Устройство для гранулирования расплавов Советский патент 1975 года по МПК B01J2/02 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГРАНУЛИРОВАНИЯ РАСПЛАВОВ

с-месь воздуха с тоикодпсперсаой пылью. Расплав через вьшускные отверстия перфорированного дпа 4 вытекает в впде отдельных струй, Которые распадаются на капли. П-ри свободном падевнп в -полости колонны капли интенсивно обдуваются охлаждающим агептом, диспергируемым распределителем 7. В нзвестиом грануляторе распределитель охлаждающего агента выполпеи неподвижным. При неподвижном распределителе (см .фиг. 2) струп охлаждающего агента 9 (показаны условно стрелками) наталкиваются на канлн 10 расплава, способствуют слияищо нескольких капель в одну н образованию агломератов (новое положение капель ио казапо пуиктиром). В предложенном устройстве распределитель 7 охлаждающего агеита связаи с приводом вращения. Такое выполнение позволяет обеспечнть равномерное орошение охлаждаюни1м агентом ночтн всех капель расплава. На фнг. 3 н 4 впдно, что струн 9 охлаждающего агента направлены не по радиусу, а лскрнвлепы под действнем центробежной силы. Вращение каждой струи позволяет обеспечить последовательное орошение капель. Струя охлаждающего агента при вращении распределителя направлена не в одну точку, а перемешается по капле расплава в паправлепнн вращення распределнтеля, что обеспечивает более эффективное охлаждение капель н исключает образование трещин. На фнг. 3 сплошной и пуиктириой ст|релками показано положенне струй 9 в, разное время. Видно, что в первый момент вре.меин орошается капля И, в следующий - капля 12 и т. д. Жирной линией обозначена область капель, подвергающаяся орошению струй охлаждающей среды, выходящих нз сопел 13 враи1ающегося распределителя 7.

Следует отметить, что смещение траекторий капель одинаковое, так как практи-чески все капли расплава попадают под воздействие струй охлаждающей среды. Кроме того, смещение это мало, так как смещающая сила со стороны струп охлаждающей среды за счет ее Вращения во все время воздействия на каплю расплава изменяет свое направленне.

Поэтому пр,и экспериментальной проверке образовання агло.мератов не наблюдалось.

Необходнмо указать еще на один момент, обеспечивающий лучшее охлаждение капель расплава охлаждающим воздухом кипящего слоя.

При истечении расплава из разбрызгнвателя без распределителя охлаждающей среды капЛИ расплава летят по своим неизменным траекториям. При истечении раопла1ва нз разбрызгивателя с неподВ.пжным распределителем охлаждающей среды капли расплава та-кже летят по неизменным, некоторая часть по с.мещенным, но тоже постоя}П1Ым траекториям. Охлаждающий воздух кипящего слоя равномерно проходит между струя.ми капель расплава, охлаждая их. При вращающемся раопределнтеле о.хлаждающей среды не все

капли расплава в одной струе подвергаются воздействию струи охлаждающей среды. На фиг. 4 видно, что капли расплава при вращении струи охлаждающей среды испытывают воздействие со стороны ее импульсно только тогда, когда струя направлена на нее. В следующий момеит времени на следом летящую каплю расплава воздействия не оказывается, так как напротив нее оказывается промежуток между двумя рядом расположенными струями вращающегося распределителя- Это способствует более пространственному рассеянному полету гранул (см. фиг. 4) и лучшему их охлаждению восходящим воздухом кипящего слоя. Как показывают эксперименты и расчеты, предлагаемое устройство позволит сократить высоту бащни за счет увеличенного охлаждения летящих капель расплава не менее чем в 2 раза.

Экспериментальная проверка макета устройства проводилась с аммиачпой селитрой на опытной граибащне высотой 16 м. При неподвижном распрелчелителе охлаждающей среды установлен следующий гранулометрический состав выходного продукта: гранулы фракции 1-3 мм - 82%, ф;ракции меньше 1 мм - 6%, фракции больше 3 мм - 12%:. При этом температура гранул в нижней части гранбащни равиа 64°С.

Прн вращающемся распределителе о.хлаждающей среды установлен следующий гранулометрнческий состав выходного продукта: гранулы фракции 1-3 мм - 93%; гранулы фракцнн меньше 1 мм - 4%; гранулы фракции больше 3 мм - 3%.

При этом температура гранул на выходе гранбащни равна 38°С.

Уменьшение содержания мелкой фракции и увеличение основной происходнт за счет влияйия струй охлаждающей среды на процесс разбиения струй расплава на каплн. Зпачительное улучшение гранулометрическото состава на макетной установке получено при определенных частотах вращения распределителя охлаждающей среды, кратных собственной частоте струй. Как известно, собственная частота струй определяется зависимостью

f JL

4,508rf где и - скорость истечения струи;

(/ - диаметр отверстия перфорации разбрызгивателя.

Устанавливая распределитель охлаждающей среды по высоте на уровне формирования капель в струе расплава и выбирая количество струй распределителя и сасорость его вращения, можно влиять на процесс разбиения струи расплава на капли, что позволяет резко улучшить гранулометрический состав продукта. Влияние на процесс разбиения струи расплава на капли происходит как за счет прямых столкновений ее со струями охлаж,дающей среды, так и за счет возбуждения колебаний окружающего воздуха. Изменением

давления охлаждающей среды в распределителе можно регулировать амплитуду возбуждаемых колебаиий.

В .качестве охлаждающей среды может быть использован воздух, пылеобразные твердые частицы, а для иегигроскопических продуктов )| вода.

При понаданпи твердых частиц на каплн расплава на нх плавление зат|рачивается тепловая энергия каплн, и она нцтенсивно охлаждается, образуются как бы центры крнсталлнзацн. Пылеобразными частнцамн могут быть микродобавки, что важио при башенном способе гранулирования когда нр,нменепие других методов включення добавок затруднено нлн невозможно.

Конструкция устройства для граиулироваи.ня расплавов с -предлагаемым исполнением (распределителя охлаждающе среды отличается простотой, компаКтностью и возможностью обеспечения управления как процессом охлаждения капель, так и процессом распада струй на однородные капли по размерам.

П р е д .м е т изобретения

Устройство для гранулироваиия расплавоЕ, включающее вертикальную колонну с рещеткой, разбрызгиватель расплавов, установленный в верхней части колонны, и распределитель охлаждающего агента, отличающееся тем, что, с целью повышения одиородности готового продукта по гранулометрическому составу н интенсификацнн процесса охлажденг/л гранул, распределнтель охлаждающего агента сиабжец полым валом, проходящим чере; центральную трубу, укрепленную в разб,рь.згнвателе расплавов.

н и

г-ji

f I S,

I М I 1

/

О V} о .-.

N0. О А ч-) оО

r,

) о-

о

о

о с

о

13

.Y

-Puz.-f