Устройство для гранулирования материалов

 

Изобретение относится к устройствам для гранулирования материалов во вращающемся барабане и решает задачу повышения выхода товарной фракции . Во вращающемся барабане со стороны загрузочной камеры установлен усеченный конус (УК), расширяющийся в сторону разгрузки, соединенный со стороны меньшего основания с выходом обратного шнека. Внутри УК смонтирована подъемно-лопастная насадка, соосный с ним ленточный шнек (ЛШ), наружный диаметр которого увеличивается в сторону большего основания УК, снабженного подпорным кольцом. ЛШ транспортирует крупныечастицы из зоны гранулообразования в усеченном конусе, что предотвращает образование § крупных гранул и повьш1ает выход товарной фракции. 1 ил., 1 табл. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) 01) 4760 А1 (S1) 4 В 01 J 2/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н двто сноью свидетельстам

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3830562/31-26 (22) 23.11.84 (46) 07.12.86. Бюл. ¹ 45 (71) Тамбовский институт химического машиностроения (72) В.Н. Долгунин, В.Я. Борщев, А.А. Уколов, В.И. Буданцев, В.И.Кузнецов и В.Я. Ледовских (53) 66.099.2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 554881, кл. В 01 J 2/12, 1975. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГРАНУЛИРОВАНИЯ

ИАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к устройствам для гранулирования материалов во вращающемся барабане и решает задачу повышения выхода товарнои фракции. Во вращающемся барабане со стороны загрузочной камеры установлен усеченный конус (УК), расширяющийся в сторону разгрузки, соединенный со стороны меньшего основания с выходом обратного шнека. Внутри УК смонтирована подъемно-лопастная насадка, соосный с ним ленточный шнек (ЛИ), наружный диаметр которого увеличивается в сторону большего основания УК, снабженного подпорным кольцом. ЛШ транспортирует крупные частицы из зоны гранулообразования в усеченном конусе, что предотвращает образование

Ф крупных гранул и повышает выход то- 9 варной фракции. 1 ил., 1 табл.

4 12

Изобретение относится к гранулированию и сушке материалов и может быть использовано в химической и смежных отраслях промышленности, в частности в производстве гранулированных минеральных удобрений.

Цель изобретения — повьш ение выхода товарной фракции.

На чертеже представлено предлагаемое устройство для гранулирования материалов, продольный разрез.

Устройство для гранулирования состоит из вращающегося барабана 1, внутри которого установлены подъемно-лопастная насадка 2, обратный шнек 3 и конусный классификатор 4, а на его входе 1 — конус 5, который со стороны малого основания соединен с выходом обратного шнека 3, а со стороны большего основания имеет подпорное кольцо 6. Внутри конуса 5 закреплена подъемно-лопастная насадка 7 и соосный ленточный шнек 8. По торцам барабана 1 смонтированы загрузочная камера 9, снабженная трубой 10 со щелевыми окнами для тангенциального ввода теплоносителя, патрубком 11 подачи мелкой фракции продукта и форсункой 12 для распыливания раствора, и разгрузочная камера 13, имеющая патрубки 14 и 15 соответственно для отвода отработанного теплоносителя и вывода гранулированного материала.

Устройство для гранулирования материалов работает следующим образом

Раствор распыливается форсункой 12 на вихревую завесу, создаваемую со стороны узкого основания в конусе 5 за счет тангенциального ввода теплоносителя через трубу 10 со щелевыми окнами.

Подача мелкой фракции продукта в вихревой поток осуществляется с помощью подъемно-лопастной насадки 7 при вращении барабана 1 в направлении, аналогичном направлению вращения закрученного потока теплоносителя.

По мере продвижения последнего к большему основанию конуса 5 скорость его уменьшается, исчезает ее тангенциальная составляющая и завеса превращается из вихревой в завесу падающих частиц. Укрупнившиеся частицы и агломераты частиц, попадая в слой, который образуется над лопатками насадки, всплывают на поверхность скатывающегося слоя и за счет его накло74760 2

5

45 на в сторону большего основания 5 и действия ленточного шнека 8 перемещаются к подпорному кольцу 6. В процессе передвижения по барабану 1 частицы окатываются и досушиваются. После разделения на классификаторе 4 мелкая фракция продукта подается обратным шнеком 3 на лопастную насадку 7 в малом основании конуса 5, а крупная фракция выводится из барабана 1 через патрубок 15. Отработанный теплоноситель выходит через патрубок 14.

В отсутствии конуса в головной части барабана 1 скапливаются крупные агломераты — окатыши, что является следствием некоторого наклона барабана 1 в сторону разгрузки и работы обратного шнека его внешней поверхностью. В начале завесы содержится 35-40Х окатышей.

В предлагаемом устройстве реализуется эффект разделения полидисперсных частиц по размерам в завале при вращении барабана, который заключается в том, что при вращении барабана крупные частицы всплывают на поверхность скатывающегося слоя завала, а мелкие погружаются внутрь завала. Использование этого эффекта позволяет выводить крупные частицы и агломераты из зоны гранулообразования, предотвращать образование окатьппей, которые ухудшают качество завесы и„ истирают гранулы, и в результате повышать однородность гранулометрического состава продукта, выход товарной фракции и уменьшать пылеобразование.

Элементы конструкции предлагаемого устройства имеют следующие геометрические параметры.

Длина усеченного конуса равна длине зоны факел — завеса, в которой проходит процесс гранулообразования и длина которой для промьппленных аппаратов составляет 2-3 м. Угол между образующей конусной поверхности и осью конуса выбирается по рекомендациям для конусных классификаторов.

Угол между образующей конусной поверхности, проходящей по внешнему диаметру шнека, и его осью не должен превьппать угла естественного откоса материала, поскольку в противном случае часть материала проходит через конус без контакта со шнеком.

В связи с функциональным назначением последнего (перемещать крупные час1274 тицы в скатывающемся слое завала к выходу из конуса) его наружный диаметр должен равняться со стороны меньшего основания конуса диаметру

D окружности, описываемой концами лопастей насадки, и диаметру D отверстия в подпорном кольце с другой стороны. Откуда следует, что наружный диаметр D шнека на любом расстоянии Х от меньшего основания ко- 1р нуса длиной 1. определяется по формуле в„-в„ ш л 1.

Для достижения максимального эффекта разделения по размерам шаг ленточного шнека принимается равным

0,15-0,2 длины усеченного конуса.

Ширина ленты шнека определяется ур из условия обеспечения необходимой производительности и минимального гидравлического сопротивления.

Существенность отличительных признаков с точки зрения поставленной 25 цели — повышение выхода товарной фракции снижение пылеобразования показана экспериментальным путем.

Пример. Определяют влияние на выход товарной фракции (1 — 4 мм) новых элементов. Исследования проводятся на барабанном аппарате: диаметр барабана 0,5 м, длина 1,5 м, скорость вращения 11 об/мин, производительность 100 кг/ч (режимные

35 параметры процесса гранулирования и сушки, а также гранулометрический состав ретура во всех экспериментах неизменны). Конструкция предлагаемой установки позволяет менять внутренние устройства в барабане.

При отсутствии лопаток в конусе не обеспечивается нормальное протекание процесса гранулирования и сушки (на участке размещения конуса an парат работает как распылительная сушилка), поэтому исследования в этом случае не приводятся.

Напыляют раствор исходного материала (аммофоса) с помощью пневмати- 5Р ческой форсунки на вихревую завесу, создаваемую лопастной насадкой и закрученным потоком теплоносителя, сушат гранулированный материал и оп— ределяют гранулометрический состав продукта в стационарном состоянии.

Результаты экспериментальных исследований, полученных на предлагае—

7б0 4 мом барабанном аппарате с различными внутренними устройствами, приведены в таблице.

Результаты показывают, что ленточный шнек в отсутствии конуса с насадкой оказывает небольшое влияние на увеличение выхода товарной фракции и существенно способствует увеличению выхода в совокупности с конусом. Это объясняется тем, что в отсутствии конуса действие ленточного шнека в значительной мере компенсируется работой обратного шнека, его наружной поверхностью. Кроме того, при установке внутри конуса ленточный шнек начинает выполнять роль насадки (дополнительного завихрителя газового потока).

Отклонение диаметра шнека от рассчитанного в соответствии с предлагаемой формулой принципиально нарушает работоспособность устройства и препятствует выполнению его функционального назначения — обеспечения активного контакта мелких частиц с закрученным потоком теплоносителя, выведения крупных частиц иэ зоны гранулообразования и предотвращения образования окатышей.

Увеличение диаметра шнека (РцъD„) приводит к тому, что шнек транспортирует не только крупные частицы скатывающегося слоя завала, но и мелкие частицы из внутненнего слоя.

Тем самым часть мелкой фракции выводится из активной эоны факел — завеса и попадает в готовый продукт, а лопасти в малом основании конуса не полностью заполняются материалом, что снижает плотность вихревой завесы.

При уменьшении диаметра шнека (О <Б ) теряется его контакт с частицами, движущимися на поверхности завала, и в результате часть крупных гранул остается в конусе. Режим движения частиц в последнем со стороны малого основания, который при

Dö=D„ áëèçoê к идеальному вытеснению, при Рш

D гранулы существенно ухудшают условия гранулообразования, способствуя получению неоднородного по гранулометрическому составу продукта.

Предлагаемое устройство позволяет сконцентрировать мелкие частицы в начале завесы, обеспечить активный

1274

20 где D

D к

Содержание фракций, 7, в барабанном аппарате

Размер фракций без конуса и шнека с конусом с лопатс конусом с лопаткас ленточным шнеком ками ми и ленточным шнеком

Меньше

1-4

2,1

6,5

90, 7

96,2

87,5

86,0

6,0

Больше 4 6, 0 их контакт с закрученным потоком теп— лоносителя, имеющим вихревую цент ральную область, предотвратить образование и скопление окатьш ек, исти— рающих гранулы и уменьшающих плотность завесы, и вывести крупные частицы из зоны гранулообразования. По сравнению с известным предлагаемое устройство обеспечивает получение продукта более однородного грануло — 10 метрического состава, увеличение выхода товарной фракции, уменьшение пылеобразования, что улучшает технико-экономические показатели производства. 15

Формула изобретения

Устройство для гранулирования материалов, содержащее вращающийся барабан с подъемно-лопастной насадкой, обратным шнеком и классификатором, загрузочную камеру, снабженную трубой с щелевыми окнами для тангенциального ввода теплоносителя, пат- 25 рубком подачи мелкой фракции продукта и форсункой для распыливания раствора, пульпы или суспензии, и разгрузочную камеру, снабженную патрубками для отвода гранулированного ма в g0

760 а териала и отработанно1 и тептгппосите— ля, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения выхода товарной фракции и снижения пылеобразования, оно снабжено установленным на входе в барабан расширяющимся в сторону разгрузки усеченным конусом, соединенным со стороны меньшего основания с выходом обратного шнека и имеющим подпорное кольцо со стороны большего основания, смонтированную по всей ее длине подъемно-лопастную насадку и соосный с конусом ленточный шнек переменного диаметра, причем наружныи диаметр ленточного шнека определяется по формуле диаметр окружности, описываемой концом лопастной насадки в малом основании конуса; диаметр отверстия подпорного кольца; длина конуса; расстояние от меньшего основания конуса до некоторой точки на его оси.

1274 7оО

Составитель P. Горяинова

Редактор И. Горная Техред А.Кравчук Корректор А. Обручар

Заказ á512/7 Тираж 527 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно †полиграфическ предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4