Распылительное устройство и способ грануляции псевдоожиженного слоя

Изобретение относится к распылительному устройству для грануляции расплава в псевдоожиженном слое. Устройство содержит форсунку с каналом подачи для жидкости, подлежащей распылению, при этом жидкость проходит через средство эмульгирования во внутреннюю смесительную камеру для газа и жидкости, до подачи в псевдоожиженный слой. Форсунка имеет отдельный канал для газа распыления, установленный концентрически вокруг центрального канала подачи жидкости для жидкости, подлежащей распылению или разбрызгиванию. Смесительная камера окружает зону выпуска распыленной жидкости из средства эмульгирования и газа, обеспечивая эффективное смешивание высокоскоростного газа распыления и жидкости, и имеет внешний газовый колпак, где газ ожижения подается в виде струи над распылительным устройством. Изобретение позволяет снизить энергопотребление, повысить производительность грануляции и получить гранулы более высокого качества. 4 н. и 7 з.п. ф-лы, 4 ил., 7 табл.

 

Изобретение относится к распылительному устройству для использования при высокопроизводительной грануляции псевдоожиженного слоя и к способу приготовления твердых гранул из жидкого материала в псевдоожиженном слое.

В частности, это изобретение относится к распылительным форсункам, используемым для подачи жидкости для выращивания гранул, путем разбрызгивания жидкости в псевдоожиженный слой твердых частиц, после чего распыляются микроскопические капли жидкости.

Процесс грануляции псевдоожиженного слоя, первоначально разработанный фирмой Nederlandse Stikstof Maatschappiji, далее именуемой NSM, осуществляется гранулятором HFT (Hydro Fertilizer Technology), имеющим большие преимущества над другими процессами для гранулирования удобряющих веществ, таких как мочевина и нитрат аммония, см., например, патент США № 5653781. Процесс грануляции HFT объединяет в себе очень высокую производительность с хорошими свойствами продукта и низким энергопотреблением. Для этого, очень важен способ распыления жидкости, подлежащей грануляции, в псевдоожиженный слой. Конструкция форсунок, распыляющих жидкость, влияет на пропускную способность жидкости и, таким образом, на пропускную способность гранулятора, а также давление и объемный расход газа распыления, необходимый для поддержания струй с непрерывными и однородными аэрозолями без агломерации и нежелательным нарушением псевдоожиженного слоя. Наконец, конструкция форсунки также влияет на энергопотребление гранулятора посредством ее характеристик расхода и давления.

Распылительные устройства (форсунки), отвечающие уровню техники, в общем случае, являются распылительными форсунками сдвоенного типа, где газ, например воздух, используется для распыления жидкости, подлежащей грануляции. В принципе, газ и жидкость могут поступать через форсунку в одну единственную трубку или газ и жидкость могут поступать отдельно через, например, концентрические трубки, так что смешивание происходит только в или после отверстия форсунки. Принципиальными целями являются эффективное смешивание жидкости и газа; однородный и малый размер частиц жидкости и подходящая геометрия результирующего аэрозоля или струи, так что распыленная жидкость (микроскопические капли) непрерывно и однородно оседает на гранулах, сформированных в псевдоожиженном слое.

Большинство имеющихся конструкций форсунки не предназначены для использования в высокопроизводительной грануляции. Форсунки для грануляции должны работать с концентрированными растворами (до 99%) или расплавами без засорения или других проблем, нарушающих процесс производства. В то же время, имеются заметные различия между разными конструкциями в отношении энергопотребления процесса, производительности (выхода продукта) и качества сформированных гранул. Существующие и более ранние типы форсунок должны работать при сравнительно высоких уровнях газа распыления, при повышенных давлениях, что опять же приводит к высокому энергопотреблению.

Форсунки, используемые в процессе грануляции, описаны, например, в патенте США № 4701353. Они имеют центральный канал, по которому подается жидкий материал, и канал, концентричный с ним, обеспечивающий мощный поток газа. Жидкость проходит через камеру вращения, перед смешиванием с потоком газа. Форсунка также может иметь концентрический внешний канал для обеспечения менее энергетически насыщенного потока газа. Однако эта конструкция форсунки имеет ограничения в пропускной способности жидкости и в энергии, необходимой для распыления или разбрызгивания жидкости на подходящие капли и, в то же время, ожижения капель в струю надлежащей формы, где осуществляется рост частиц. Камера вращения, описанная в US 4701353, служит только для придания жидкости вихревого движения, тогда как смесительная камера настоящего устройства, описанная ниже, обеспечивает тщательное смешивание газа распыления и жидкости, пока аэрозоль не выйдет из выходного отверстия форсунки. Таким образом, кинетическая энергия газа и жидкости используется оптимальным образом. Устройство и способ, описанные здесь, имеют высокую производительность грануляции и низкое энергопотребление; в несколько раз лучшие, чем значения, упомянутые в патенте США № 4701353. В случаях, когда на форсунке установлена вторая концентрическая газовая трубка, наподобие описанной в п.5 US 4701353, такая конструкция без необходимости усложняет устройство по сравнению с устройством, описанным ниже, поскольку заявленное устройство и способ предусматривают использование части подаваемого газа ожижения для дополнительной струи газа, формируемой вокруг форсунки.

В международной патентной заявке WO 02083320 также описана форсунка для использования в грануляторах псевдоожиженного слоя. Она имеет центральный подвод для жидкости, после которого жидкость проходит через вихревое устройство во внутреннюю смесительную камеру. Газ поступает в смесительную камеру через множество отверстий в стенке в нижней части смесительной камеры. Однако в описании не приведены примеры и нет фигур, относящихся к практическому применению описанной конструкции, тогда как заявленные устройство и способ, описанные ниже, имеют такие преимущества, как высокая производительность, высокое качество продукции и низкое энергопотребление, по сравнению с любыми другими ранее описанными техническими решениями.

Задачей изобретения является обеспечение способа грануляции со сниженным энергопотреблением и повышенной производительностью грануляции, оба фактора снижают переменные издержки на единицу продукции на этапе грануляции. Другой задачей является получение гранул более высокого качества.

Для решения этих задач предусмотрены устройство и способ, описанные ниже, определяемые и характеризуемые прилагаемой формулой изобретения.

Таким образом, изобретение относится к распылительному устройству для грануляции расплава в псевдоожиженном слое, содержащему форсунку с каналом подачи для жидкости, подлежащей распылению, где жидкость проходит через средство эмульгирования и во внутреннюю смесительную камеру для газа и жидкости до подачи в псевдоожиженный слой. Форсунка имеет отдельный канал для газа распыления, установленный концентрически вокруг центрального канала подачи жидкости для жидкости, подлежащей распылению или разбрызгиванию. Смесительная камера окружает зону выпуска распыленной жидкости из средства эмульгирования и газа, обеспечивая эффективное смешивание высокоскоростного газа распыления и жидкости, и имеет внешний газовый колпак, где газ ожижения канализируется в струю над распылительным устройством. Смесительная камера может быть цилиндрической с верхней конической частью или конической. Отношение длина/диаметр L/D смесительной камеры должно быть в пределах от 0,5 до 5 и отношения l/d - в пределах от 0,1 до 2. Предпочтительно, отношение L/D смесительной камеры находится в пределах от 1 до 4 и отношения l/d - в пределах от 0,25 до 1.

Газовый колпак имеет коническую форму и подогнан к перфорированной нижней пластине концентрически вокруг форсунки. Газовый колпак имеет высоту от 10 до 200 мм над нижней пластиной (3), предпочтительно от 20 до 100 мм. Диаметр верхнего отверстия газового колпака равен от 20 до 150 мм и диаметр нижнего отверстия равен от 30 до 300 мм, предпочтительно от 35 до 100 мм и от 40 до 200 мм соответственно.

Изобретение также относится к способу приготовления твердых гранул в псевдоожиженном слое, при котором жидкий материал распыляется путем подачи газа распыления и разбрызгивается в псевдоожиженный слой через распылительные форсунки, установленные вертикально, и псевдоожиженный слой поддерживается газом ожижения, продуваемым вверх через перфорированную пластину под слоем. Часть газа ожижения должна подаваться в виде струи через газовый колпак, окружающий форсунку для создания струи газа над распылительным устройством.

Изобретение также относится к способу приготовления твердых гранул из жидкого материала в псевдоожиженном слое с использованием форсунки с каналом подачи для жидкости, подлежащей распылению. Жидкость проходит через средство эмульгирования во внутреннюю смесительную камеру для газа и жидкости до разбрызгивания распыленной жидкости вверх в псевдоожиженный слой. Газ распыления проходит через канал, концентрический каналу подачи жидкости в смесительную камеру, окружающую выпускные отверстия для жидкости и газа, обеспечивая эффективное смешивание высокоскоростного газа распыления и жидкости. Часть газа ожижения подается в виде струи через газовый колпак, окружающий форсунку, для создания струи газа над распылительным устройством.

Распылительное устройство можно использовать для создания гранул мочевины и других продуктов удобрения, например нитрата аммония-кальция, нитрата аммония, сульфата аммония и их смесей.

Изобретение далее будет описано со ссылкой на прилагаемые чертежи, фиг.1-4, на которых:

на фиг.1 показано принципиальное различие между конструкцией согласно уровню техники и заявленной конструкцией форсунки,

на фиг.2 изображена конструкция газового колпака и концентрическое положение газового колпака снаружи форсунки,

на фиг.3 изображена конструкция форсунки с цилиндрической смесительной камерой,

на фиг.4 изображена конструкция форсунки с конической смесительной камерой.

В процессе грануляции, жидкость разбрызгивается в псевдоожиженный слой через распылительные форсунки, установленные вертикально и разбрызгивающие распыленную жидкость вверх в псевдоожиженный слой. Псевдоожиженный слой поддерживается газом ожижения, продуваемого вверх через перфорированную пластину под слоем. Форсунки размещены в отверстиях этой пластины, причем их отверстия находятся на определенном расстоянии, например 5-100 мм, над пластиной.

Конструкция форсунок, в которых распыляется жидкость, влияет на пропускную способность жидкости и, таким образом, пропускную способность гранулятора. Она также влияет на давление и объемный расход газа распыления, необходимый для поддержания струй с непрерывными и однородными аэрозолями без агломерации и нежелательным нарушением псевдоожиженного слоя. Наконец, конструкция форсунки также влияет на энергопотребление гранулятора посредством ее характеристик расхода и давления. Это непосредственно влияет на переменные издержки на единицу продукции для операции. Форсунка должна распылять жидкость на капли нужного размера, приблизительно 50-100 микрон для однофазного расплава. В то же время, форсунка должна обеспечивать испарение некоторого количества воды, без создания преждевременного отвердевания. Она также должна обеспечивать распределение и подачу капли в слой и одновременно внесение вклада в перемещение вокруг форсунки и массообмен в слое.

Новизна изобретения состоит в использовании низкоэнергетичного газа ожижения для замены большой части необходимого газа распыления высокого давления. Это достигается за счет проведения по каналу газа ожижения через газовый колпак особой конструкции, окружающий форсунку, и, таким образом, создания струи газа. Смесительная камера, установленная выше по течению относительно отверстия форсунки, улучшает внутреннее смешивание газа и жидкости в процессе распыления в форсунке.

Разделение газа на две специализированные функции позволяет свободно разделять четыре основные функции при распылении и перемещении.

Распыление

1) Распыление производится с минимальным энергопотреблением, достаточным для создания капель и подачи их в слой.

2) Нужную скорость испарения можно регулировать в соответствии со свойствами расплава, а именно содержанием воды, теплоты кристаллизации, свойств переохлажденного состояния и кривой кристаллизации.

Удар

3) Транспортировка капель и форма струи подгоняется к геометрическим размерам слоя, причем основную роль играет глубина слоя.

4) Удар также регулируется для обеспечения массопередачи затравочных частиц в область струи.

Настоящее изобретение позволяет поддерживать и даже улучшать характеристики качества гранул и производительность грануляции, и одновременно значительно снижать энергопотребление по сравнению с форсунками, которые до сих пор использовались для грануляции. Снижение энергопотребления достигается за счет того, что газ распыления можно использовать при более низком давлении, без увеличения общего количества газа ожижения. Эта конструкция также обеспечивает высокую пропускную способность расплава и хорошие физические характеристики гранул.

На фиг.1 показано принципиальное различие между конструкцией согласно уровню техники, и конструкции согласно изобретению. В конструкции согласно уровню техники, (случай I) смешивание жидкости (L) и газа распыления (G1) происходит в псевдоожиженном слое посредством внешнего удара газа (G1) по жидкости (L). В заявленной конструкции форсунки (случай II) внешнее смешивание газа (G2) и жидкости (L) происходит в смесительной камере. В то же время, часть газа распыления заменяется газом ожижения (G3), подаваемым в струю в псевдоожиженном слое посредством газового колпака, установленного концентрически снаружи форсунки. Таким образом, часть газа распыления заменяется газом ожижения (G3), подаваемым через газовый колпак. Необходимое количество газа распыления значительно снижено по сравнению с известной конструкцией форсунки, что будет проиллюстрировано на примерах (от 80-250 кг/ч до 32 кг/ч).

На фиг.2A показана конструкция газового колпака и положение газового колпака концентрически снаружи форсунки. На фиг.2B показано горизонтальное сечение по A-A. Газовый колпак 1 конической формы установлен концентрически вокруг форсунки 2 перфорированной сетчатой пластине 3 и открыт для газа ожижения. Верхний диаметр устройства газового колпака меньше нижнего диаметра, и имеется зазор для прохода газа между наружной стенкой форсунки и газовым колпаком. Количество газа, проходящего через газовый колпак, должно быть достаточным для создания устойчивой струи в слой гранулятора. Скорость газа, проходящего через газовый колпак, определяется горизонтальной площадью между форсункой и газовым колпаком, верхним диаметром отверстия газового колпака и диаметром нижнего впускного отверстия газового колпака. Массовый расход газа ожижения на квадратный метр горизонтальной площади слоя почти не зависит от известных конструкций.

На фиг.3 показана новая конструкция форсунки с цилиндрической смесительной камерой. Отношение длина/диаметр (L/D) смесительной камеры может варьироваться, как указано на чертеже. На фигуре не показаны линии подачи, перфорированная нижняя пластина гранулятора и конический колпак, установленный концентрично с форсункой на нижней пластине. Форсунка 2 состоит из центрального канала 4, который одним концом A соединен с линией подачи жидкости, не показанной на чертеже, и другим концом B присоединен к смесительной камере 5. В положении между отверстиями A и B вихревое устройство 6 установлено внутри для приведения питания через A в спиральное движение в точке B. Кроме того, распылительное устройство снабжено каналом 7, размещенным концентрично вокруг центрального канала 4 подачи жидкости. Канал 7 одним своим концом присоединен к линии подачи газа, не показанной на чертеже, а на другом своем конце снабжен 5-15 круглыми отверстиями 8, проходящими в смесительную камеру 5. В смесительную камеру одновременно поступают два непрерывных потока: жидкость для выращивания гранул через отверстия B и поток газа 8. В этой смесительной камере может генерироваться газ в жидкой эмульсии. Расширение через отверстие 9 форсунки превращает эмульсию в капли диаметром 50-100 мкм, которые пригодны для выращивания гранул в псевдоожиженном слое.

На фиг.4 показана форсунка с конической смесительной камерой 5. Другие элементы форсунки такие же, как показано на фиг.3.

Из литературы (Lefebvre A.H.: Atomization and sprays, Taylor & Francis, 1989, p-214-215 an p-232, (ISBN:0-89116-603-3), следует, что l/d (длина/ диаметр) форсунки и отношение L/D (длина/ диаметр) смесительной камеры являются важными факторами для формирования капель жидкости. На основании этих предположений и наших собственных исследований, отношение L/D должно находиться в пределах от 0,5 до 5, отношение l/d - в пределах от 0,1 до 2, чтобы эффективно получать капли со средним диаметром менее 100 мкм. Предпочтительно, L/D должно находиться в пределах от 1 до 4 и l/d - от 0,25 до 1.

Для форсунок настоящей конструкции также можно вычислить энергетический КПД Для этого используются стандартные и общеизвестные уравнения, см. Perry: Chemical Engineers' Handbook (глава «Термодинамика»).

W = ΦM · Cp · ΔT [кДж/с],

где ΔT = T2 - T1 и T2 = T1 · (P2/P1)(k-1/k) [K];

ΦM - массовый расход расплава;

Cp - удельная теплоемкость газа [kJ/K.kg];

T1 - внешняя температура;

T2 - температура после вентилятора;

P1 - давление газа до вентилятора;

P2 - давление газа после вентилятора;

k - газовая постоянная.

Для расчетов, делаем следующие предположения:

Адиабатические условия.

Температура внешнего воздуха: 25°C.

Потеря давления: 5000 Па.

КПД вентилятора: 0,80.

Согласно расчетам можно снизить энергопотребление подачи воздуха ожижения и распыления примерно на 50%. Снижение энергии, фактически достигаемое с использованием заявленного распылительного устройства, показано ниже в примере 1.

Параметры влагосодержания, плотности и прочности на раздавливание гранул мочевины, производимых с помощью форсунки этой конструкции, имеют сравнимые или лучшие значения по сравнению с гранулами, создаваемыми с помощью известных конструкций. Это проиллюстрировано в нижеприведенных примерах.

Было экспериментально обнаружено, что при использовании форсунки с внутренней смесительной камерой газа/жидкости вместо форсунки с внешним смешиванием газа/жидкости, можно производить гранулы с более высокими химическими и физическими свойствами, при меньшем энергопотреблении.

В блоках грануляции, особенно для мочевины и нитрата аммония, также было важно добиться высокой производительности, во избежание необходимости иметь более одного блока грануляции на блок синтеза, в то же время поддерживая переменные издержки на единицу продукции.

Изобретение будет далее проиллюстрировано на следующих примерах, описывающих грануляцию мочевины. Примеры демонстрируют значения, полученные для параметров качества продукта, а также энергопотребление для ряда форсунок на основании заявленной конструкции.

Примеры выполнялись при указанных ниже условиях.

Гранулятор был снабжен экспериментальной форсункой в центре. Конический газовый колпак имел нижний диаметр 105 мм и верхний диаметр 50 мм. Он был смонтирован на перфорированной сетчатой пластине с отверстиями, занимающими 4,5% ее площади, содержащей отверстия 2 мм в диаметре. Количество воздуха, проходящего через этот газовый колпак, составляло 248 N м3/ч при давлении подачи, равной давлению газа (воздуха) ожижения около 800 мм вод. ст. и температуре 40°C. Грануляцию производили при нормальных стандартных условиях грануляции мочевины с расплавом 96%-ной мочевины, содержащим 0,55 вес.% формальдегида, при температуре около 132°C. установка снабжалась газом ожижения, необходимым для поддержания слоя в движении, а также для создания струи через «отверстие струи» газового колпака. Газ распыления с расходом 32 кг/ч и температурой 142°C подавали совместно с расплавом в смесительную камеру форсунки.

Параметры качества продукта, например влагосодержание, плотность, прочность на раздавливание гранул диаметром 2,5-4,5 мм проанализировали для каждого испытания форсунки. В ходе испытания использовали разные расходы жидкости; l/h, равные 250, 350 и 450. Каждое испытание грануляции производили, по меньшей мере, дважды.

Можно также создавать нитратные продукты с 33,5% N и 27% N с помощью такого рода форсунки.

Пример 1. Форсунка с цилиндрической смесительной камерой L/D=2,75

В этом примере было использовано распылительное устройство типа H5, показанное на фиг.3, с отношением L/D 2,75 смесительной камеры. Результаты сравнили с экспериментами, произведенными в форсунках конструкции согласно уровню техники.

Таблица 1

Рабочие параметры
ФорсункаКонструкция HFT (уровень техники)Новая конструкция L/D=2,75
Пример AПример BПример AПример B
Расход подачи мочевины кг/ч540450540454
Давление подачи мочевины бар1,41,32,11,8
Расход газа (воздуха) ожижения кг/м2.ч7952795281078107
Давление газа (воздуха) ожижениямм вод.ст.800800800800
бар0,080,080,080,08
Расход газа (воздуха) струикг/ч--320320
Расход газа (воздуха) распыления32522523232
Давление газа (воздуха) распылениябар0,50,51,91,5

Таблица 2

Полученные свойства продукта, мочевина
ФорсункаКонструкция HFT (уровень техники)Новая конструкция L/D =2,75
Пример AПример BПример AПример B
Влажность%0,260,230,200,19
Плотностькг/л1,2161,231,2371,25
Прочность на раздавливаниекг4,404,444,955,03
Истираниемг/кг800650175195

Таблица 3

Потребляемая мощность
ФорсункаКонструкция HFT (уровень техники)Новая конструкция L/D =2,75
Эксперимент A
Потребляемая мощность (WT) (кВт.ч на тонну продукта)2713

Потребляемая мощность вычислялась, как описано в описании. Воздух использовался в качестве газа ожижения и распыления, поэтому k=1,40 и Cp=1,04 с поправкой на влажность воздуха.

Пример 2. Форсунка с цилиндрической смесительной камерой L/D=1

Принцип работы и конструкция, за исключением длины смесительной камеры, такие же, как описаны в примере 1. В этой конструкции, длина смесительной камеры равна 20 мм вместо 55 мм, так что отношение L/D изменилось с 2,75 до 1. Результаты сравнивались с экспериментами, проводимыми в форсунках конструкции, отвечающей уровню техники.

Таблица 4

Рабочие параметры
ФорсункаКонструкция HFT (уровень техники)Новая конструкция L/D=1
Пример AПример B
Расход подачи мочевиныкг/ч540450450
Давление подачи мочевиныбар1,41,31,8
Расход газа (воздуха) ожижениякг/м2.ч795279528107
Давление газа (воздуха) ожижениямм вод. ст.800800800
бар0,080,080,08
Расход газа (воздуха) струикг/ч--320
Расход газа (воздуха) распылениякг/ч25225232
Давление газа (воздуха) распылениябар0,50,51,5

Таблица 5

Полученные свойства продукта, мочевина
ФорсункаКонструкция HFT (уровень техники)Новая конструкция L/D=1
Пример AПример B
Влажность%0,260,230,18
Плотностькг/л1,2161,231,24
Прочность на раздавливаниекг4,404,444,75
Истираниемг/кг800650140

Пример 3. Форсунка с конической смесительной камерой

В этом примере было использовано распылительное устройство с конической смесительной камерой, показанное на фиг.4. Отношение L/D форсунки составляло 2,75. Результаты сравнивались с экспериментами, проводимыми в форсунках конструкции, отвечающей уровню техники.

Эта форсунка со смесительной камерой конической формы также имела 12 отверстий для впуска газа (D), которые размещаются под углом к направлению вращения вихря жидкости. Ее конструкция обеспечивает вращение газа распыления в противоположном направлении по отношению к жидкости, чтобы обеспечивать максимальный удар газа в поток жидкости.

Таблица 6

Рабочие параметры
ФорсункаКонструкция HFT (уровень техники)Новая конструкция, конус
Пример AПример B
Расход подачи мочевиныкг/ч540450375
Давление подачи мочевиныбар1,41,41,9
Расход газа (воздуха) ожижениякг/м2.ч795279528107
Давление газа (воздуха) ожижениямм вод. ст.800800800
бар0,080,080,08
Расход газа (воздуха) струикг/ч--320
Расход газа (воздуха) распылениякг/ч25225232
Давление газа (воздуха) распылениябар0,50,51,7

Таблица 7

Полученные свойства продукта, мочевина
ФорсункаКонструкция HFT (уровень техники)Новая конструкция, конус
Пример AПример B
Влажность%0,260,230,21
Плотностькг/л1,2161,231,20
Прочность на раздавливаниекг4,404,444,51
Истираниемг/кг8006501430

Благодаря использованию форсунки конструкции в процессе грануляции, можно создавать гранулы при более низком энергопотреблении, с лучшим качеством и с более высокой производительностью.

1. Распылительное устройство для грануляции расплава в псевдоожиженном слое, содержащее форсунку (2) с каналом подачи(4) для жидкости, подлежащей распылению, где жидкость проходит через средство эмульгирования (6) во внутреннюю смесительную камеру (5) для газа и жидкости, до подачи в псевдоожиженный слой, отличающееся тем, что форсунка (2) имеет отдельный канал (7) для газа распыления, установленный концентрично вокруг центрального канала подачи жидкости (4) для жидкости, подлежащей распылению или разбрызгиванию, при этом смесительная камера (5) окружает зону выпуска распыленной жидкости из средства эмульгирования и газа, обеспечивая эффективное смешивание высокоскоростного газа распыления и жидкости, и имеет внешний газовый колпак (1), где газ ожижения подается в виде струи над распылительным устройством.

2. Распылительное устройство по п.1, отличающееся тем, что смесительная камера (5) выполнена цилиндрической с конической верхней частью.

3. Распылительное устройство по п.2, отличающееся тем, что отношение длины (L) и диаметра (D) смесительной камеры (5) находится в пределах от 0,5 до 5 и отношение длины (1) и диаметра (d) отверстия (9) находится в пределах от 0,1 до 2.

4. Распылительное устройство по п.2, отличающееся тем, что отношение длины (L) и диаметра (D) смесительной камеры (5) находится в пределах от 1 до 4 и отношение длины (1) и диаметра (d) отверстия (9) находится в пределах от 0,25 до 1.

5. Распылительное устройство по п.1, отличающееся тем, что смесительная камера (5) выполнена конической.

6. Распылительное устройство по п.1, отличающееся тем, что газовый колпак (1) выполнен коническим и подогнан к перфорированной нижней пластине (3), концентрически вокруг форсунки (2).

7. Распылительное устройство по п.6, отличающееся тем, что газовый колпак (1) имеет высоту от 10 до 200 мм над нижней пластиной (3), предпочтительно, от 20 до 100 мм.

8. Распылительное устройство по п.6, отличающееся тем, что газовый колпак (1) имеет диаметр верхнего отверстия от 20 до 150 мм и диаметр нижнего отверстия от 30 до 300 мм, предпочтительно, от 35 до 100 мм и от 40 до 200 мм, соответственно.

9. Способ приготовления твердых гранул в псевдоожиженном слое, при котором жидкий материал распыляют путем подачи газа распыления и разбрызгивают в псевдоожиженный слой через распылительные форсунки (2), установленные вертикально, причем псевдоожиженный слой поддерживается газом ожижения, продуваемого вверх через перфорированную пластину под слоем, отличающийся тем, что часть газа ожижения подают в виде струи через газовый колпак (1), окружающий форсунку, для создания струи газа над распылительным устройством.

10. Способ приготовления твердых гранул из жидкого материала в псевдоожиженном слое с использованием форсунки (2) с каналом подачи (4) для жидкости, подлежащей распылению, при котором жидкость проходит через средство эмульгирования во внутреннюю смесительную камеру (5) для газа и жидкости до разбрызгивания распыленной жидкости вверх в псевдоожиженный слой, отличающийся тем, что газ распыления подают в смесительную камеру (5) по каналу (7), концентричному каналу подачи жидкости в смесительную камеру, окружающую выпускные отверстия для жидкости и газа, обеспечивая эффективное смешивание высокоскоростного газа распыления и жидкости, при этом часть газа ожижения подают в виде струи через газовый колпак (1), окружающий форсунку (2), для создания струи газа над распылительным устройством.

11. Использование распылительного устройства по одному из пп.1-8 в процессе приготовления гранул из мочевины и других расплавов, пригодных для производства удобряющих продуктов, например, нитрата кальция аммония, нитрата аммония, сульфата аммония и их смесей.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технике распыления жидкостей сжатым воздухом и может быть использовано при производстве установок для распыления различных жидкостей, химических растворов.

Изобретение относится к технике распыления жидкостей сжатым воздухом и может быть использовано при производстве установок для распыления различных жидкостей, химических растворов и дисперсий.

Изобретение относится к противопожарной технике и может быть использовано для ликвидации пожара в негерметичном помещении. .

Форсунка // 2077958
Изобретение относится к устройствам для распыливания жидкостей сложной реологии, а именно вязкоупругих жидкостей. .

Изобретение относится к устройствам для газожидкостного распыления, в частности для очистки наружных стекол транспортных средств высоконапорной струей из смеси определенной порции жидкости с воздухом.

Изобретение относится к области испытания газотурбинных двигателей в условиях воздействия различных веществ в виде аэрозольного облака. .

Изобретение относится к технике для распыления жидкости, для очистки воздуха от пыли, увлажнения, охлаждения, может быть использовано для тонкого диспергирования технологических жидкостей, растворов и суспензий.

Изобретение относится к технике распыления жидкости и может применяться в различных отраслях промышленности, в том числе и для борьбы с тонкодисперсной пылью на подземных рудниках, карьерах, металлургических заводах, обогатительных фабриках.

Изобретение относится к способу газодинамического напыления порошковых материалов и устройству для его реализации и может быть использовано в машиностроении для получения покрытий, придающих различные свойства обрабатываемым поверхностям

Изобретение относится к технологии получения высококонцентрированных струй, имеющих большую дальность и мелкодисперсный состав капель. Получаемые струи могут быть использованы в противопожарной технике, сельском хозяйстве для полива и в других отраслях, где необходимы мелкодисперсные и дальнобойные газокапельные струи. Способ включает подачу жидкости и газового потока, диспергирование жидкости, смешивание диспергированной жидкости с газовым потоком и ускорение полученного двухфазного газокапельного потока, подачу полученного смешением двухфазного газокапельного потока в двухконтурное сопло во внешний его контур и разгон газокапельного потока. Создают дополнительный газовой поток и подают его во внутренний контур сопла, причем двухфазный газокапельный поток и дополнительный газовый поток разгоняют раздельно в одном направлении, при этом скорость разгона дополнительного газового потока больше скорости разгона двухфазного газокапельного потока. Изобретение позволяет увеличить дальнобойность двухфазовой струи. 1 ил.

Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано для внесения пестицидов. Штанговый опрыскиватель содержит шасси, бак для рабочей жидкости, бак для промывочной воды, штангу, дозатор-распределитель, холодильный модуль и систему подачи CO2. Система подачи СО2 состоит из баллона и редуктора. СО2 охлаждает пестицид в холодильном модуле. Увеличивается дисперсность распыла пестицида. Уменьшаются потери пестицида в результате испарения и уноса. Обеспечивается возможность опрыскивания при температурах окружающего воздуха >20°С. 2 ил.

Изобретение относится к области авиационных систем аэрозольной защиты, в частности к распыливанию жидкостей с помощью форсунок, которые используются для создания аэрозольного защитного шлейфа, снижающего силу инфракрасного излучения сопла двигателя самолета. Газожидкостная форсунка содержит сужающееся сопло с упругими стенками, внутренняя поверхность которых снабжена турбулизаторами, и магистрали подачи жидкости и газа. Для распыления жидкости с порошкообразным наполнителем сужающееся сопло выполнено щелевым и сообщено только с магистралью подачи жидкости. По периферии щелевого сопла размещено сопло, сообщенное с магистралью подачи газа, на внутренних стенках которого выполнены упоры. Такое выполнение устройства позволяет уменьшить средний размер капель распыливаемой жидкости и увеличить степень ее монодисперсности. Техническим результатом изобретения является то, что степень надежности аэрозольного защитного экрана повышается, а малый размер частиц аэрозоля способствует более эффективному экранированию ИК излучения от двигателя. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к способу восстановления нежелательных веществ за счет распыления реагента в дымовые газы парогенератора. Способ восстановления нежелательных веществ за счет распыления реагента в дымовые газы парогенератора, при котором реагент распыляют через отверстие многокомпонентного сопла в топочную камеру парогенератора, через, по меньшей мере, одно расположенное вне отверстия для реагента отверстие в топочную камеру распыляют обволакивающую среду, посредством которой, по меньшей мере, частично обволакивают реагент в топочной камере, по меньшей мере, частично изолируя его от дымовых газов, при этом распыляют вытеснитель, посредством которого способствуют распылению и/или распределению реагента, посредством реагента и вытеснителя образуют в топочной камере смешанную струю, а посредством обволакивающей среды, по меньшей мере, частично обволакивают смешанную струю в топочной камере, по меньшей мере, частично изолируя реагент от дымовых газов, причем вытеснитель смешивается с реагентом непосредственно перед поступлением в топочную камеру или вытеснитель подается в отверстие для вытеснителя со стороны топочной камеры, выполненное снаружи отверстия для реагента, причем снаружи отверстия для вытеснителя выполнено отверстие для обволакивающей среды. Технический результат - предотвращение недостаточного смешивания дымовых газов и реагента или использования чрезмерного количества реагента. 3 н. 14 з. п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к распылительным головкам и может быть использовано в краскопультах и аэрографах, применяемых в авторемонтных мастерских для нанесения на кузов автомобиля жидкого покрытия, например, грунтовки, краски или прозрачного слоя. Насадка сопла состоит из оси распыления, корпуса сопла и фланца. Корпус сопла включает в себя выпускной конец сопла и отверстие выпуска жидкости, окружающее ось распыления. Фланец крепится к корпусу сопла опорным элементом. Фланец содержит раскрыв фланца, окружающий ось распыления и выпускной конец сопла. Осевой выпуск воздуха располагается между раскрывом фланца и выпускным концом сопла. Осевой выпуск воздуха и отверстие выпуска воздуха взаимно фиксированы вокруг оси распыления. Съемные насадки сопел крепятся на гнездо жидкостного сопла в узле распылительной головки и/или на платформе или корпусе краскопульта при помощи соответствующего крепежного механизма. Техническим результатом изобретения является обеспечение возможности демонтажа съемных насадок с краскопульта или с узла распылительной головки без воздействия на остальную часть краскопульта или узла распылительной головки, что упрощает обслуживание распылительных головок. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 16 ил.

Изобретение относится к жидкостным распылителям и может быть использовано в мастерских по ремонту кузовов при напылении транспортного средства жидкостными материалами покрытия. Встроенная крышка пневмоцилиндра/форсунки для жидкостного распылителя включает корпус крышки. Корпус крышки включает корпус форсунки с отверстием для жидкости, через которое жидкость выходит во время работы жидкостного распылителя. Корпус крышки также включает центральный воздушный клапан, через который выходит центральный воздух, когда жидкость распыляется через отверстие для жидкости форсунки. Отверстие для жидкости форсунки и центральный воздушный клапан находятся на передней стенке корпуса крышки. Жидкостный распылитель включает канал форсунки и съемную встроенную крышку пневмоцилиндра/форсунки. Крышка включает корпус форсунки и прикреплена к жидкостному распылителю с возможностью съема. Корпус форсунки встроенной крышки помещается над каналом форсунки, если встроенная крышка пневмоцилиндра/форсунки присоединена к жидкостному распылителю. Встроенная крышка пневмоцилиндра/форсунки имеет отверстие для жидкости, через которое жидкость выходит во время работы жидкостного распылителя. Кроме того, крышка имеет центральный воздушный клапан, через который нагнетается воздух, когда жидкость распыляется через встроенную крышку пневмоцилиндра/форсунки. Отверстие для жидкости форсунки и центральный воздушный клапан находятся в съемной встроенной крышке пневмоцилиндра/форсунки. Техническим результатом группы изобретений является обеспечение возможности снятия крышки с канала форсунки и/или цилиндра, к которому она прикрепляется, без повреждения канала форсунки и/или цилиндра таким образом, чтобы другая встроенная крышка пневмоцилиндра/форсунки могла бы быть присоединена к каналу форсунки и/или цилиндра с возможностью повторного использования съемной крышки. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 31 ил.

Изобретение относится к машиностроению и строительству и может быть использовано для нанесения жидкостей и масел на твердые поверхности. Распылитель жидкости содержит корпус, трубчатую вставку и патрубок подвода пассивной жидкостной среды. Корпус имеет последовательно расположенные по ходу движения активной газообразной среды цилиндрический участок, конфузор и диффузор. Трубчатая вставка установлена внутри корпуса по его оси, имеет осевой канал подачи активной газообразной среды и осевое активное сопло на ее конце. Наружная поверхность трубчатой вставки и внутренняя поверхность корпуса образуют по ходу движения активной газообразной среды кольцевой канал подачи активной газообразной среды, кольцевое активное сопло, кольцевое пассивное сопло и приемную камеру. Кольцевое активное сопло выполнено конфузорным и снабжено криволинейными радиальными перегородками. Осевое активное сопло выполнено конфузорным и смещено относительно кольцевого активного сопла в осевом направлении в сторону диффузора. В стенках диффузора выполнены сквозные отверстия. Диффузор снабжен герметичным наружным кожухом. Полость между диффузором и кожухом соединена по меньшей мере одной полой трубкой с приемной камерой. В полости диффузора установлен отражатель, выполненный в виде прямого кругового конуса, ось вращения которого совпадает с осью вращения диффузора, а вершина обращена в сторону конфузора корпуса. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к распылителям и может быть использовано во многих отраслях промышленности. Съемный ствол (20), приспособленный для использования с распылителем (2), включает гидравлический адаптер, приспособленный для соединения ствола (20) с емкостью (80) для материала покрытия. Гидравлический адаптер имеет канал для жидкости и ускоряющее нагнетательное отверстие (56). Съемный ствол (20) также включает адаптер распылителя (2), приспособленный для соединения ствола (20) с основанием распылителя (2), имеющий ускоряющее подающее отверстие (44). Кроме того, ствол включает ускоряющий канал (48), гидравлически соединяющий ускоряющее подающее отверстие (44) с ускоряющим нагнетательным отверстием (56) и гидравлически соединенный с ускоряющим каналом (48), являющимся составной частью ствола (20) и который при этом не включает ни рукав, ни внешний жидкостный трубопровод. Ствол (20) также включает отверстие форсунки жидкости, через которое распыляемый материал покрытия может покинуть ствол (20), гидравлически соединенное с каналом для жидкости через канал, образованный в стволе (20). Ускоряющий канал (48) приспособлен для подачи ускоряющей жидкости под давлением из распылителя (2) в ускоряющее нагнетательное отверстие (56) для обеспечения ускорения подачи распыляемого материала покрытия из совместимой емкости (80) для материала покрытия для распыления с помощью распылителя (2). Ускоряющий канал (48) также приспособлен для подачи жидкого материала покрытия под давлением из совместимой емкости (80) для материала покрытия через отверстие форсунки жидкости для распыления с помощью распылителя (2). Узел состоит из съемного ствола (2) и емкости (80) материала покрытия. Емкость (80) материала покрытия приспособлена для соединения с совместимым стволом (20) распылителя (2). Техническим результатом группы изобретений является улучшение удаления материалов покрытия из емкости для нанесения с помощью растворителя. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 25 ил.
Наверх