Способ смешения сыпучих материалов

Изобретение относится к области переработки и смешения (усреднения свойств) сыпучих материалов в химии, нефтехимии, металлургии. Способ смешения сыпучего материала включает послойное накопление материала в емкости и выгрузку его одновременно всеми слоями по координате накопления. Материал пропускают через емкость. Поддерживают постоянным верхний заданный уровень материала в емкости равенством расходов поступающего и выгружаемого материала. Выгрузку производят циклическим псевдоожижением слоев материала в зоне выгрузки. Время действия рабочих циклов псевдоожижения и интервалы между циклами равны между собой и составляют 3-5 с. Технический результат состоит в обеспечении непрерывности процесса смешения и повышении качества смесей при формировании партий сыпучих материалов (гранулированных полимеров, порошков, красителей, катализаторов). 1 ил.

 

Способ относится к области переработки и смешения (усреднения свойств) сыпучих материалов в различных отраслях промышленности: производства химии, нефтехимии, органического синтеза, строительной индустрии, металлургии и т.д.

Известны способы и устройства для смешения различных сыпучих материалов, которые предназначены в основном для периодического процесса смешения и формирования смесей, т.е. сначала производится процесс накопления материала (или различных его частей) для заданного объема (партии) смеси и только потом - смешение набранного объема материала (патенты РФ №№2036708, 1994, кл. В01F 13/00; 1757150, 1995, кл. B01F 13/00). Это значительно усложняет производственный цикл, требует организации дополнительных транспортных и погрузочно-разгрузочных операций, дополнительных емкостей для предварительного накопления, предназначенного для смешения материала.

На производствах, связанных с переработкой сыпучих материалов одной исходной природы, параметры свойств которых варьируют в некотором вероятностном интервале значений (гранулированные полимеры: полиэтилен, полипропилен, полистирол и т.д.; строительные смеси, гранулированные катализаторы, порошки, красители, руда, шихта, удобрения сыпучие и т.д.), процесс смешения и формирования партий смесей целесообразно производить в непрерывном режиме, без дополнительных трудоемких операций предварительного накопления.

Ближайшим аналогом описываемого способа является способ смешения (усреднения свойств) партий сыпучего материала, включающий предварительное смешение, послойное накопление, последующую выгрузку и дополнительное смешение (патент РФ №2034639, 1995, кл. B01F 13/00).

По указанному способу предназначенный для смешения материал, предварительно перемешанный в потоке, сначала накапливается в емкости и только потом разгружается всеми слоями одновременно по координате накопления (т.е. по всей высоте слоев накопленного материала). Процесс смешения по указанному способу производится периодическим методом с присущими ему вышеуказанными недостатками.

Другим недостатком указанного способа является неравномерная разгрузка материала по всей высоте слоев из-за неравномерной сдавленности нижних слоев материла верхними, т.е. в разной степени от слоя к слою. Это отражается на качестве смешения и, как следствие, на качестве получаемой смеси.

Задачей предлагаемого способа является исключение вышеуказанных недостатков, обеспечение непрерывного процесса смешения и повышение качества смеси при формировании партий гранулированных сыпучих материалов одной исходной природы, как например гранулированных полимеров, катализаторов, порошков, красителей и т.д.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в предлагаемом способе, включающем послойное накопление материала в емкости и выгрузку его одновременно всеми слоями по координате накопления, согласно изобретению материал пропускают через емкость и поддерживают постоянным верхний заданный уровень материала в емкости равенством расходов поступающего и выгружаемого материала, при этом выгрузку производят циклическим псевдоожижением слоев материала в зоне выгрузки, а время действия рабочих циклов псевдоожижения и интервалы между циклами равны между собой и составляют 3-5 с.

При значительных интервалах варьирования параметров свойств материала, превышающих требования технических условий по качеству поставляемых партий, смешение таких материалов по предлагаемому способу можно производить многократным последовательным пропусканием материала через аналогичные емкости. Но процесс смешения при этом остается непрерывным, а каждый новый пропуск материала через очередную емкость обеспечивает повышение качества смеси. Объем емкости, используемой для смешения, в зависимости от величин формируемых партий может составлять от 1/5 до 1/3 объема формируемой партии и уточняется, исходя из конкретных технологических условий.

На чертеже показана принципиальная схема осуществления способа на примере смешения гранулированного полиэтилена.

Гранулированный полиэтилен по транспортной линии 1 поступает в емкость 2 объемом 5 куб.м и заполняет ее слоями 3. По достижении заданного верхнего уровня срабатывает уровнемер 4, открывается выгрузочное по координате накопления продольное отверстие 5, и полиэтилен всеми слоями одновременно выгружается, образуя единый поток 6, и, перемешиваясь и усредняясь по всем свойствам, принимается как готовая смесь 7 или при необходимости продолжения смешения по транспортной линии 8 передается в следующую емкость 9, где процесс повторяется, как в емкости 2. С момента достижения загружаемым полиэтиленом заданного верхнего уровня в емкости 2, контролируемого уровнемером 4, и открытия разгрузочного продольного отверстия 5 начинается непрерывный процесс смешения по вышеописанной схеме. При этом верхний заданный уровень полиэтилена в емкости 2 поддерживается постоянным во времени равенством расходов поступающего (0,3 т/ч) и выгружаемого (0,3 т/ч) потоков полиэтилена. Для обеспечения равномерной разгрузки одновременно всеми слоями по высоте емкости гранулированный полиэтилен в зоне разгрузки циклически псевдоожижают импульсной подачей сжатого воздуха 10 в зону разгрузки. Давление воздуха составляет 0,4 МПа, интервалы времени рабочих циклов псевдоожижения и между циклами равны между собой и составляют с учетом погрешностей измерений 3-5 с.

При значительных интервалах варьирования параметров свойств полиэтилена поток смеси полиэтилена может быть пропущен через вторую аналогичную емкость 9, что обеспечит повышение качества смеси.

Таким образом, по предлагаемому способу производится непрерывное смешение сыпучего материала в процессе его изготовления (или переработки) и поточное формирование партий для отгрузки потребителю с обеспечением высокого качества смесей.

Описанный способ на опытной установке многократно проверен на смешении гранулированных полиэтилена, полипропилена и показал положительные результаты. В настоящее время ведется проектирование промышленной технологии непрерывного смешения и формирования крупных партий полимеров, что позволит исключить из технологии энергоемкий периодический процесс пневмоциркуляционного смешения гранулированных полимеров.

Способ смешения сыпучего материала, включающий послойное накопление материала в емкости и выгрузку его одновременно всеми слоями по координате накопления, отличающийся тем, что материал пропускают через емкость и поддерживают постоянным верхний заданный уровень материала в емкости равенством расходов поступающего и выгружаемого материала, при этом выгрузку производят циклическим псевдоожижением слоев материала в зоне выгрузки, а время действия рабочих циклов псевдоожижения и интервалы между циклами равны между собой и составляют 3-5 с.