Устройство для гранулирования расплавов

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГРАНУЛИРОВАНИЯ РАСПЛАВОВ, содержащее вертикальную башню, имеющую в верхней части раструб, установлен1«ые в верхней части башни разбрызгиватель расплава и верпгикальные патрубки для отвода воздуха , кольцевой коллектор для подачи жидкости, смонтированные в нижней чаоти башни патрубки для ввода охлаждаюшего воздуха, патрубок для выгрузки гра нул и лоток для сбора жидкости, укрепленный на боковсй стенке ббиини, отличающееся тем, что, с целью снижения содержания пыли в отводном воздухе , оно снабжено завихрителями, установленными в патрубках для отвода воздуха , и над каждым завих жтелем установлен кольцевой коллектор. 2. Устройство по п. 1, отличают е е с я тем, что оно снабжено кольцевыми желобами, имеющими зубчатые переливные кромки и установленными под завихрителями на боковой стенке р € тикальных патрубков и боковой стенке башни. СО

„„Я0„„1031493

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3 @ В 01 4 2/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВЪ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3298318/23«26 (22 ) 26.05.81. (46) 30.07.83. Бюп. № 28 (72) В. Н. Сахаров, И. Н. Барышев и И. A. Егоров (53) 66.099.2 (088.8) (56) 1. Патент США № 4028447, кл. В 01 J 2/04, 1977, 2. Патент Франции № 2442793,,кл. С 01 В 17/10, 27.06.80 (прототип). (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ИЛЯ ГРАНУЛИРОВАНИЯ РАСПЛАВОВ, соцержашее вертикальную башню, имеюшую в верхней части раструб, установленные в верхней части башни разбрызгиватель расплава и вертикальные патрубки для отвоца возцуха, кольцевой коллектор для подачи жидкости, смонтированные в нижней части башни патрубки для ввода охлажцаюшего воздуха, патрубок для выгрузки гра нул и лоток для сбора жицкости, укрепленный на боковой стенке башни, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью сни жения соцержания пыли в отводном воэцухе, оно снабжено эавихрителями, установленными в патрубках цля отвоца воздуха, и нац каждым завихрителем установлен кольцевой коллектор.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч аю ш е е с я тем, что оно снабжено кольцевыми желобами, имеющими зубчатые переливные кромки и установленными под завихрителями на боковой стенке вер- д тикальных патрубков и боковой стенке

S башни.

493 них охлаждаются медленнее и, имея высокую температуру, налипают на стенки выходных патрубков воздуха и образуют значительные по величине агломераты, которые периодически приходится уцалять (производить очистку воздуховодов). В противном случае данные образования значительно повышают сопротивление выходных пагрубков, нарушая режим работы аппарата.

B-третьих, при гранулировании врецных и едких продуктов всегда необхоцима дополнительная очистка отходящего иа гранулятора возцуха, так как пылеунос всегда будет иметь место. Для этой цели на выходе иэ гранулятора, K8K GpasH ло, устанавливают пылеулавливающие аппараты (циклоны). Проходя через них, возцух очищается цо принятых санитарньй норм и затем выбрасывается в атмосферу. Установка пылеулавливающих устройств всегда связана с увеличением капитальных затрат, в которые вхоцят стоимость данных аппаратов, стоимость дополни.тельных произвоцственных нлошацей, монтажных и обвязочных работ. Кроме того, усложняется конструкция грануляционного аппарата. Так, например, анало.гичный по габаритам и производительности аппарат имеет расход по возцуху

380000 м /ч. Это потребует установки, например, шести пылеулавливателей типа Тайфун" кажцый производительностью 60000 м /ч. Данные пылеулавли3 . ватели берутся как наиболее эффективные, экономичные (облацают наименьши- ми сопротивлениями и металлоемкостью).

1 . 3031

Изобретение относится к устройствам для гранулнрования растворимых в воде продуктов (едких щелочей, азотных удобрений, сульфидов щелочных металлов и др.) .метоцом отверждения и охлажцения диспергированных расплавов во встречном потоке газообразного хладагента и может быть использовано в химической и смеж» ных с ней отраслях промьшиенности.

Известно устройство для гранулиро- 1О вания расплавов, содержащее цилиндричео» кую стальную башню диаметром около 9 и высотой около 49 м, установленные в верхней части башни разбрызгиватель расплава, патрубки для отвода возцуха 15 и кольцевой коллектор для подачи жидко сти, смонтированные в нижней части башни патрубки для ssoqa охлаждающего возцуха, патрубок цлл выгрузки -гранул и кольцевой лоток для сбора жидко- 20 сти (1J.

Однако в этой конструкции при указанной высоте башни (49 0 м) невозможно беэ дополнительных устройств достичь того, чтобы пленка жицкости на стенках д5 башни была сплошной по всей высоте.

По различным причинам (например, незначительное отклонение установки ко лонны от вертикали, неточность сварки отдельных царг и др,) пленка будет

30 сплошной только s самом верху башни, при дальнейшем ее движении вниз плен ка будет образовывать отдельные струи (потоки). В связи с этим значительная часть внутренней поверхности буцет оставаться сухой, т.е. площадь контак35 тирования пьши с жицкой пленкой умейь шается и, следовательно, уменьшается количество пыли, поглощаемой жицкой пленкой. Данное явление приводит к повышенному пылеуносу, эффективность воздействия пленки на мелкодисперсные частицы снижается. Б связи с этим приходится значительно увеличивать расход жидкости в кольцевой коллектор, что вецет к повышению энергозатрат на очистку возцуха от пыли продукта.

Во-вторых, основная масса мелкописперсных частиц (пыли) продукта образуется при распаде истекающих из отверстий раэбрыэгивателей струй расплава на кап ли (гранулы) н прецставляет собой, как правило, образующиеся при этом капли- . спутники. При . разбрызгивании расплава в восходящий воздушный поток ети мелкодисперсные частицы сразу же захватыва« ются воздухом, не соприкасаясь при этом с жицкостной пленкой, и уносятся в атмосферу. Причем наиболее крупные иэ

Известно устройство цля гранулирования расплавов, содержащее вертикальную башню, имеющую в верхней части раструб, установленные s верхней части баш ни разбрыэгиватель расппава и вертикальные патрубки для отвода воздуха, кольцевой коллектор дпя подачи жицкости, смонтированные в нижней части башни патрубки для ввода охлажцающего воздуха, патрубок цля выгрузки гранул и лоток для сбора жидкости, укрепленный на боковой стенке башни f2), Разбрызгиваемый жидкий продукт вво» дят противоточно в вертикальный воздушный поток, скорость которого возрастает по направлению вниз от величины, более низкой, чем критическая скорость пыли продукта, составляющей эароцыш кристаллизации, цо величины, превышающей критическую скорость образующихся гранул. Таким образом, предотвращается

493 4 жицкости, укрепленный на боковой стенке башни, снабжено завихрителями, установ ленными в патрубках цля отвода воэцуха, и нац кажцым эавихрителем установлен кольцевой коллектор.

Устройство снабжено кольцевыми желобами, имеющими зубчатые нереливные кромки и установленными под завкхрите лями на боковой стенке вертикальных патрубков и боковой стенке башни.

Вслецствие этого выхоцяший из башни через выхоцные патрубки воздух, соцержаший повышенное количество мелкодисперсного продукта, прохоця эавихрители, закручивается. Возникающие нри этом центробежные силы отбрасывают содержащиеся в воздухе плотные частицы про дукта к стенкам выходных патрубков в стекаккцую пленку жицкости, s которой данные частицы растворяются и уносятся обратно,в колонну, в результате чего соцержание мелкодисперсных частиц продукта на выхоце уменьшается, а продукт, захваченный жидкостной пленкой, вновь отправляется на переработку. Воздух при этом очищается цо допустимых санитарных норм. Таким обрезом, за счет исключения цополнительных срецств цля очистки газа упрощается устройство цля гранулирования и снижаются капитальные затраты на очистку газа. Уменьшение пылеуноса на выхоце позволяет более экономично использовать сырье и снижает загрязнение окружающей среды.

На фиг. 1 изображено устройство в разрезе, общий вид; на фиг. 2 - уэал Х на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез AA на фиг. 1; на фиг. 4 — виц Б на фиг. 2.

Устройство для гранулирования содержит вертикальную башню 1, в верхней части которой установлен разбрызгиватель 2 расплава. Для поцачи охлажцакъ щего возцуха внутрь башни 1 имеются патрубки 3, для выхода возцуха - паърубки 4. йля вывоца гранулированного продукта в нижней части башни 1 имееъся натрубок 5. На внутренней поверхно ,сти башни 1 равномерно друг от цруга, преимущественно на расстоянии 3-4э м, установлены кольцевые желоба 6 с зубчатой переливной кромкой. Зубья 7 на всех переливных кромках кольцевых желобов 6 выполнен одинаковой величины.

Такое выполнение переливных кромок желобов позволяет обеспечить равномер ный перелив жицкости по всему перимеьру желобов. В нижней части башни 1 установлен кольцевой лоток 8 со штуцером 9 цля сбора и выхода жицкой смеси

3 -1О-31 выделение пыли продукта в окружающую срецу. Вода, разбрызгиваемая в выхоц-. . ных патрубках, используется в .качестве дополнительного хладагента при BblcpxHx температурах Окружающей срецы. При

1 этом образующийся водяной туман пацает вниз башни и в виде тонкой пленки оседает на ее стенках. Эта воца испаряется частично или полностью за счет теплоты стенок башни и теплоты, выцеля- 10 ющейся при затверцевании процукта, и ее уцаляют вместе с возцухом в атмосферу или .сливают частично через нахоцяшук ся в днище башни трубу {лотоку.

Однако несмотря на снижение скорости 15 воздуха в расширяющейся верхней части колонны, часть пыли продукта всегда буцет уноситься вместе с воэцухом в, атмосферу, так как невозможно созцать полную и равномерную плотность орошения 20 по всему сечению расширяющейся части башни. Например, при скорости на выхоце равной 0,5 м/с величина уноса пыли составляет для минеральных удобре» ний 0;8-2 кг на тонну готового процук- 25 та, что при работе с врецными процуктами требует цополнительной очистки воздуха с помощью пылеулавливателей, а это приводит к увеличению капэатрат на очистку от пыли.

Бесконечное снижение скорости воздуха на выходе вецет к неоправцанному увеличению габаритов колонны, что также увеличивает капзатраты. Это вызвано теь1, что расширение колонны не должно быть резким, так как в противном случае

35 в идущем вверх потоке возцуха в месте расширения башни всегда образуются значительные завихрения, что способствует отбрасыванию части еше неэатверцев-.

40 ших гранул на коническую часть башни и вызывает значительные налипания продукта иа стенки башни, что нецопустимо, а смывание отложившегося на стенках башни дроцукта в цанном устройстве не прецусмот рено.

Бель изобретения - снижение соцержания пыли в отвоцимом воздухе., Поставленная цель цостигается тем, что устройство цля гранулирования расплавов, содержащее вертикальную башню, имеющую в верхней части раструб, установленные в верхней части башни разбрызгиватель расплава и вертикальные патрубки,цля отвоца воэцуха, кольцевой коллектор цля подачи жидкости, смонтированные в нижней части башни патрубка i для ввоца охлажценного ноэцуха, патрубок для выгрузки гранул и лоток для сбора !

1493 6 ется через зубчатые переливные кромкя 16 и по внутренней поверхности раструба 16 попадает в верхний кольцевой желоб 6.

Заполнив желоб, жидкостная смесь переливается через зубчатую кромку и равномерно по всей окружности в вице тонкой сплошной жидкостной пленки стекает по внутренней стенке башни 1 в следующий кольцевой желоб 6 и так далее. Благодаря наличию по высоте башни нескольких желобов 6, которые установлены иа расстоянии 3-5м друг от друга, жидкостная пленка на внутренней поверхности башни 1 образуется сплошной; не имеющей разрыва. В нижней части башни 1 жидкостная смесь собирается в кольцевом лотке 8 и через штуцер 9 сливается в бак 17, Охлаждающий воздух через патрубки 3 подается в нижнюю часть башни 1 и выводится из башни 1 в верхней части через патрубки 4.

Расплав процукта поцается в разбрыз гиватель 2. Струи расплава, истекающего через отверстия разбрызгивателя 2, рас пацаются на капли. При падении вниз во встречном потоке воздуха, охлажцаясь, капли застывают, превращаются в сферические гранулы, собираются в нижней части башни 1 и уцаляются из нее через патрубок 5.

При распаде струй расплава на капли образуется множество мелкодисперсных частиц. Большинство иэ них прецставляет, собой мельчайшие капли-спутники, обра» эуюшиеся при распаде струй на отдельные капли-гранулы. Часть этих мелкодисперсных частиц витает внутри башни 1.

Наиболее значительная часть мелкоцис>» персных частиц захватывается встречным потоком воздуха и уносится вместе с ним в верхнюю часть башни 1, направляясь в выходные патрубки 4; Проходя через завихрители, воздух с содержащимися в нем частицами закручивается. За счет возникающих при этом центробежных сял мелкодисперсные частицы процукта о брасываются к стенкам патрубков 4 и попадают в стекающую по стенкам жиц.костную пленку, которая поглощает их и уносит вновь в башню 1. В результате этого содержание в воздухе мелкодисперсных частиц продукта значительно снижается. Пленка жидкости при дальнейшем своем движении вниз башни 1 поглощает часть мелкодйсперсных частиц, витающих внутри башни 1, а также смывают со стенок башни возможные налипания гранулируемого материала.

5 103 (водного раствора гранулируемого продукта) HG башни 1. Внутри каждого выходного патрубка 4 установлен завихритель воздуха, прецставляюший собой, напри мер, коиическо цилинцрический обтекатель 10 с приваренными к нему поц уг лом 45 плоскими лопатками 11, В верх ней части каждого выходного патрубка 4, на расстоянии около 1,5-2,0 диаметров цилиндрической части обтекателя, без эа 1О зора с внутренней поверхностью патруб ка 4 установлен кольцевой коллектор 12 с окружным рядом выходных отверстий 13, направленных к стенке выходного патрубка. Размеры кольцевого зазора между наружной поверхностью обтекателя 10 и внутренней поверхностью патрубка 4 выбираются из расчета, чтобы скорость возцуха в этом зазоре составляла около 10 15 м/с. В нижней части каждого выходного патрубка 4 установлен коль цевой желоб-сборник 14 с зубчатыми переливными кромками. 15, Выходные пат1 рубки 4 установлены таким образом, чтобы переливные кромки 15 кольцевых желобов-сборщиков 14 располагались над раструбом 16 башни 1. Такая установка выходных патрубков позволяет собрать всю жицкость с поверхности выходных патрубков 4 и направить ее на внутреннюю поверхность башни 1.

Устройство включает также средство для подвода в башню и удаления иэ нее жидкой смеси, которое состоит из бака 17 жидкостной смеси с теплообмен ником 18 и датчиком 19 уровня, насо35 са 20, трубопровода 21 цля поцвода жицкостной смеси к кольцевым коллекторам 12, трубопровода 22 для отвода воды иэ лотка 8, трубопровода 23 для подачи чистой жидкости (воды} в бак 17, 40 . трубопровода 24 с клапаном 25 для слива избытка жидкостной смеси из бака 17.

Устройство работает слецуюшим образом.

Иэ бака 17 жидкостная смесь определенной концентрации насосом 20 по- дается в кольцевые коллекторы 12, установленные в выходных патрубках 4.

Через окружной ряд отверстий 13 в коль50 цевых коллекторах 12 жицкостная смесь в вице струй равномерно направляется на внутреннюю поверхность выходных патрубков 4 и в виде сплошной жидкос иной пленки, образующейся на внутренней поверхности патрубков 4, стекает вниз.

В кольцевом желобе-сборщике 14 жидкостная смесь собирается, перелива7 1031 493 8

Поглощенные жидкостной пленкой чао- может быть обработан с целью выделения тицы материала растворяются в ней н материала или возвращен в процесс поц уносятся s бак 17. Поступающая в бак готовки гранулируемого материала без жидкость содержит значительное кол,и- обработки. В баке 17 поддерживается чество обрабатываемого материала. В g определенная температура жидкостной некоторых случаях бывает целесообразно . смеси с помощью теплообменника 18, поддерживать в жидкости (воде)" в сбор- который нагревается или охлажцается, нике определенную степень концентра- Таким образом, благодаря тому, что цни обрабатываемого материала. С этой устройство снабжено завихрителями, целью по трубопроводу 23 подают опре- 10 установленными в выходных патрубках деленное количество свежей жицкости возцуха, н кольцевые коллекторы, разме(воды). Для поддеркания уровня жнц- шены нац завихрителями, снижается сокостной смеси s баке 17 имеется дат- держание пыли в отводимом возцухе, что чик 19 уровня, связанный с клапаном 25, упрощает устройство для гранулирования установленным на трубопроводе 24, в ts за счет исключения дополнительных который из бака 17 сливается избыток средств для очистки газа, а также сни жидкостной смеси (раствора}. Этот избы- жаются капитальные и энергетические ток раствора гранулируемого материала затраты на очистку газа.

1031493

Составитель P. Горяинова .Редактор О. Сопко Техред Л,Пекарь. Корректор В. Гнрняк

Заказ 5260/4 Тираж 537 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., g. 4/5 филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4