СПОСОБ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОЙ ГРАНУЛЯЦИИ СЕРОЦЕМЕНТА Российский патент 2023 года по МПК B01J2/02 

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при производстве гранулированного сероцемента (далее СЦ) из его расплава. Известен способ воздушной грануляции серополимерного вяжущего [1] из его расплава в потоке воздуха внутри грануляционной башни (далее ГБ).

Недостаток этого способа заключается в образовании большого количества паров серы и серной пыли (СЦ более чем на 90% состоит из элементарной серы), приводящей к опасности возникновения взрыва и пожара [2] от статического электричества [3] получающегося при трении воздушного потока о поверхность застывающих гранул. Данный недостаток преодолевается использованием воды для увлажнения поверхности падающих гранул [4] с помощью распыляющих влагу форсунок, расположенных внутри ГБ вокруг потока падающих капель по всей высоте их падения.

У такого способа имеются следующие недостатки:

- неравномерное увлажнение гранул в зависимости от траектории их падения относительно периферии потока (чем ближе к периферии, то есть к форсункам, тем выше степень увлажнения);

- неравномерное охлаждение каждой гранулы (вода чаще попадает на сторону гранулы обращенной к форсункам).

Это приводит к необходимости доувлажнения гранул в нижней части ГБ и в конечном итоге к их переувлажнению.

Недостаток может быть преодолен с помощью приемов инновационного консалтинга «вред в пользу», «замена вещества полем» и «тонких пленок», когда, например, отрицательно заряженные частицы жидкого хладагента (далее ЖХА) переносятся электростатическим полем ко всей о положительно заряженной поверхности всех капель жидкого СЦ. При этом не может остаться неиспользованной ни одна частица ЖХА и не может остаться неувлажненной ни одна гранула и ни один участок поверхности каждой гранулы. Это дает возможность строго дозировать количество ЖХА с тем, чтобы тепла кристаллизации твердеющих капель было необходимо и достаточно для испарения всего ЖХА. При этом достаточно будет добиться отверждения только поверхности гранул, с образованием слоя твердого СЦ толщиной достаточной для обеспечения механической прочности. Это дает возможность использовать для полного застывания и охлаждения гранул процесс их погрузки и транспортировки.

Цель изобретения: равномерное распределение ЖХА на поверхности падающих капель расплава и полное его испарение.

Поставленная цель достигается тем, что подаваемые на грануляцию расплав СЦ и ЖХА заряжаются разноименными электрическими зарядами, при этом СЦ подается на грануляцию в количестве достаточном для загрузки транспортного средства (например, железнодорожного вагона), а ЖХА подается в количестве необходимом для отверждения поверхности гранул и достаточном для его полного испарения.

Таким образом, заявленный способ состоит из следующих операций:

- накопление расплава СЦ в количестве необходимом и достаточном для заполнения транспортного средства гранулированным СЦ;

- накопление ЖХА в количестве необходимом для отверждения поверхности гранул и достаточном для его полного испарения;

- зарядка расплава СЦ и ЖХА разноименными зарядами

- подача жидкого СЦ и ЖХА на грануляцию;

- грануляция СЦ электростатическом поле с одновременной загрузкой гранулированного СЦ в приемный бункер или транспортное средство.

Заявляемый способ с присущими ему существенными признаками может быть неоднократно и в различных вариантах, с использованием различных устройств и различных материалов и смесей материалов, успешно реализован на практике с получением указанного выше результата.

Пример. Способ электростатической грануляции (далее ЭСГ) СЦ поясняется чертежом на Фиг. 1. Жидкий СЦ подается по обогреваемому продук-топроводу (1) на гранулятор (2), который представляет собой длинный цилиндр (дается в разрезе) с многочисленными отверстиями (3) расположенными в линию по образующей цилиндра. Все отверстия ориентируются таким образом, чтобы выходящие из них тонкие струи СЦ (4) были направлены вверх и вбок и описывали в воздухе баллистическую кривую. Параметры кривой регулируется давлением СЦ в грануляторе.

К гранулятору (2) присоединяется положительный полюс источника постоянного тока высокого напряжения (5). При этом выходящий из грану-лятора СЦ (4) приобретает положительный заряд и быстрее распадается на капли за счет отталкивания одноименных зарядов. Над высшей точкой баллистической кривой СЦ размещается патрубок для подачи конденсата (6) воды или насыщенного пара. Патрубок представляет собой длинный тонкий цилиндр (дается в разрезе), расположенный параллельно гранулятору СЦ, с многочисленными отверстиями (7), расположенными в линию по образующей цилиндра. Все отверстия ориентируются таким образом, чтобы выходящие из них тонкие струи конденсата или насыщенного пара (8) были направлены вниз на пролетающие мимо капли жидкого СЦ (4).

К патрубку (6) присоединяется отрицательный полюс источника тока высокого напряжения (5). При этом выходящие из патрубка частицы (8) конденсата или насыщенного пара (диэлектрик) приобретает отрицательный заряд, и стремятся вниз к положительно заряженным каплям СЦ (4) и обвалакивают их тонкой охлаждающей пленкой. Оба заряда взаимно погашаются, конденсат (насыщенный пар)(8), отнимая тепло кристаллизации у СЦ, превращается в пар (перегретый пар) (9), а жидкий СЦ (4) в твердый (10). Гранулы твердого СЦ (10) заканчивают свой полет в приемном бункере (11), а пар (перегретый пар) (9) поднимается в пароприемник (12), расположенный над приемным бункером.

При накоплении транзитной нормы из приемного бункера гранулированный СЦ загружается в транспортное средство (13). При этом установка ЭСГ отключается.

Для того чтобы высокое напряжение не передавалось на другие технологические линии в паропроводе (конденсатопроводе) и сероцементопроводе делаются непроводящие вставки (14) а сам процесс ЭСГ проходит внутри клетки Фарадея (Фиг. 2, где для большей наглядности установка ЭСГ изображена без передней стенки).

Конденсат может поставляться из линий сбора конденсата или со станции охолаживания. Насыщенный пар может получаться с помощью эжекторной машины из имеющегося на предприятии пара низкого давления.

При таком способе грануляции практически весь ЖХА расходуется адресно, и гранулы получаются полностью сухими за короткий промежуток времени. Это позволяет обойтись без противотока воздуха и ГБ.

ЭСГ СЦ позволяет:

- гарантированно получать сухие гранулы СЦ;

- обойтись без противотока воздуха и ГБ;

- совместить процесс окончательного застывания и охлаждения гранул с процессом их погрузки и транспортировки.

Источники информации:

[1] Патент РФ 157484 U1 МПК С01В 17/02. Технологическая линия по получению мелкогранулированной серы. Журавлев Александр Порфирьевич. Опубликовано: 05.09.2014 Бюл. №34.

[2] Патент РФ 998329 А1 МПК С01В 17/02. Способ получения серы, свободной от электростатических зарядов. Бондарь Любовь Петровна, Бролинский Георгий Иванович, Дацко Роман Петрович, Бондарь Вячеслав Дмитриевич, Лыскович Алексей Борисович. Опубликовано: 23.02.1983 Бюл. №7.

[3] Электронный ресурс: https://chem.ru/sera.html

[4] Патент РФ 2177825 С1 МПК B01J 2/02, С01В 17/02. Установка для получения гранулированной серы. Афанасьев В.М. Опубликовано: 10.01.2001 Бюл. №1.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано при производстве гранулированного сероцемента из его расплава. Способ получения гранул из расплава сероцемента основан на увлажнении диспергированным жидким хладагентом поверхности падающих капель расплава. Подаваемые на грануляцию расплав и жидкий хладагент заряжаются разноименными электрическими зарядами. При этом сероцемент подается на грануляцию в количестве достаточном для загрузки транспортного средства, а жидкий хладагент подается в количестве необходимом для отверждения поверхности гранул и достаточном для полного его испарения. Обеспечивается равномерное распределение жидкого хладагента по поверхности падающих капель расплава и его полное испарение. 2 ил., 1 пр.

Способ получения гранул из расплава сероцемента, основанный на увлажнении диспергированным жидким хладагентом поверхности падающих капель расплава, отличающийся тем, что с целью равномерного распределения жидкого хладагента по поверхности падающих капель и полного его испарения подаваемые на грануляцию расплав сероцемента и жидкий хладагент заряжаются разноименными электрическими зарядами, при этом сероцемент подается на грануляцию в количестве, достаточном для загрузки транспортного средства, а жидкий хладагент подается в количестве, необходимом для отверждения поверхности гранул и достаточном для его полного испарения.