Гранулятор минеральных удобрений

 

Изобретение относится к области гранулирования материалов, преимущественно минеральных удобрений, и может быть использовано в химической и других отраслях промышленности. Гранулятор минеральных удобрений содержит наклонный ленточный конвейер, укрытие верхней рабочей ветви ленты, загрузочное и разгрузочное устройства. Укрытие верхней рабочей ветви ленты имеет боковые стенки и плоскую крышку, в которой установлены распылители плава. Загрузочное устройство расположено в верхней части конвейера и содержит циклонный сепаратор, шлюзовый питатель и полочный распределитель, последовательно соединенные между собой. Разгрузочное устройство выполнено в виде вертикального вакуумного материалопровода. В нижней части материалопровода установлены вибрационное сито, два выгрузочных штуцера и окно для забора воздуха. В верхней части материалопровод соединен с циклонным сепаратором. Средняя часть материалопровода прилегает к нижней части наклонного ленточного конвейера. В этой части материалопровод снабжен выгрузочным окном и штуцерами для подачи ретура и забора воздуха с возможностью регулирования. Изобретение позволяет создать благоприятные условия для гранулирования в тонком слое на плоской развитой поверхности при обеспечении заданного гранулометрического состава. 2 ил.

Изобретение относится к области гранулирования материалов, преимущественно минеральных удобрений, и может быть использовано в химической и других отраслях промышленности.

В технике гранулирования минеральных удобрений используются ленточные грануляторы окатывания, в которых формирование сферических гранул достигается агрегированием и наслаиванием частиц с уплотнением структуры на поверхности конвейерной ленты. Основным требованием, предъявленным к грануляторам окатывания, является высокая производительность при обеспечении однородного гранулометрического состава и требуемых физико-механических характеристик гранулята, так называемая производительность по готовому продукту (Вилесов Н.Г. Процессы гранулирования в промышленности. - Киев: Техника, 1976).

Известен гранулятор минеральных удобрений, содержащий наклонный ленточный конвейер с регулируемым углом наклона и устройство для подачи увлажненного порошкообразного материала (Классен П.В. Основы техники гранулирования. - М.: Химия, 1982, с. 206 - 207). Лента конвейера движется вверх навстречу скатывающимся под действием собственного веса частицам, которые по мере укрупнения достигают заданных размеров и покидают поверхность ленты в нижней части конвейера.

Основным недостатком данного гранулятора является низкая производительность по готовому продукту, обусловленная тем, что мелкие частицы концентрируются во внутренней области сечения слоя материала и изолированы от подаваемого материала крупными гранулами, которые увеличиваются сверх заданного размера. Таким образом, процесс гранулообразования идет недостаточно интенсивно, а гранулят содержит большое количество гранул нетоварных фракций.

Известен гарнулятор минеральных удобрений, содержащий наклонный ленточный конвейер, загрузочное устройство и распылитель жидкости [1]. Барабаны, между которыми натянута лента, выполнены в виде конусов, направленных меньшими основаниями в противоположные стороны, благодаря чему верхняя рабочая ветвь ленты приобретает изгиб по диагонали и гранулы различного размера движутся по разным траекториям.

В данном устройстве созданы благоприятные условия для гранулообразования наиболее мелких частиц, однако основная масса материала в виде гранул крупных фракций сосредоточивается на периферии рабочей поверхности ленты. При этом в целом снижается эффективность использования поверхности гранулятора, а следовательно, и его производительность.

Наиболее близким к заявляемому по совокупности признаков и достигаемому результату является гранулятор минеральных удобрений [2]. Гранулятор содержит наклонный ленточный конвейер, укрытие верхней рабочей ветви ленты, имеющее боковые стенки и плоскую крышку, в которой установлены распылители плава, а также загрузочное и разгрузочное устройства. В предпочтительном варианте осуществления изобретения распылители плава размещены в верхней части наклонного ленточного конвейера. Загрузочное устройство расположено в нижней части наклонного ленточного конвейера и выполнено в виде загрузочной воронки. Разгрузочное устройство представляет собой переливную трубу, закрепленную на боковой стенке укрытия.

В данном устройстве гранулообразование осуществляется в рабочем пространстве, ограниченном верхней рабочей ветвью ленты и укрытием, причем в процессе работы верхняя рабочая ветвь ленты принимает форму желоба. Частицы материала подаются на рабочую поверхность ленты в нижней части конвейера. При движении снизу вверх лента увлекает частицы из нижней части слоя, которые затем под действием силы тяжести скатываются, возвращаясь в верхний слой. В результате этого частицы нижней части слоя, контактирующие с лентой, приобретают восходящее движение, а частицы верхней части слоя - нисходящее и постепенно занимают место частиц нижней части слоя.

Известное устройство в отличие от аналогов обеспечивает достаточную подвижность и перемешивание частиц, благодаря чему процесс гранулообразования идет более интенсивно, при эффективном использовании всей рабочей поверхности ленты, что положительно сказывается на производительности гранулятора. Из описания изобретения следует, что наличие герметичного укрытия с распылителями плава дает дополнительную возможность наращивания гранул путем последовательного нанесения слоев плава в виде насыщенного раствора на поверхность частиц. Однако в данном устройстве из-за концентрации основной массы материала в нижней части желоба создаются крайне неблагоприятные условия для охлаждения и отвода конденсата, образующегося при кристаллизации плава на поверхности частиц, и, кроме того, затруднительно равномерное орошение плавом частиц в толстом слое материала.

По вышеизложенным причинам использование гранулятора описанной конструкции не дает практической возможности получать гранулят заданного гранулометрического состава, что снижает производительность устройства по готовому продукту.

Задачей изобретения является создание гранулятора минеральных удобрений, в котором новое выполнение загрузочного и разгрузочного устройств и их взаимное расположение позволили бы создать благоприятные условия для гранулообразования в тонком слое на плоской развитой поверхности при обеспечении заданного гранулометрического состава, что способствует повышению производительности гранулятора по готовому продукту.

Для решения указанной задачи в грануляторе минеральных удобрений, содержащем наклонный ленточный конвейер, укрытие верхней рабочей ветви ленты, имеющее боковые стенки и плоскую крышку, в которой установлены распылители плава, загрузочное и разгрузочное устройства, согласно изобретению загрузочное устройство расположено в верхней части наклонного ленточного конвейера и содержит последовательно соединенные между собой циклонный сепаратор, шлюзовый питатель и полочный распределитель, разгрузочное устройство выполнено в виде вертикального вакуумного материалопровода, в нижней части которого установлены вибрационное сито, два выгрузочных штуцера и окно для забора воздуха, в верхней части вертикальный вакуумный материалопровод соединен с циклонным сепаратором, при этом в средней части, прилегающей к нижней части наклонного ленточного конвейера, вертикальный вакуумный материалопровод снабжен выгрузочным окном и штуцерами для подачи ретура и забора воздуха с возможностью регулирования.

В заявленном грануляторе минеральных удобрений за счет нового выполнения загрузочного и разгрузочного устройств, наличия связи между ними и их взаимного расположения относительно орошаемой плавом рабочей ветви ленты обеспечена возможность дозированной равномерной по ширине ленты подачи ретура заданного размера и осуществления гранулообразования в тонком слое на плоской, развитой по длине и ширине поверхности. Это позволяет эффективно сочетать окатывание с диспергированием плава на поверхность частиц, причем размер гранул формируется в результате последовательного нанесения слоев плава на поверхность ретура и лишь незначительно изменяется в процессе окатывания на поверхности. С точки зрения качества продукта именно такой режим в технике гранулирования минеральных удобрений признан наиболее благоприятным (Классен П.В. Основные процессы технологии минеральных удобрений. М.: Химия, 1990, с. 148).

Таким образом, гранулят, полученный с помощью заявляемого устройства, отличается от аналогичного продукта известных устройств более высоким процентным содержанием товарной фракции и качеством, что способствует повышению производительности гранулятора по готовому продукту.

На фиг. 1 представлен продольный разрез, а на фиг. 2 - поперечный разрез А-А гранулятора минеральных удобрений.

Гранулятор минеральных удобрений содержит наклонный ленточный конвейер 1, укрытие верхней рабочей ветви 2 ленты, имеющее боковое стенки 3 и плоскую крышку 4, в которой установлены распылители 5 плава. В верхней части наклонного ленточного конвейера 1 расположено загрузочное устройство 6, содержащее последовательно соединенные между собой циклонный сепаратор 7, шлюзовый питатель 8 и полочный распределитель 9. Разгрузочное устройство выполнено в виде вертикального вакуумного материалопровода 10, в нижней части которого установлены вибрационное сито 11, выгрузочные штуцеры 12 и 13, а также окно 14 для забора воздуха. В верхней части вертикальный вакуумный материалопровод 10 соединен с циклонным сепаратором 7.

В средней части, прилегающей к нижней части наклонного ленточного конвейера 1, вертикальный вакуумный материалопровод 10 снабжен выгрузочным окном 15, штуцером 16 для подачи ретура и штуцером 17 для забора воздуха с возможностью регулирования. В боковых стенках 3 укрытия верхней рабочей ветви 2 ленты имеются смотровые окна 18.

Верхняя рабочая ветвь 2 ленты наклонена в сторону выгрузки, при этом угол наклона находится в пределах 45 - 60^o. Окончательный выбор угла наклона производится при накладке гранулятора, исходя из физических свойств гранулируемого материала.

Гранулообразование осуществляется в замкнутом рабочем пространстве, ограниченном снизу верхней рабочей ветвью 2 ленты, с боков стенками 3 укрытия и сверху плоской крышкой 4, в которой установлены распылители 5 плава. В представленном варианте осуществления изобретения использованы шесть распылителей 5 плава, которые размещены на равном расстоянии от верхней рабочей ветви 2 ленты. В общем случае их количество и способ расположения зависят от размеров ленты и характеристик самих распылителей, важно при этом обеспечить равномерность орошения слоя частиц, находящихся в рабочем пространстве гранулятора.

Загрузочное устройство 6 предназначено для формирования потока и разномерной подачи ретура требуемого размера (0,5 - 2,5 мм) на рабочую поверхность ленты.

Разгрузочное устройство, выполненное в виде вертикального вакуумного материалопровода 10, предназначено для приема и классификации гранулята, поступающего из рабочего пространства гранулятора, на три фракции: товарную (гранулы размером 2,5 - 4,5 мм), некондиционную (гранулы размером более 4,5 мм) и ретур (гранулы размером менее 2,5 мм), а также дозированной подачи ретура к загрузочному устройству 6. Возможность дозирования количества и размера гранул ретура обеспечивается с помощью штуцера 17 для регулируемого забора воздуха, установленного в средней части вертикального вакуумного материалопровода 10.

Заявляемый гранулятор минеральных удобрений работает следующим образом.

При пуске гранулятора вытяжным вентилятором (на чертеже не показан) в вертикальном вакуумном материалопроводе 10 создается вакуум. Холодный воздух в необходимом количестве через окно 14, вертикальный вакуумный материлопровод 10 и циклонный сепаратор 7 поступает на всас вытяжного вентилятора через промыватель (на чертеже не показан) и выбрасывается в атмосферу. Наклонный ленточный конвейер 1 приводится в движение в направлении к загрузочному устройству 6. Одновременно через штуцер 16 подается ретур: при пуске - в виде готового продукта из мешкотары, а в дальнейшем - от дробилки (на чертеже не показана). Далее ретур по вертикальному вакуумному материалопроводу 10 направляется к загрузочному устройству 6, проходит циклонный сепаратор 7, где продукт в виде пыли вытяжным вентилятором направляется на промыватель. При этом гранулы размером 0,5 - 2,5 мм через шлюзовый питатель 8 и полочный распределитель 9 поступают на верхнюю рабочую ветвь 2 ленты и равномерно тонким слоем распределяются по ширине ленты. Попадая в рабочее пространство гранулятора, гранулы свободно катятся по поверхности ленты под действием силы тяжести и силы трения качения. При этом каждая гранула подвергается многократному последовательному напылению плава на ее поверхность. Размер гранулы зависит от времени ее пребывания в рабочем пространстве гранулятора, которое определяется углом наклона конвейера и скоростью встречного движения ленты. При гранулировании аммиачной селитры, например, угол наклона конвейера составляет 45 - 60^o, а скорость движения ленты - 1 - 2,5 м/с.

Напыленные гранулы покидают рабочее пространство гранулятора и через выгрузочное окно 15 попадают в вертикальный вакуумный материалопровод 10. Здесь гранулы размером более 2,5 мм под действием собственного веса опускаются вниз, охлаждаются и, попадая на вибрационное сито 11, разделяются на товарную и некондиционную фракции. Товарная фракция через выгрузочный штуцер 12 поступает на упаковку, а некондиционный продукт через выгрузочный штуцер 13 направляется на дробилку (на чертеже не показана) для повторного использования в качестве ретура.

Гранулы размером менее 2,5 мм увлекаются вверх по вертикальному вакуумному материалопроводу 10 к загрузочному устройству 6, откуда вновь поступают в рабочее пространство гранулятора на повторное напыление. При этом подача требуемого количества ретура в загрузочное устройство 6 обеспечивается за свет регулируемого забора воздуха через штуцер 17.

Таким образом, в заявляемом устройстве за счет заполнения загрузочного и разгрузочного устройств, наличия связи между ними и их взаимного расположения относительно орошаемой плавом верхней рабочей ветви ленты созданы благоприятные условия для гранулообразования в тонком слое при обеспечении заданного гранулометрического состава, что способствует повышению производительности гранулятора по готовому продукту.

Формула изобретения

Гранулятор минеральных удобрений, содержащий наклонный ленточный конвейер, укрытие верхней рабочей ветви ленты, имеющее боковые стенки и плоскую крышку, в которой установлены распылители плава, загрузочное и разгрузочное устройства, отличающийся тем, что загрузочное устройство расположено в верхней части наклонного ленточного конвейера и содержит последовательно соединенные между собой циклонный сепаратор, шлюзовый питатель и полочный распределитель, разгрузочное устройство выполнено в виде вертикального вакуумного материалопровода, в нижней части которого установлены вибрационное сито, два выгрузочных штуцера и окно для забора воздуха, в верхней части вертикальный вакуумный материалопровод соединен с циклонным сепаратором, при этом в средней части, прилегающей к нижней части наклонного ленточного конвейера, вертикальный вакуумный материалопровод снабжен выгрузочным окном и штуцерами для подачи ретура и забора воздуха с возможностью регулирования.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2