Устройство для мокрой грануляции сажи

 

Изобретение относится к устройствам для грануляции порошкообразных материалов и позволит значительно повысить однородность сажи. В устройстве для мокрой грануляции сажи, включающем цилиндрический корпус с патрубками подачи и выгрузки материала и патрубком подачи гранулирующей жидкости, соосно расположенный в нем вал, на котором последовательно установлены винтовой ленточный шнек и радиально расположенные по винтовой линии пальцы, винтовая линия на участке вала, равном 0,6-0,8 ее аксиальной длины, имеет постоянный шаг, а на последующей длине вала переменный шаг. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!) 4 В 01 2/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4310252/23-26 (22) 28.09.87 (46) 07. 12. 89. Вюл. 11< 45 (71) Всесоюзный научно-исследова гельский институт технического углерода (72) И.Г,Зайдман, Ю.В.Гимаутдинов, Г.П.Щетинин и Н.А.Гредникова (53) 66.099.2 (088.8) (56) Патент США М 4065240, кл. В 01 J 2/10, 1978.

Авторское свидетельство СССР

tl- 1212545, кл. В 01 J 2/10, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОКРОЙ ГРАНУЛЯЦИИ САЖИ (57) Изобретение относится к устройИзобретение относится к устройствам для грануляции порошкообразных материалов, а именно к устройствам для мокрой грануляции < ажи.

Цель изобретения — повышение однородности гранул, На фиг. 1 представлено устройство, продольный разрез; на фиг. 2 — разрез

А-А на фиг. 1.

Устройство включает цилиндрический корпус 1, в патрубками подачи пылящей сажи 2, подачи гранулирующей жидкости 3 и выгрузки материала 4 (влажных гранул сажи). По îñи корпуса 1 расположен вал 5, на котором размещены по винтовой линии радиальные пальцы 6 и ленточный шнек 7, Устройство снабжено электроприводом 8.

Устройство работает следующим образом.

„„SU„„152 05 А1 стнам для гран уляции порошкообраэных материалов и позволит значи гельHo понысиfb однородность сажи. В уL гройстве для мокрой грануляции сажи, включа— ющем цилиндричс ский корпус L патрубкими подачи и вьп рузки материала и патрубком подачи гран улирующей жидкости, сооснс распоп< женный в нем вал, на котором последовательно устан< вленbl винтовой J(енточный шнек и рад1!аJ<ь но расположенные по винтовой линии пальцы, винтовая линия на участке в» ла, равном 0,6-0,8 ее аксиальной длины, имеет пос гоянный шаг, а на псследующей длине нала переменный шаг.

2 ил.

Пылящая сажа подается в цилиндрический корпус 1 через патрубок 2. Одновременно с пылящей сажей в корпус

1 через патрубок 3 подается гранулирующая жидкость. При вращении вала 5 o r электропривода 8 пылящая сажа ленточным шнеком 7 перемещается вдоль оси корпуса, смешивается с гранулирующей жидкостью и при интенсивном перемешинании пальцами образуются гранулы сажи.

Полученные влажные гранулы сажи выгружаются из устройства через патрубок

4. Работа устройства осуществляется непрерывно.

Результаты проне;<енных исследований этого процесса показали, чт< процесс, являясь сложным и многосталийным, протекаеr сл дующим образом.

В индукционный период происходи г смачивание и смешина«ие саженых агре1526805 гатов с гранулирующей лждкостью и их уплотнен33е до некоторого критиче кого эначения насыпной плотности, зависящего от типа и физико-химических

5 свойств обрабатываемой сажи. После достижения критического значения насыпной плотности происходит лавинообразное слипание агломератов сажи с образованием гранул . 10

Под действием динамических сил нагрузок и особенно сдвиговых деформаций, развиваемых пальцами при движении в трехфаэной среде, происходит уплотнение и упрочнение появившихся гранул.

В этот период протекает упорядочивание укладки сажевых агрегатов в грануле, стабилизация ее структуры и формы, выравнивание гранул по размерам. 20

Гранулы приобретают форму, близкую к сферической, и гладкую поверхность.

Однако наряду с уплотнением гранул протекают побочные процессы: измельчение и рост гранул, обусловленный появлением пленки свободной жидкости на поверхности переуплотненных гранул и слипанием их эа счет пленок в сверх--. крупные гранулы. Оба процесса ведут к резкому ухудшению однородности гранул З0 увеличивая долю мелкими и сверхкрупных гранул. Кинетический анализ процесса мокрого гранулирования сажи показывает, что при условии получения достаточно однородных гра 3ул сажи от35 носительная продолжительность индукционного периода и период 3 образования гранул составляет не менее 607. всей длительности процесса.

В предлагаемом устройстве обеспечение значений динамических нагрузок на сажу, возникающих прII цви> ешн3 пальцев, в течение определенной продолжительности каждой стадии достигаетсяя ра эличным размеще 3333 ем пальцев по длине вала.

Так как в индукционный период и период образования гранул требуются относительно небольшие динамические нагрузки и сдвиговые деформации, то

50 и пальцы размещаются по длине вала наиболее простым способом: по правильной винтовой линии с постоянным шагом. Пространственное ° расположение каждого пальца на валу в данном cEIó55 чае описывается уравнением

Ц ;

1 = 1

Полученные по этому уравнению данные необходимы и достаточны для проведения разметки вала при установке пальцев. Поскольку продолжительность первых двух периодов составляет не менее 60Х от общей продолжительности процесса гранулирования, то и длина участка вала 1, на котором расположены пальцы с постоянным шагом, должна составлять не менее 0,6 от всей длины вала с пальцами Ь. При длине этого участка вала, т.е. при аксиальной длине винтовой линии с постоянным шагом, несформировавшиеся гранулы сажи попадают в зону более интенсивного динамического воздействия и, разрушаясь, ухудшают тем самым однородность получаемого гранулята.

При аксиальной длине винтовой линии с постоянным шагом 1 „ 0,8L продолжительности обработки при более интенсивных нагрузках, которые необходимы в период уплотнения и шлифовки гранул сажи, оказывается недостаточным для сформирования плотных, круглых гранул с гладкой поверхностью. В этом случае на выходе иэ гранулята увеличивается доля крупных недостаточно уплотненных и прочных гранул, которые в процессе последующей сушки частично разрушаются и, увеличивая тем самым долю пыли и мелких гранул-осколков, ухудшают однородНОС 3 Ь I OTOEI OH IIPOP KQHH

Увеличение динамических нагрузок и сдвиговых деформаций до уровней, необходимых на заключительной стадии уплотнения и шлифовки гранул сажи, в предлагаемом устройстве достигается уме33ьшепием шага винтовой линии, пo которой расположены пальцы на последующей длине вала. Поскольку частично ,плотненные гранулы сажи могут перенести и для своего дальнейшего уплотнения требуют более высоких динамических нагрузок, шаг винтовой линии, по которой расположены пальцы, уменьшается непрерывно в пределах одного винта, т.е. аксиальное расстояние между пальцами уменьшается от пальца к пальцу, в отличие от известного устройства, где шаг винтовой линии по длине вала увеличивается, причем аксиальное расстояние между пальцами в прец;=д3ах одного витка остается постоя3п3ь".3. В случае уменьшения шага

13инто -..ой линии пространственное рас152б805 поло;кение пальцев на валу описывается ур,.внением (p 3» ; =1 — „- - — (0,05-0,11п Ъ

;-л+1 . < 5

В этом уравнении коэффициент (0,05-0,1)D является очень важным параметром, показывающим на сколько уменьшается аксиальное расстояние между пальцами и соответственно как изменяются динамические нагрузки на гранулы сажи по длине вала.

Если параметр уменьшения расстояния между пальцами меньше 0,05 диаметра пальца D для достижения необходимого уровня динамических нагрузок оказывается недостаточным уменьшение шага на такую величину, В этом случае гранулы сажи не успевают полно стью сформироваться, велика доля

20 крупных, недостаточно уплотненных гранул, часть которых разрушается в процессе сушки, увеличивая долю гыли и мелких гранул в готовом продукте.

При параметре уменьшения расстоя25 ния между пальцами больше 0,1 Ьдинамические нагрузки на гранулы сажи возрастают вдоль длины вала в большей степени, чем требуются согласно кинетики процесса. В этом случае значительно увеличиваются скорости побочных процессов: измельчения и роста гранул, приводящих к резкому ухудшению однородности гранул по размерам.

Формула изобретения устройство для мокрой грануляции сажи, содержащее цилиндрический корпус с патрубками подачи и выгрузки мате- 40 риала и патрубком подачи гранулирующей жидкости, соосно расположенный в нем вал, на котором последовательно установлены винтовой ленточный шнек и радиально расположенные по винтовой 45 линии пальцы, о т л и ч а ю щ е е с я

1 тем, что, с целью повышения ности гранул, винтовая линия на у ": ке вала, равном 0,6-0,8 ее аксиал длины, имеет постоянный шаг и аксгальное расстояние от начала винтовой

Ц

1 = 1

< с4. а на последующей длине вала шаг винтовой линии уменьшается tt аксиальп<.с расстояние от начала винтовой линии до i-ro пальца определяется уравнением где 1 — аксиальное расстояние от начала винтовой линии до

i-ro пальца. аксиальное расстояние между двумя первыми пальцами — порядковый номер пальца, i= — 1, 2, 3, 4, количество пальцев, расположенных на участке винтовой линии с постоянным шагом; порядковые номера пальцев, расположенных на участке винтовой линии с уменьшающимся шагом, j = n+1 п+2,..., азимутальное расстояние между смежными пальцами; азимутальное расстояние от начала винтовой линии; азимутальное расстояние от начала винтовой линии до j—ro пальца, расположенного на участке винтовой линии с уменьшающимся шагом; азимутальная длина участка винтовой линии с постоянным и шагом;

D — диаметр пальца. линии до z-го пальца определяется yt "внением

1 5268 () 5

Фиг1

А-A

Фиг. 2

Сос гавитель Р. 1 оряинова

Техред Л.Сердюкова Корректор М.Максимишинец

Редактор Н.рогулич

Заказ 7438/11 Тираж 486 Подписное

ВН11111111 Го -.ударственного к i."è, t -т» и 1tзобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Мгн кв,i, 1Н вЂ” 3, Раушская н. б., д. 4/5 н вв

11роизводственно-излателвг кий комбинат 1атент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101