УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ СЫРЬЕВЫХ ГРАНУЛ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ АКТИВИРОВАННОГО УГЛЯ Российский патент 1996 года по МПК B01J2/18 C01B31/14 

Предлагаемое изобретение относится к оборудованию для осуществления технологических процессов, в особенности к грануляционной технике вибрационного типа.

Прототипом предполагаемого изобретения является устройство для получения сферических гранул активированного угля, известное из описания изобретения к авторскому свидетельству СССР N 174346.

Принятое за прототип устройство содержит приемник экструдированного полуфабриката гранул, гранулообкатывающее средство и накопитель уплотненных гранул, выведенный на термофиксационную печь.

Особенностью принятого за прототип устройства является то, что гранулообкатывающее средство выполнено бесподогревным. Это обуславливает осуществление обкатывания гранул в условиях течения застывания используемого в них смолистого связующего агента, теряющего цементирующие свойства. В результате в сердцевине гранул происходит образование трещин, ухудшающих прочностных характеристики получаемого продукта.

Особенностью прототипа является так же то, что рабочий орган гранулообкатывающего средства скомпанован по схеме дражировочного пресса ленточно-тарельчатого типа. Это обуславливает наложение на сердцевину гранул силового воздействия с макро величиной, более трудно выдерживаемой по интенсивности по сравнению с умеренными силовыми воздействиями вибрационного типа. Недостаточная регулируемость накладываемого на гранулы силового воздействия повышает вероятность раскалывания трещинами их поверхностного слоя. Это снижает характеристики механической прочности получаемой продукции.

Основным недостатком принятого за прототип устройства, ввиду указанных особенностей, является необеспечиваемость им продукции нормализованного качества.

Задачей предполагаемого изобретения является устранение основного недостатка прототипа.

Сущность предлагаемого изобретения состоит в том, что в предлагаемую установку, характеризуемую теми же, что и прототип признаками, а именно наличием приемника экструдированного полуфабриката гранул, гранулообкатывающего средства и накопителя уплотненных гранул, выведенного на термофикационную печь, внесен ряд отличий, заключающихся в том, что гранулообкатывающее средство выполнено вибрационным, для чего оно скомпановано по схеме вертикальной виброконвейерной печи, смонтированной с использование грузонесущего элеваторного пульсолотка, собранного из винтовых пластинчатых обогревательных элементов, и зафиксированного в гильзовом газоходе. При этом на входе в приемник экструдированного полуфабриката помещен обогреваемый экструдер, оснащенный теплообменным кожухом.

Подтверждением наличия у предложенного решения изобретательского уровня является отсутствие вытекания его из известного уровня техники (см. патент США N 3416739, заявка Японии N 55-126.527 по РЖХ 81.24Л226П, авт.св. СССР N 989279, N 1101648, заявка Японии N 54-33599 по ИСМ N 4.49.80, Польша N 135125).

Cущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, на которых изображены:
Фиг.1 структурная схема предлагаемой установки;
Фиг.2 компановочная схема гранулообкатывающего средства;
Фиг. 3 вариант выполнения грузонесущего элеваторного пульсолотка гранулообкатывающего средства.

Предлагаемая установка содержит приемник 1 экструдированного полуфабриката гранул. Указанный приемник 1 выполнен в виде желоба с наклонными скатами, выставленными под заданным углом по отношению к линии действия силы тяжести экструдата. Скаты желоба приемника 1 могут быть оснащены облицовкой из антиадгезионного и антифрикционного материала из фторопласта, оказывающего минимальное сопротивление проходящему экструдату и устраняющего его нежелательное сминание. На входе в приемник 1 помещен обогреваемый экструдер 2, например шнекового типа. Используемый экструдер 2 оснащен теплообменным кожухом 3, не препятствующим креплению применяемой фильерной головке 4. Применяемая фильерная головка 4 может быть приведена в контакт с вибропобудителем 5, например магнитострикционного типа. В этом случае размещение экструдера 2 должно быть произведено на виброзащитном основании 6. Экструдер 2 укомплектован пастоприемником 7, который выполнен в виде опрокидного смесительного чана, оборудованного обогревательным кожухом 8, газовытяжным колоколом 9, питающей системой 10 подвода сырьевой основы и патрубком 11 приема добавки связующего агента. На входе в пастоприемник 7 смонтирован сырьеизмельчитель 12 электрогидравлического удара для мокрого дезинтегрирования сырьевой основы, укомплектованный сырьезамачивательным чаном 13 для распределения сырья в употребляемом жидкостном мелющем теле и электроосмотическое помолообезвоживающее устройство 14. После приемника 1 экструдированного полуфабриката гранул размещено гранулообкатывающее средство 15.

Используемое гранулообкатывающее средство 15 выполнено вибрационным, для чего скомпановано по схеме виброконвейерной печи. Гранулообкатывающее средство 15 смонтировано с использованием грузонесущего элеваторного пульсолотка. Этот лоток собран из винтовых пластинчатых обогревательных элементов 16 пассивного теплопередаточного типа. Как вариант упомянутый лоток может быть собран из винтовых пластинчатых элементов 17 активного теплогенерационного типа, скомпанованных с использованием электронагревательной оснастки. Пластинчатые обогревательные элементы 16 могут быть выполнены частично сетчатыми для обеспечения попутной ситовой сепарации гранулята и удаления из него метрических отходов. Грузонесущий элеваторный пульсолоток зафиксирован в печной зоне гранулообкатывающего средства 15 с помощью шахтного гильзового газохода 18, оснащенного погоноотводящим патрубком 19 для выхода летучих продуктов термообработки гранулята. Печная часть гранулообкатывающего средства 15 оснащена теплоподводящей патрубковой системой 20 для приема необходимого газообразного теплоагента, расходуемого на косвенный нагрев гранулята в газоходе 18, и выбросной патрубковой системой 21.

Газоход 18 оснащен виброзащитным основанием 22 и связан с механическим навесным вибратором 23. Используемый вибратор 23 может быть выполнен регулируемым. На выходе из гранулообкатывающего средства 15 размещен накопитель 24 уплотненных гранул, скомпанованный с использование складирующей ленточно-конвейерной системы. Указанный накопитель 24 выведен на термофиксационную печь 25 для стабилизации гранул в грануляте. Указанная печь 25 выполнена барабанной и снабжена внешним муфелем 26 для косвенного нагрева гранулята. Ретортная часть барабана печи 25 оснащена погоноотводящим патрубком 27 для выхода летучих продуктов термообработки гранулята. Этот патрубок 27 связан с погонообезвреживающей топкой 28, оснащенной дымосборным коллектором 29. К этой же топке подведен погоноотводящий патрубок 19 газохода гранулообкатывающего средства. Оснащающий печь 25 муфель 26 снабжен теплоподводящей патрубковой системой 30 для приема необходимого газообразного теплоагента, расходуемого на косвенный нагрев гранулята. Указанная теплоподводящая патрубковая система 30 связана с дымосборным коллектором 29 погонообезвреживающей топки 28. Муфель 26 оснащен так же теплоутилизационной патрубковой системой 31 для отвода отработанного газообразного теплоагента. Эта теплоутилизационная патрубковая система 31 выведена на теплоподводящую патрубковую систему 20 гранулообкатывающего средства 15.

Предлагаемая установка работает следующим образом.

Пастоприемник 7 осуществляет сбор через питающую систему 10 сырьевой основы, включающей в свой состав 3-11 мас. воды. В качестве сырьевой основы используют топкоразмолотую угольнококсовую смесь, которая состоит из 45-50 мас. угля марки 2СС и 20-22 мас. подшихтовки на основе полукокса. В сырьевую композицию через патрубок 11 шприцуют 29-31 мас. добавку связующего агента на основе каменноугольной смолы. Пастоприемник 7 доводит нагрев вмещаемой в него сырьевой массы за счет работы обогревательного кожуха 8 до 70-75^oC. Это приводит к разжижению связующего агента и переводу им сырьевой композиции в состояние легкоформуемого пластиката. Наработанный пластикат пастоприемник 7 передает с заданной периодичностью на вход в загрузочную часть экструдера 2. Экструдер 2 доводит нагрев вмещаемого в него пластиката за счет работы нагревательного кожуха 3 до 78-83^oC, одновременно перерабатывая ее в экструдат, выходящий из фильерной головки 9 в форме бесконечных жил диаметром 1,0-1,5 мм.

Сберегший нагрев экструдат свободно спадает с фильерной головки 4 вниз. В момент происходящего спадания действующие на экструдат силы тяжести производят его преобразование в полуфабрикат гранул, который поступает на приемник 1. Полуфабрикат обладает 8-11% влажностью и представляет собой обрывки экструдированных жил длиной 1,5-8,0 мм. Полуфабрикат включает в свою массу 4-5 веса некондиционных метрических включений, представляющих собой крошево из крупинок размером 0,1-0,7 мм. Насыпной вес полуфабриката составляет 484 кг/м³. Механическая прочность частиц полуфабриката на раздавливание составляет 3,3 кг/см². Приемник 1 передает массу сохранивших пластичность частиц полуфабриката в гранулообкатывающее средство 15, в котором она поступает на грузонесущий элеваторный пульсолоток. Пульсолоток налагает на частицы полуфабриката силовые вибрационные микровоздействия, имеющие частоту 22-25 Гц, а также вертикальную и горизонтальные амплитуды величиной 7-9 мм. При прохождении полуфабрикатом пульсолотка продолжительность наложения на него вибрации составляет 17-22 мин. Пластинчатые обогревательные элементы 16 или 17 пульсолотка доводят нагрев полуфабриката в ходе его виброобработки до 155-167^oC. В результате воспринимаемого воздействия слой полуфабриката переходят в псевдоожиженное состояние, в котором образующие его частицы совершают кооперативные упорядоченные микродвижения, как это происходит в виброгалтовочных аппаратах. Частицы полуфабриката при совершении ими колебательных движений осуществляют взаимное галтование друг друга. Происходящее галтование приводит к уплотнению сохраняемой в терморазмягченном состоянии сердцевины частиц и наклепку на них поверхностного слоя. Наклеп устраняет на частицах заусены, обкатывает из сколотые грани, залечивает поверхностные трещины. Масса частиц приобретает гранулометрическую однородность за счет убывания доли чрезмерно крупных и чрезмерно мелких фракций. Чрезмерно крупные фракции убывают за счет разлома длинных частиц. Чрезмерно мелкие фракции убывают за счет прибивки крошева к частицам целевой фракции и агломерирования в более крупные образования коротких частиц. В ходе перемещения по пульсолотку полуфабриката к накопителю 24 уплотненных гранул нагревательные элементы 16 или 17 обеспечивают удаление из сырьевой массы влаги, придавая устойчивость этим гранулам к растрескиванию при ожидаемом увеличении их нагрева в ходе последующей термообработки, которую осуществляет термофиксационная печь 25. В печи 25 происходит стабилизация гранулята, в результате которой сырьевые гранулы теряют способность к потере заданной формы из-за термооплывания, и могут беспрепятственно претерпевать впоследствии необходимую высокотемпературную активационную обработку.

Техническим преимуществом предлагаемой установки по сравнению с прототипом является обеспечение ею экономии потребных цеховых площадей.

В таблице приведены основные данные о получаемых на установке образцах сырьевых гранулах, взятые в сопоставлении с результатами процесса, реализуемого на существующем безвибрационном оборудовании по технологическому регламенту ТР N 6-16-14-58-81 производства гранулированных активных углей типа "АГ".

Использование: производство углеродных сорбентов. Сущность: для повышения качества продукции установка содержит приемник экструдированного полуфабриката гранул, выведенный на термофиксационную печь. Гранулообкатывающее средство выполнено в виде вертикальной конвейерной печи с установленным в ней грузонесущим элеваторным пульсолотком, собранным из винтовых пластинчатых обогревательных элементов. Лоток зафиксирован в шахтном гильзовом газоходе, а обогреваемый экструдер, оснащенный теплообменным кожухом, установлен на входе в приемник гранулированного полуфабриката. 1 табл., 3 ил.

Установка для получения сырьевых гранул при производстве активированного угля, содержащая экструдер, приемник экструдированного полуфабриката гранул, гранулообкатывающее средство и накопитель уплотненных гранул, отличающаяся тем, что гранулообкатывающее средство выполнено вибрационным в виде вертикальной конвейерной печи с установленным в ней на шахтном гильзовом газоходе грузонесущим элеваторным пульсолотком из винтовых пластинчатых обогревательных элементов, причем экструдер выполнен обогреваемым с теплообменным кожухом и размещен на входе в приемник экструдированного полуфабриката.