 900 мм, верхний диаметр 400 мм, нижний диаметр 100 мм, угол при вершине конуса 18^о. Кольцевая труба 5 с внутренним диаметром 30 мм имеет диаметр кольца 300 мм, по кольцу выполнены отверстия диаметром 8,5 мм (30 отверстий). Патрубок 3 имеет диаметр 40 мм, диаметр паровой рубашки 60 мм. Все трубы из стали 1Х18Н10Т.

Второй (нижний) гранулятор 6 изготовлен из стали 1Х10Н10Т с толщиной листа 2 мм и имеет размеры: высота 2050 мм, верхний диаметр конуса 820 мм, нижний выходной диаметр 100 мм. В грануляторе 6 на глубине 860 мм в горизонтальной плоскости расположен барботер в виде перфорированной кольцевой трубы диаметром 35 мм и диаметром кольца 470 мм, по кольцу выполнено 120 отверстий диаметром 2,7 мм. Барботер связан с компрессором 9 посредством трубы диаметром 40 мм.

Труба 10, по которой хладагент поступает во второй гранулятор, имеет диаметр 50 мм. Общая подводка хладагента к установке осуществлена трубами с диаметром 100 мм и состыкована через переходные муфты с подпиточной трубой 10 и кольцевой трубой 5.

Заслонка 7 снабжена регулировочным винтом для регулировки и фиксации ее положения. Наклонный желоб 13 имеет длину 10 м, высоту 0,5 м, угол наклона у горизонтали 10^о. Высота установки 3,5 м.

Особенностью предлагаемой установки для гранулирования расплавов является то, что ее конструкция обеспечивает проведение процесса разделения струи расплава на капли без использования специальных приспособлений для разбрызгивания и без соприкосновения с деталями установки. Таким образом, исключается налипание материала расплава на элементах конструкции, что увеличивает время безостановочной работы установки.

Преимуществом предлагаемой установки для гранулирования расплавов перед известными аналогичными устройствами, в частности прототипом, является более простая конструкция, которая обеспечивает проведение процесса без использования движущихся деталей в рабочей зоне, а также меньшие габариты и, следовательно, более высокая надежность.

Использование: гранулирование расплавов различных материалов, в частности серы, неорганических удобрений, полимеров. Сущность: установка для гранулирования включает в себя корпус, в верхней части которого размещен первый гранулятор, в виде открытого снизу перевернутого усеченного конуса. В нижней части корпуса расположен второй гранулятор в виде открытого сверху усеченного конуса. Оба гранулятора снабжены средствами ввода хладагента, средство ввода расплава выполнено в виде патрубка установленного с возможностью вертикального перемещения. Капли расплава, образованные в первом грануляторе, увлекаются потоком хладагента и попадают во второй гранулятор, где в результате воздействия на капли псевдокипящей жидкости, происходит разламывание крупных капель на мелкие, их охлаждение и образование гранул. Установка позволяет проводить процесс без использования движущихся деталей в рабочей зоне, повышая ее надежность. 1 ил.

УСТАНОВКА ДЛЯ ГРАНУЛИРОВАНИЯ РАСПЛАВОВ, содержащая корпус с размещенным в его верхней части гранулятором, средства ввода расплава и жидкого хладагента, отличающаяся тем, что она снабжена вторым гранулятором, размещенным в нижней части корпуса в виде открытого сверху перевернутого усеченного конуса с горизонтально размещенными в нем и соединенными с компрессором перфорированными кольцевыми трубами, первый гранулятор выполнен в виде открытого снизу перевернутого усеченного конуса с горизонтально установленной в нем перфорированной кольцевой трубой для ввода хладагента, а средство ввода расплава в виде патрубка установлено симметрично в первом грануляторе с возможностью вертикального перемещения.