Гранулятор расплавов Советский патент 1985 года по МПК B01J2/02 

ю

со Изоб$ етение относится к устройствам для получения гранул из расплавов, преимущественно содержащих- твер дые включения 5 и может быть использо вано в химической промышленности для гранулирования расплавов путем разде ления их на капли и последующего отвержде1П1Я в байте, в частности, для гранулирования сложных удобрений типа ,нитроа№гофоса;,,нитроаммофоски и других продуктов. Известен аппарат для получения сфер1тческ5тх частиц, содержашдш корпус с входным отверстием для жидкости п .плоски.; перфор1-фоваиным дном, над которьа- с -зазором установлен лепестковый диск, при вращении периоди чески перекрывающий отверстия. Корпу снабжен вибращюнным устройством. Пр работе аппарата в момент открытия от верстий в дне происходит истечение кядкости из корпуса с образованием затем частиц сферической формы lj . При выполнении дна плоским или близким к плоскому, корпус выполняют значительного диаметра, чтобы обеспечить достаточную площадь орошения Дламетр вращаюп(ихся лопастей ограничен величиной затрат мощности, поэто Ь5у скорость движения расплава у боковых стенок корпуса оказывается .недостаточной для предотвращения оседания твердых включений на периферии камеры. Наличие застойных зон приводит к побочным реакциям между рас-плавом и твердыми включениями, в результате которых образуются вещества загрязняющие готовый продукт, т.е. снижающие его качество. Кроме того, образующийся осадок способствует быстрому забиванию диспергирующих отверЬтий гранулятора и в конечном итоге уменьшению производительности,. Быстрая забив.ка отверстий приводит также к ухудшению однородности по размерам несмотря ,нй воздействие вибрационного устройСтва. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемо му результату являетсй гранулятор расплавов,. содержащ51й корпус с перфорированным дном, патрубок для ввода расплава и .установленные над дном лопасти, укрепленные на валу, связанном с nptraoflOM вращения 2 . Недостатком известного гранулято ра -является неравномерное распределение гранул в зоне орошения вследствие неравномерной нагрузк на отверстия л днище гранулятора. Объясняется это влиянием центробежного эффекта от лопастей мешалки, являющегося причиной разного уровня слоя расплава над отверстиями. Неравномерное распределение гранул в зоне орошения приводит к повышению температуры гранул и образованию конгломератов в зоне наибольшей плотности орошения. Поэтому для обеспечения необходимой производительности установки в целом приходится строить грануляционные башни с увеличенным объемом, что повьпиает капитальные затраты и эксплуатационные расходы. Неравномерная нагрузка на отверстия в днище гранулятора приводит к некоторому осаждению твердых частиц, находящихся в расплаве, около отверстий в центральной зоне, где скорость истечения минимальна. Следствием этого является забивка отверстий и, соответственно, падение производительности гранулятора при одновременном снижении однородности гранул по размерам. Увеличение мощности вибрационного устройства с целью снижения степени забивки отверстий ограничено, так как приводит к образованию гранул менее 1 мм и значительному количеству пыли. Цель изобретения - повышение равномерности распределения нагрузки в зоне орошения. Поставленная цель достигается тем, что гранулятор расплавов, содержавши корпус с перфорированным дном, патрубок для ввода расплава в корпус и установленные над дном лопасти, укрепленные на валу, связанном с приводом его вращения, снабжен установленной в корпусе над лопастями кольцевой неподвижной перегородкой, образующей с перфорированной часты дна кольцевой канал постоянного проходного сечения. KpioMe того, в верхней части корпуса над кольцевой перегородкой укреплены неподвижные радиальные перегородки.: Создание над отверстиями дна с помощью неподвижной перегородки кольцевого канала постоянного проходного сечения предотвращает образование в центральной части корпуса зоны пониженного давления, способствует выравниванию давления над всеми бтверстиями дна. Это обеспечивает равномерность распределения нагрузки в зоне орошения, снижающую необходиьшй объем зоны охлалздения, т.е. габариты грануляционной башни.

Примыкающие к дну и кромкам отверстий .твердые включения смываются параллельным дну потоком расплава, что предотвращает забивку отверстий и, следовательно, повышает однородность гранул по размерам.

Установленные над кольцевой перегородкой в верхней части корпуса неподвижные радиальные перегородки служат для ликвидации вращательного движения потока жидкости над кольцевой перегородкой. В результате торможения потока кинематическая энергия движения переходит в потенциальную энергию давления. При этом возрастает напор, за счет которого происходит истечение, причем наибольший прирост напора будет в отверстиях, расположенных ближе к центру гранулятора. Это еще более вьфавнивает силы давления, под действием которых происходит истечение струи из отверстий, что дополнительно способствует стабильной работе гранбашни в целом.

На фиг. 1 изображен гранулятор, общий вид, в разрезе; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - положение слоя расплава в корпусе гранулятора при отсутствии кольцевой и радиальных перегородок; на фиг. 4 то же, с установленными кольцевой и радиальными перегородками.

Гранулятор содержит корпус 1 с nep форированным дном 2, патрубком 3 для ввода в корпус 1 расплава, подшипниковый узел 4 с валом 5, на конце которого установлен ротор 6, имеющий радиальные лопасти 7. Ротор установлен с зазором относительно перфорированного дна. Над зоной перфорации дна и лопастями ротора установлена кольцевая перегородка 8, образующая с дном кольцевой канал для подачи расплава. Наклон кольцевой перегородки относительно дна принимается на основании расчета из условий равенства проходных сечений кольцевого канала: на входе - между внутренней кромкой кольцевой перегородки и дном; на вьосоде - между внешней крокой кольцевой перегородки и дном.

Таким образом, площадь сечения кольцевого канала 5-nD;.b;, где и 3,14;

D;- диаметр окружности сечения;Ь-- высота канала.

В верхней части корпуса над кольцевой перегородкой установлены неподвижные радиальные перегородки 9. Внешний торец и верхняя кромка перегородок 9 вплотную прилегает к внутренней боковой и верхней поверхности корпуса соответственно. На нижних кромках неподвижных перегородок 9 укреплена кольцевая перегородка 8, возможен и иной способ крепления кольцевой перегородки, например крепление на корпусе.

Гранулятор работает следующим образом.

Расплав через патрубок 3 поступае в корпус 1 гранулятора. Лопастями 7 ротора 6 расплав направляется в канал, образованный кольцевой перегорокой 8 и дном 2, при этом часть его поступает в отверстия дна и разбрызгивается в полость башни. Остальная часть проходит к периферии корпуса, откуда вдоль радиальных перегородок 9 перемещается к центру, где смешивается с вновь поступающим расплавом и вновь проходит в канал между кольцевой перегородкой и дном.

Таким образом, расплав в корпусе гранулятора циркулирует по замкнутому контуру. Требуемый режим работы гранулятора устанавливается путем регулирования скорости вращения ротора в зависимости от количества расплава, поступающего на гранулирование. Уровень расплава над отверстиями при оптимальных условиях работы гранулятора изображен на фиг. 4 штриховой линией. Для сравнения на фиг. 3 показан уровень расплава при отсутствии кольцевой и радиальных перегородок .

В таблице представлены результаты опытной проверки известного и предлагаемого устройств.

r

CO

0

Л

n I о

о

n

1. ГРАНУЛЯТОР РАСПЛАВОВ, содержащий корпус с перфорированным дном, патрубок для ввода расплава в корпус и установленные над дном лопасти, укрепленные на валу, связанном с приводом его вращения, отличающийся тем, что, с целью повьапения равномерности распределения нагрузки в зоне орошения, в корпусе над лопастями установлена кольцевая неподвижная перегородка, образующая с перфорированной частью дна кольцевой канал постоянного проходного сечения. 2. Гранулятор по п. 1, отличаю щ и и с я тем, что в верхней части корпуса над кольцевой перегоsO родкой укреплены неподвижные радиальные перегородки. W

со

-I о-

I

n оо

I О

vO vO т

I о

мaj

л

I-о

S(По

S

ы

« «чю

л г.«

Ш«

о л s

см«п

т W d

Таким образом, предлагаемый гранулятор обеспечивает более равномерное распгеделение нагрузки по рядам отверстий и, следовательно, более равномерное распределение гранул в зоне орошения пода башни..Более равномерное распределение в зоне орошения приводит к более эффективному КСпользованию охлаждающего воздуха в

гранбашне, что обеспечивает возможность использования гранбашни меньшего диаметра при одинаковой производительности. Использование предлагаемото гранулятора позволит осушествить процесс в грануляционной башне диаметром 10 м вместо 16 м Ьри одинаковой их производительности 40 т/ч.

Расмаб

ФигЗ