УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГРАНУЛИРОВАНИЯ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 2004 года по МПК B01J2/16 

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для непрерывного получения гранулированных продуктов в установках с псевдоожиженным слоем, и может быть использовано в химической, фармацевтической, пищевой и других отраслях промышленности и, в частности, для гранулирования веществ из растворов минеральных солей, в частности хлорида кальция.

Известны для гранулирования материалов с псевдоожиженным слоем многочисленные конструкции аппаратов круглого или прямоугольного сечения, с вертикальными или наклонными стенками, с различными конструкциями газораспределительных решеток с распылением растворов сверху, снизу или сбоку, форсунками различного типа (см. Химическая энциклопедия, т.4, научное издание "Большая Российская энциклопедия". - М., 1995, с.263 и 264).

В аппаратах псевдоожиженного (кипящего) слоя в реальных процессах обезвоживания растворов, содержащих минеральные соли, исходный гранулированный продукт имеет полидисперсный гранулометрический состав, что приводит к сегрегации гранул по высоте кипящего слоя: крупные гранулы располагаются, в основном, ближе к газораспределительной решетке, а мелкие частицы - в верхних слоях псевдоожиженного слоя. Порозность (гранулометрический состав или пофракционный состав слоя) псевдоожиженного слоя в зависимости от гидродинамического режима вблизи решетки составляет 0,5-0,6 ед. и повышается до 0,8-0,9 ед. в верхних слоях. Кроме сегрегации частиц по крупности наблюдается также неравномерность концентрации твердой фазы по высоте псевдоожиженного слоя.

Известна установка для гранулирования мелкодисперсных материалов с псевдоожиженным слоем, содержащая камеру гранулирования, снабженную газораспределительной решеткой, форсунками для подачи раствора вещества в камеру, патрубками выгрузки готового гранулята, патрубками для подвода и отвода теплоносителя (см., например, авторское свидетельство СССР №1586765, кл. В 01 J 2/16, 1988 г.).

Данная установка при высокой ее производительности не обеспечивает равномерности распределения раствора внутри камеры гранулирования и не устраняет образование большого количества тонкодисперсной пыли в отходящих топливных газах.

Проведенный анализ уровня техники и выявленных источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения показал, что наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту прототипом является агрегат для гранулирования порошкообразных материалов, содержащий камеру гранулирования с псевдоожиженным слоем, снабженную газораспределительной решеткой, форсунками для подачи раствора, патрубками для подвода и отвода теплоносителя и патрубками для выгрузки готового гранулята (см. пат. РФ №2145256 кл. В 01 J 2/16, 2000 г.).

Однако данный агрегат, обладая высокой производительностью, не позволяет оптимизировать процесс получения гранул требуемого однородного гранулометрического состава, что приводит к повышенному уносу гранулируемого материала, сегрегации материала в слое, зарастанию отверстий газораспределительной решетки и остановке процесса.

Целью изобретения является исключение уноса гранулируемого материала, агрегации и комкования частиц, получение гранул требуемого однородного гранулометрического состава при одновременной стабилизации процесса.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для гранулирования материалов, подаваемых в аппарат, например, в виде растворов или суспензий минеральных солей, включающем камеру для подготовки теплоносителя, корпус камеры для гранулирования с псевдоожиженным слоем, снабженную газораспределительной решеткой, распылительные форсунки для подачи в камеру раствора или суспензий гранулируемого материала, патрубки для подвода и отвода теплоносителя, патрубки для выгрузки готового гранулята, распылительные форсунки соединены с корпусом камеры гранулирования шарнирно и посредством механизма поворота выполнены с возможностью изменения высоты их расположения над газораспределительной решеткой, а камера гранулирования снабжена датчиком, расположенным в зоне средней концентрации твердой фазы гранулируемого материала в псевдоожиженом слое и взаимодействующим с механизмом поворота распылительных форсунок.

Сущность изобретения заключается в следующем. Распылительные форсунки для подачи гранулируемого материала, например, в виде раствора или суспензий минеральных солей, за счет соединения с корпусом камеры гранулирования через шаровой шарнир имеют возможностью поворачиваться и изменять высоту своего расположения над газораспределительной решеткой, при этом поворот распылительных форсунок осуществляется автоматически с помощью датчика, контролирующего высоту псевдоожиженного слоя в зависимости от гидродинамического режима процесса в зоне средних концентраций и размещения твердой фазы гранулируемого материала в псевдоожиженном слое.

На чертеже дан разрез по А-А устройства для гранулирования (фиг.1) и шарнирного соединения форсунок (узел А) с камерой гранулирования (фиг.2).

Устройство (фиг.1) включает корпус камеры гранулирования 1 с псевдоожиженным слоем, камеру подготовки теплоносителя 2, газораспределительную решетку 3, распылительные форсунки 4, подающие раствор или суспензии минеральных солей, шарнирное устройство 5, датчик высоты псевдоожиженного слоя 6, исполнительный механизм датчика - пневмоцилиндр 7, патрубок для ввода теплоносителя 8, патрубок отходящего топочного газа 9, патрубок выгрузки гранулята 10.

Шарнирное устройство 5 (узел А фиг.2), состоит из шара, внутри которого по центру герметически при помощи сварных швов закреплена форсунка 4 (фиг.2), вместе с форсункой шар крепится к камере гранулирования с помощью двух полусфер. Внутренняя полусфера 11 прикреплена к стенке корпуса камеры гранулирования с ее внутренней стороны, внешняя полусфера 12 устанавливается с наружной стороны стенки корпуса камеры. Для исключения подсосов в камеру гранулирования и попадания пыли за ее пределы, внешняя полусфера 12 имеет сальниковое уплотнение (не показано) и пылезащитный чехол 13. Форсунка снабжена патрубком 14 для подачи распыляющего агента (воздух).

Соединение распылительных форсунок может быть выполнено любым способом, позволяющим этим форсункам иметь шесть степеней свободы перемещения.

Устройство работает следующим образом. Воздух и природный газ через патрубок 8 подаются в камеру подготовки теплоносителя 2, из которой подогретые до температуры 500-600°С через газораспределительную решетку 3 подаются в камеру гранулирования навстречу гранулируемого материала, подаваемого, например, в виде раствора или суспензии минеральных солей, распыляемых форсунками 4 с помощью подаваемого в них через патрубок 14 воздуха. Датчик 6 в зависимости от гидродинамического режима процесса в зоне средних концентраций и размещения твердой фазы псевдоожиженного слоя подает сигнал на пневмоцилиндр 7, последний оказывает воздействие на распылительные форсунки, которые с помощью шарнирного устройства 5 поворачиваются на определенный угол над уровнем газораспределительной решетки, устанавливая в псевдоожиженном слое требуемый гидродинамический режим процесса.

Использование данного устройства для гранулирования материалов путем его распыления, например, в виде раствора или суспензий в камере с псевдоожиженным слоем за счет шарнирного крепления к корпусу камеры гранулирования распылительных форсунок и регулирования гидростатического режима работы устройства позволяет повысить производительность и обеспечить получение материалов однородного гранулометрический состава.

Изобретение относится к устройствам для непрерывного получения гранулированных продуктов в установках с псевдоожиженным слоем и может быть использовано, в частности, для гранулирования веществ из растворов минеральных солей. Устройство для гранулирования материалов включает камеру для подготовки теплоносителя, корпус камеры для гранулирования с псевдоожиженным слоем, снабженной газораспределительной решеткой, распылительные форсунки для подачи в камеру гранулируемого материала, патрубки для подвода и отвода теплоносителя, патрубки для выгрузки готового гранулята. Распылительные форсунки с корпусом камеры гранулирования соединены шарнирно и посредством механизма поворота выполнены с возможностью изменения высоты своего расположения над газораспределительной решеткой. Камера гранулирования снабжена датчиком, расположенным в зоне средней концентрации твердой фазы гранулируемого материала в псевдоожиженном слое и взаимодействующим с механизмом поворота распылительных форсунок. Техническим результатом является исключение уноса гранулируемого материала, получение гранул требуемого однородного гранулометрического состава при одновременной стабилизации процесса. 4 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Устройство для гранулирования материалов, включающее камеру для подготовки теплоносителя, корпус камеры для гранулирования с псевдоожиженным слоем, снабженную газораспределительной решеткой, распылительные форсунки для подачи в камеру гранулирования гранулируемого материала, патрубки для подвода и отвода теплоносителя, патрубки для выгрузки готового гранулята, отличающееся тем, что распыляющие форсунки соединены с корпусом камеры гранулирования шарнирно и посредством механизма поворота выполнены с возможностью изменения высоты их расположения над газораспределительной решеткой, а камера гранулирования снабжена датчиком, расположенным в зоне средней концентрации твердой фазы гранулируемого материала в псевдоожиженном слое и взаимодействующим с механизмом поворота распылительных форсунок.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что соединение корпуса камеры гранулирования с распылительными форсунками осуществлено с помощью шарового шарнира, прикрепленного к стенкам камеры с помощью двух полусфер, внутри которых помещен шар, с размещенным по центру корпусом распылительной форсунки, одна из полусфер установлена на внутренней стенке корпуса камеры, другая - на внешней.3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что для устранения уноса пыли из камеры гранулирования, внешняя полусфера имеет сальниковое уплотнение и чехол для сбора пыли.4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что механизм поворота выполнен в виде пневмоцилиндров.5. Устройство по пп.1 и 4, отличающееся тем, что пневмоцилиндры установлены на корпусе распылительных форсунок и выполнены с возможностью автоматического срабатывания по сигналам датчика.