Способ гранулирования расплавов и устройство для его осуществления Советский патент 1988 года по МПК B01J2/04 

(/) С

113862722

Изобретение относится к гранулиро- капель расплава, становится центрами

ванию материалов разбрызгиванием расплавов в полых башнях, преимущественно центробежньми грануляторают.

Цель изобретения - снижение энергозатрат.

На фиг.1 показана грануляционная башня для реализации предлагаемого способа, вертикальный разрез; на фиг,2 - то же, горизонтальньй разрез.

YcTpofieTBo для гранулирования по предлагаемому способу содержит корпус башни 1, расположенный в верхней части баини. центробежный гранулятор 2, цилиндрический экран 3, ограничивающий зону пылеобразования, из которой запьшенный воздух подается на систему 4 пылеулавливания, вентиляторы 5, установленные в верхней части башни, окна 6 для подачи воздуха в корпус баипи 1, воронку 7, внутренний 8 и внешний 9 кольцевые коллекторы, которые установлены соосно внутри башни на уровне транспортеров и снабжены средствами 10 для удапе1шя и подачи собранных гранул в технологический процесс и транспортеры 11. Причем, предусмотрена возможность подачи гранул из воронки 7 транспортирующийи средствами 10 в зону диспергирования расплава, из внутреннего кольцевого коллектора 8 - на охладитель, а из внешнего кольцевого коллектора 9 - на растворение.

Устройство работает следующим образом.

Выбрасываемые из центробежного

10

15

20

кристаллизации укрупненных гра.нул.

Более крупные гранулы падают дальше от оси баини 1 и попадают на транспортеры 11, которые подают данную фракцию непосредственно на склад. Еще более крупные гранулы падают по большему радиусу из-за своей инерционности и собираются во внутреннем кольцевом коллекторе 8. Поскольку данная фракция из-за меньшего времени падения в башне 1 и меньшей поверхности теплообмена на единицу массы имеет температуру вьш1е 60 то сразу отгружать ее на скдад нельзя, поэтому она подается транспортирую средствами 10 на охладитель, например, кипящего слоя.

Наиболее крупные гранулы, имеющие максимальную дальность выпета, попа- дают во внешний кольцевой коллектор 9. Так-как прочность данной фракции .невысока из-за усадочной раковины, 25 достигающей 25% объема гранулы, то ее с помощью транспортирующих средств 10 подают на растворение, а затем на вьшаривание и возвращают в плав.

Пример. Вывод гранул из башни 1 осуществляется из кольцевьк зон, границы которьк определены .свойствами гранул в этих зонах. Поскольку при центробежном гранулировании в горизонтальном сечении башни 1 проявляется разделение гранул по размерам (что подтверждается замерами на действующей башне, а также теоретическими расчетами), то существует возможность подачи различных фракций

30

35

Пример. Вывод гранул из башни 1 осуществляется из кольцевьк зон, границы которьк определены .свойствами гранул в этих зонах. Поскольку при центробежном гранулировании в горизонтальном сечении башни 1 проявляется разделение гранул по размерам (что подтверждается замерами на действующей башне, а также теоретическими расчетами), то существует возможность подачи различных фракций

гранулятора 2 струи расплава дробятся на капли, которые при падении в корпу-.д продукта на разные этапы технологи- се башни 1 охлаждаются и отвердевают, ческого процесса непосредственно из распределяясь при этом по сечению башни, минуя различные способы механического разделения, как заведомо ведущие к истиранию и увеличению пылеобразования. Процесс разделения гранул по размерам по сечению башни определяется тем, что при центробежном гранулировании струи расплава вылетают из гранулятора, имея горизонтальную составляннцую скорости, что ведет к разным дальностям вылета гранул с различными диаметрами, поскольку аэродинамическое сопротивлеНаиболее мелкие по размеру гранулы ние пропорционально квадрату диаметра падают ближе всего к оси башни 1, где гранулы, а инерщ1онн{ 1е свойства про- они собираются в воронку 7, а затем подаются транспортирукядими средства- t-и 10 в зону диспергирования расплава. Мелкая фракция, попадая в потек

башни 1 в зависимости от их диаметров. При дроблении струй расплава образуется пыль, которая воздухом, ., поступающим через окна 6, выносится из зоны, ограниченной цилиндрическим экраном 3, на систему 4 пылеулавливания. Остальная час-пь воздуха, практически не содержащая пыли, выбрасывается в атмосферу без очистки с помо- щью вентилятора 5.

55

порциональны кубу диаметра гранулы. Это ведет к неравномерному распределению гранул с различными диаметрами по сечению баини, причем мелкие rpa-i

0

кристаллизации укрупненных гра.нул.

Более крупные гранулы падают дальше от оси баини 1 и попадают на транспортеры 11, которые подают данную фракцию непосредственно на склад. Еще более крупные гранулы падают по большему радиусу из-за своей инерционности и собираются во внутреннем кольцевом коллекторе 8. Поскольку данная фракция из-за меньшего времени падения в башне 1 и меньшей поверхности теплообмена на единицу массы имеет температуру вьш1е 60 то сразу отгружать ее на скдад нельзя, поэтому она подается транспортирую средствами 10 на охладитель, например, кипящего слоя.

Наиболее крупные гранулы, имеющие максимальную дальность выпета, попа- дают во внешний кольцевой коллектор 9. Так-как прочность данной фракции .невысока из-за усадочной раковины, 5 достигающей 25% объема гранулы, то ее с помощью транспортирующих средств 10 подают на растворение, а затем на вьшаривание и возвращают в плав.

Пример. Вывод гранул из башни 1 осуществляется из кольцевьк зон, границы которьк определены .свойствами гранул в этих зонах. Поскольку при центробежном гранулировании в горизонтальном сечении башни 1 проявляется разделение гранул по размерам (что подтверждается замерами на действующей башне, а также теоретическими расчетами), то существует возможность подачи различных фракций

0

5

д продукта на разные этапы технологи- ческого процесса непосредственно из башни, минуя различные способы механического разделения, как заведомо ведущие к истиранию и увеличению пылеобразования. Процесс разделения гранул по размерам по сечению башни определяется тем, что при центробежном гранулировании струи расплава вылетают из гранулятора, имея горизонтальную составляннцую скорости, что ведет к разным дальностям вылета гранул с различными диаметрами, поскольку аэродинамическое сопротивление пропорционально квадрату диаметра гранулы, а инерщ1онн{ 1е свойства про-

порциональны кубу диаметра гранулы. Это ведет к неравномерному распределению гранул с различными диаметрами по сечению баини, причем мелкие rpa-i

пулы падают ближе к оси башни 1, а более крупные - ближе к ее стенкам.

Так гранулы, собранные из центральной части башни 1, а именно из области, ограниченно диаметром,- равным 10-20% диаметра башни 1, т.е. гранулы наименьшей фракции, подают в зону диспергирования расплава вблизи гранулятора 2. Это обеспечивает уда- ление из продукта наименьшей фракции а именно фракции менее 1,0 мм, которая способствует слеживаемости и содержание которой в целевом продукте ограничено в пределах не более 5%. Место подачи гранул, диаметр которых менее 1,0 мм, ограничивается внутренним диаметром 1,0 м и внешним диаметром 2,0 м, что определяется соответственно расстоянием, на котором происходит полное дробление струи расплава на капли (до 0,4 м плюс диаметр гранулятора), и расстоянием, на котором начинается осуществление кристаллизации поверхности наиболее мелких капель расплава.

Гранулы, размер которых более 1,0 t-iM, падают по большему радиусу, чем более мелкие гранулы. Эта фракци полностью входит в целевой продукт и достаточно охлаждена для непосредственной отгрузки на склад, что производится с помощью транспортеровi

Дальнейшее увеличение размера гранул ведет к увеличению дальности вылета, а также ведет к увеличению их температуры на выходе из башни. При размере гранул 1,8 мм, и высоте их падения 48 м диаметр, по которому падают эти гранулы, равен 40-60% диа- метра башни. При диаметре гранул более 1,8 мм их температура на выходе из башни становится вьппе , что не позволяет складировать данную фракцию сразу после башни. Поэтому область, ограниченная внутренним диаметром, равным 10-20% диаметра башни и внешним диаметром, равным 40-60% диаметра башни, содержит гранулы, которые можно отгружать непосредственно на склад, а гранулы, диаметр которых 1,8-3,0 мм, полностью входят в целевой продукт, но их температура при полном падении остается вьш1е 60°С, что не позволяет сразу склади

ровать данную фракцию, а требует дополнительного охлаждения, например, в аппаратах кипящего слоя. Внутренний кольцевой коллектор ограничен

fS

|g 0 5

0

.,.

5

0

5

внутренним диаметром, равньЕм 40- 60% диаметра башни, и внешним диаметром, равным 70-85% диаметра башни, что позволяет собрать в него гранулы, размер которых 1,8-3,0 мм.

Гранулы диаметром более 3,0 мм не подают в охладители кипящего слоя, поскольку их прочность недостаточна из-за больших усадочных раковин, достигающих 25% объема гранулы. Данную фракцию подают на растворение с последующим возвратом в плав. Внешний кольцевой коллектор ограничен внутренним диаметром, равным 70-85% диаметра башни, и внешним диаметром, равным диаметру башни.

По. сравнению с известным, предла- . гаемый способ позволяет увеличить средний диаметр гранул, повысить их прочность, а также снизить эксплуатационные затраты за счет возврата в технологический процесс нетоварной мелкой и наиболее крупной фракций, разделения целевого продукта по фрак- циям без использования специальных сепараторов и дополнительного охлаждения гранул, имеющих температуру выше 60 С.

Формула изобретения

1. Способ гранулирования расплавов, включающий разбрызгивание расплава в верхней части башни через .центробежный гранулятор, охлаждение образующихся капель расплава при их падении в восходящем потоке воздуха, подаваемого в башню снизу-, удаление части воздуха на очистку и удаление гранул из нижней части башни, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат, гранулы собирают отдельно в центральной и трех кольцевых соосно расположенных зонах, гранулы, собираемые в центральной зоне, подают в зону разбрызгивания расплава, гранулы, собираемые в первой кольцевой зоне, подают на транспортер, гранулы, собираемые во второй кольцевой зоне, подают на охлаждение, гранулы, собираемые в третье кольцевой зоне, подают на растворение.

2, Устройство для гранулирования расплавов, содержащее башню, установленные в ее верхней части разбрызгиватели расплава, подсоединенные к нижней части башни средство для пода-

чи охлаждающего воздуха и к верхней части башни - средство для отвода воздуха, транспортер, расположенный D нижней части башни, отличающееся тем, что, с целью сниже1386272 6

ПИЯ энергозатрат, оно снабжено соос- но установленными в нижней части башни центральной воронкой и тремя кольцевыми коллекторами, расположенными

над транспортерами.

над транспортерами.

Изобретение относится к получению продуктов в гранулированном виде. Целью изобретения является снижение энергозатрат. Расплав разбрызгивают в верхней части башни, капли охлаждает при их своб одном падении восходящим потоком воздуха. Образующиеся гранулы (Г) собирают отдельно в центральную воронку в три соосно расположенные кольцевые коллекторы (КК).Г, собираемые в центральную воронку, подают в зону разбрызгиван1гя расплава. Г, собираемые в первый КК, подают на транспортер. Г, собираемые во второй КК, подают на охлаждение. Г, собираемые в третий КК, подают на растворе- .ние. 2 с.п. ф-лы, 2 ил.

В зону I ffucпергур- я i/yyyfp

f o/Aoda/rreffb

630f/uffacnefl X 1Q

////// ///A//// //// //// /V// //// //// //// //// //// ///

ф1/г.1

ffacf{/iff

но раст&аеяае т амадителб

S ъону , tcnepufotoHaa