Способ получения гранулированного сорбента и устройство для его осуществления

 

Использование: изобретение относится к области изготовления сорбционных материалов, а именно к способу получения целлюлозосодержащего гранулированного сорбента для поглощения жидкостей и устройству для его осуществления. Сущность изобретения: в способе используют целлюлозосодержащее сырье плотностью 0,3 - 0,6 г/см³ и влажностью 6 - 25 масс. %. Его измельчение производят до размера частиц 0,7 - 4,5 мм, а воздушную сепарацию измельченного сырья высотой слоя 0,2 - 0,5 м осуществляют во взвешенном состоянии при скорости воздушного потока во взвешенном слое сепарируемого материала 2,0 - 4,0 м/с в течение 10 - 30 мин. Устройство снабжено циклоном 12 и фракционатором 27. Сепаратор 14 выполнен цилиндро-конической формы и снабжен размещенной в конической его части секционной мешалкой 16 с форсункой 18. Загрузочный патрубок 13 размещен в крышке сепаратора и снабжен шлюзовым затвором 15, соединенным с циклоном 12. Разгрузочный патрубок 25 расположен в донной части сепаратора и соединен с фракционатором 27. 2 с.п. ф-лы, 1 табл., 2 ил.

Изобретение относится к области изготовления сорбционных материалов, а именно к способу получения целлюлозосодержащего гранулированного сорбента для поглощения жидкостей и устройству для его осуществления.

Наиболее близким из известных способов является способ получения гранулированного сорбента для поглощения жидкостей, заключающийся в измельчении целлюлозосодержащего сырья, воздушной сепарации и фракционировании [1] Известным способом получают сорбент, обладающий высокой сорбционной способностью, но содержащий частицы с низкой прочностью, превышающиеся в процессе применения сорбента в пыль, и частицы, не соответствующие технологии сушки.

Технической задачей изобретения является получение гранулированного сорбента с высокой прочностью и однородностью гранулометрического состава для поглощения жидкостей.

Это достигается тем, что в способе получения гранулированного сорбента для поглощения жидкостей, заключающемся в измельчении целлюлозосодержащего сырья, воздушной сепарации и фракционировании, согласно изобретению, используют целлюлозосодержащее сырье с плотностью 0, 3 0,6 г/см³ и влажностью 6 25 масс. его измельчение производят до размера частиц 0,7 - 4,5 мм, а воздушную сепарацию измельченного сырья высотой слоя 0,2 0,5 м осуществляют во взвешенном состоянии при скорости воздушного потока во взвешенном слое сепарируемого материала 2,0 4,0 м/с в течение 10 30 мин.

Наиболее близким из известных к устройству является устройство для получения гранулированного сорбента, состоящее из молотковой дробилки, сепаратора с загрузочным и разгрузочным патрубками [2] Известное устройство предназначено для измельчения кормов и не производит сепарацию измельченного материала по физико-механическим и аэродинамическим свойствам, а сепарация по гранулометрическому составу не обеспечивает требуемой однородности частиц по размерам, поэтому целевой продукт содержит частицы с различной плотностью и низкими прочностью и однородностью гранулометрического состава.

Технической задачей изобретения является обеспечение возможности получения гранулированного сорбента с высокими прочностью и однородностью гранулометрического состава.

Это достигается тем, что устройство для получения гранулированного сорбента, состоящее из молотковой дробилки, сепаратора с загрузочным и разгрузочным патрубками, согласно изобретению, снабжено циклоном и фракционатором, при этом сепаратор выполнен цилиндро-конической формы и снабжен размещенной в конической его части секционной мешалкой с форсункой, загрузочный патрубок размещен в крышке сепаратора и снабжен шлюзовым затвором, соединенным с циклоном, а разгрузочный патрубок расположен в донной части сепаратора и соединен с фракционатором.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 схематично изображено устройство для осуществления способа получения гранулированного сорбента; на фиг. 2 схематично (вид сверху) показана секционная мешалка.

Устройство, схематично изображенное на фиг. 1, состоит из молотковой дробилки 1, внутри корпуса камеры 2 измельчения которой расположена рифленая дека 3, дробильный ротор 4 с молотками 5 и сменное решето 6 с диаметром отверстий 6 мм. Над дробилкой установлен загрузочный бункер 7 с регулировочной заслонкой 8. Дробильная камера через вентилятор 9 нагнетаемым 10 и возвратным 11 пневмопроводами сообщается с циклоном 12, который установлен над загрузочным патрубком 13, выполненным в крышке воздушного сепаратора 14, и снабженным шлюзовым затвором 15 для предотвращения сообщения полостей циклона 12 и воздушного сепаратора 14 с различными величинами давлений (создаваемыми вентиляторами 9 и 24). Воздушный сепаратор 14 цилиндро-конической формы имеет вертикальную восьмисекционную мешалку 16 с лопастями 17 и форсункой 18, в крышке сепаратора выполнен также выпускной патрубок 19, соединенный воздуховодом 20 с рукавным фильтром 21, а в донной части впускной патрубок 22, сообщающийся с форсункой 18 и соединенный нагнетательным воздуховодом 23 с вентилятором 24, а также выполнен разгрузочный патрубок 25, совмещенный с приемным устройством 26 фракционетора 27.

При осуществлении способа используют предварительно очищенное от сорных, минеральных и металломагнитных примесей природное целлюлозосодержащее сырье с плотностью 0,3-0,6 г/см³ и влажностью 6-25 масс. которое из загрузочного бункера 7 через щель, образованную регулировочной заслонкой 8, подают в камеру 2, измельчают молотками 5 дроссельного ротора 4 до размера 0,7-4,5 мм.

Использование сырья с плотностью менее 0, 3 г/см³ нецелесообразно по причине получения из такого сырья сорбента с низкой прочностью, а при плотности сырья более 0,6 г/см³ сорбент имеет низкую сорбционную способность. Ограничения по влажности связаны, с одной стороны, с ростом электростатического заряда в процессе воздушной сепарации материала с влажностью менее 6% что затрудняет сепарацию или делает ее практически невозможной, а с другой стороны с эффективной работой измельчителя: при влажности сырья более 25% процесс измельчения в измельчителе затруднен или становится невозможным. В качестве такого сырья применяют стержни кукурузных початков, сахарный тростник, пробковое дерево и другие растительные материалы. Критериями, по которым определялись технологические параметры воздушной сепарации во взвешенном слое с активным гидродинамическим режимом, являлись: качество сепарирования (степень очитки гранул сорбента от воздушноотделимых отходов с низкой прочностью и плотностью), потери деловых фракций сорбента в результате уноса, накапливание электростатического заряда в слое сепарируемого материала в результате трения частиц друг о друга, а также производительность и энергоемкость процесса сепарирования.

Измельченный материал выводится из камеры измельчения через решето 6 воздушным потоком, создаваемым вентилятором 9, и по нагнетательному пневмопроводу 10 направляется в циклон 12, где отделяется от транспортирующего агента, направляемого по возвратному пневомпроводу 11 обратно в дробилку. Осевшие в циклоне частицы с помощью шлюзового затвора равномерно подаются через загрузочный патрубок 13 в воздушный сепаратор 14, где они попадают в первую секцию медленно вращающейся восьмисекционной мешалки, как схематично показано на фиг. 2, которая перемещает его к разгрузочному патрубку 25, расположенному под седьмой секцией. Секционирование пространства воздушного сепаратора позволяет осуществлять схему идеального замещения, при которой не происходит смешивания содержимого различных секций между собой. По пути следования измельченный материал подвергается воздушной сепарации и представляет собой псевдожидкость, находящуюся во взвешенном слое с активным гидродинамическим режимом, создаваемым равномернораспределенным воздушным потоком при его скорости в зоне слоя 2,0 4,0 м/с, высоте слоя 0,2 0,4 м. Воздушный поток исходит из форсунки секционной мешалки и нагнетается по воздуховоду 23 вентилятором 24, воздушную сепарацию осуществляют 10 30 минут. При этом воздушноотделимые отходы (пыль, мякина, сердцевина) в низкой плотностью и прочностью уносятся воздушным потоком через выпускной патрубок 19 по воздуховоду 20 в рукавный фильтр 21, а тяжелые (плотные и прочные) зерна сорбента оседают на дно воздушного сепаратора и самотеком выгружаются через разгрузочный патрубок 25 на приемное устройство 26 фракционатора 27, сходом с решет которого идут деловые фракции сорбента.

Пример.

Изготовлен опытный образец устройства для получения гранулированного сорбента и по предлагаемому способу изготовлена опытная партия сорбента из стержней кукурузных початков. При этом выход деловых фракций сорбента с размерами частиц 0,7 4,5 мм составил 45% а воздушноотделимых отходов 55% Отходы производства сорбента (воздушноотделимые отходы из рукавного фильтра и неделовые фракции сорбента с размерами частиц менее 0,7 мм с фракционатора) представляют собой ценный корм для животноводства и находят широкое применение в составе зерностержневых кормосмесей в качестве источника клетчатки, наполнителя премиксов и т.д. Данные по характеристикам деловых фракций полученного сорбента сведены в таблицу.

Анализ данных, приведенных в таблице, показывает, что полученный на данном устройстве по предлагаемому способу сорбент обладает необходимыми высокими сорбционной способностью, однородностью гранулометрического состава, прочностью к истиранию и насыпной массой, требуемыми при сушке изделий с внутренними поверхностями.

Формула изобретения

1. Способ получения гранулированного сорбента для поглощения жидкостей, заключающийся в измельчении целлюлозосодержащего сырья, воздушной сепарации и фракционировании, отличающийся тем, что используют целлюлозосодержащее сырье плотностью 0,3 0,6 г/см³ и влажностью 6 25 мас. его измельчение производят до размера частиц 0,7 4,5 мм, а воздушную сепарацию измельченного сырья высотой слоя 0,2 0,5 м осуществляют во взвешенном состоянии при скорости воздушного потока во взвешенном слое сепарируемого материала 2,0 - 4,0 м/с в течение 10 30 мин.

2. Устройство для получения гранулированного сорбента, состоящее из молотковой дробилки, сепаратора с загрузочным и разгрузочным патрубками, отличающееся тем, что оно снабжено циклоном и фракционатором, при этом сепаратор выполнен цилиндроконической формы и снабжен размещенной в конической его части секционной мешалкой с форсункой, загрузочный патрубок размещен в крышке сепаратора и снабжен шлюзовым затвором, соединенным с циклоном, а разгрузочный патрубок расположен в донной части сепаратора и соединен с фракционатором.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3