Способ гранулирования расплавов



Способ гранулирования расплавов
Способ гранулирования расплавов
Способ гранулирования расплавов

 

B01J2/00 - Способы и устройства для гранулирования материалов вообще (гранулирование металлов B22F 9/00, шлака C04B 5/02, руд или скрапа C22B 1/14; механические аспекты обработки пластмасс или веществ в пластическом состоянии при производстве гранул, например гидрофобные свойства B29B 9/00; способы гранулирования удобрений, отличающихся по химическому составу см. в соответствующих рубриках в C05B-C05G; химические аспекты гранулирования высокомолекулярных веществ C08J 3/12); обработка измельченных материалов с целью обеспечения их свободного стекания вообще, например путем придания им гидрофобных свойств

Владельцы патента RU 2553912:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный технически университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) (RU)

Изобретение относится к химической технологии, в частности к способам получения гранулированных материалов из расплавов и растворов, и может найти применение в химической и других отраслях промышленности. В предлагаемом способе гранулирования расплавов, включающем подачу расплава продукта в жидкую инертную среду в виде струй, истекающих из калиброванных отверстий, с установленными в них иглами, инертная среда представляет собой расплав. Температура плавления инертной среды ниже температуры плавления гранулированного материала. Охлаждение полученных гранул продукта происходит в инертной жидкости до температуры (20-30)°C. Плотность инертной жидкости выше плотности инертной среды и меньше плотности гранул продукта. Температура расплава продукта составляет (1,05-1,25) температуры плавления гранулированного материала, а температура инертной среды составляет (1,05-1,15) температуры ее плавления. Техническим результатом изобретения является повышение качества получаемого гранулированного продукта и производительности процесса гранулирования расплава за счет контакта капель расплава продукта с нагретой ниже температуры плавления гранулированного материала инертной средой в виде расплава. 3 табл.

 

Техническое решение относится к области способов получения гранулированных материалов из расплавов и растворов и может найти применение в химической и других отраслях промышленности.

Известен способ получения гранулированных материалов [1] диспергированием жидкости в свободный объем или нейтральную среду путем образования и кристаллизации капель жидкости при охлаждении их в воздухе, масле и т.п. Недостатком данного способа гранулирования является низкая производительность процесса, заполнение усадочных раковин в гранулах жидкостью, что требует затем длительной и трудоемкой операции по удалению влаги или жидкости из гранулированного материала.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ получения гранулированного тротила [2], заключающийся в выливании расплавленного продукта через капиллярные трубки в холодную воду. Капиллярные трубки нагреты до температуры, несколько превышающей температуру плавления тротила. Струи расплавленного тротила впускают между двумя струями воды в сосуд с холодной водой. Образовавшиеся гранулы отжимают на вакуум-фильтре и сушат в тоннельных сушилках. К недостаткам данного способа можно отнести следующие: образование усадочных раковин в гранулах, которые заполнены водой, что требует значительных энергетических затрат и длительной сушки получаемого продукта; высокая влажность готового гранулированного материала.

В предлагаемом техническом решении задача заключается в создании способа гранулирования расплавов, который был бы свободен от отмеченных выше недостатков, при реализации которого было бы повышено качество получаемого гранулированного продукта и производительность процесса гранулирования расплава. Задача решается за счет осуществления контакта капель расплава продукта с нагретой инертной средой и дальнейшего охлаждения гранул продукта в инертной жидкости.

Это достигается тем, что в предлагаемом способе гранулирования расплавов, включающем подачу расплава продукта в жидкую инертную среду в виде струй, истекающих из калиброванных отверстий, с установленными в них иглами. Инертная среда представляет собой расплав, при этом температура плавления инертной среды ниже температуры плавления гранулированного материала. Дальнейшее охлаждение полученных гранул продукта происходит в инертной жидкости до температуры (20-30)°C. Плотность инертной жидкости выше плотности инертной среды и меньше плотности гранул получаемого продукта. Температура расплава продукта составляет от 1,05 до 1,25 температуры плавления гранулированного материала, а температура инертной среды составляет от 1,05 до 1,15 температуры ее плавления.

Использование промежуточной инертной среды, располагающейся между инертной жидкостью и струями расплавленного продукта, дает возможность заполнить усадочные раковины, образующиеся в гранулах, инертной средой, которая затвердевает в раковинах и препятствует попаданию в них влаги.

Сущность предлагаемого технического решения заключается в следующем. В инертную среду, нагретую выше температуры ее плавления, подают расплавленный продукт, например тринитротолуол в виде струй, истекающих из отверстий. Струи расплава при контакте с инертной средой разрушаются на капли. Капли в инертной среде охлаждаются и затвердевают, превращаясь в гранулы, при этом усадочные раковины, образующиеся в гранулах, заполняются расплавом инертной среды. Затем полученные гранулы погружаются в инертную жидкость, в которой они охлаждаются до требуемой температуры и далее поступают на сушку. Температура расплава составляет от 1,05 до 1,25 температуры плавления гранулированного материала, температура инертной среды составляет от 1,05 до 1,15 температуры ее плавления, температура инертной жидкости уменьшается от температуры инертной среды до (10-20)°C по мере падения в ней гранул.

Пример способа гранулирования расплавов. Способ осуществляется следующим образом. В аппарат заливают инертную жидкость - воду, верхний слой воды подогревают до температуры немного больше температуры плавления инертной среды. В качестве инертной среды используется парафин с температурой плавления 66°C. Инертная среда располагается над поверхностью нагретой воды и температура ее составляет от 70 до 75°C. Нижний слой воды охлаждается до температуры (10-20)°C. Затем через калиброванные отверстия, в которых установлены иглы, в инертную среду подают расплав тринитротолуола, температура которого составляет (90-95)°C. Струи расплава тринитротолуола, стекающие по иглам, разрушаются на капли и поступают в инертную среду, в которой капли кристаллизуются и превращаются в гранулы. Далее гранулы поступают в инертную жидкость - воду, охлаждаются до температуры (20-30)°C и отправляются на сушку.

В таблице 1 приведены сравнительные данные осуществления предлагаемого способа и ближайшего аналога (прототипа) при использовании в качестве расплава гранулируемого материала - расплава тринитротолуола с температурой плавления 79°C, в качестве инертной (нейтральной) среды - расплава парафина с температурой плавления 66°C. В качестве инертной (нейтральной) жидкости использовалась вода с различной температурой в верхней части и в нижней части слоя, в который поступают гранулы получаемого продукта после прохождения инертной среды.

Сравнивая данные, представленные в таблице 1, видно, что при использовании предлагаемого способа гранулирования качество получаемого продукта улучшается, влажность гранул тринитротолуола уменьшается с 5,4% до 2,3%, производительность процесса при этом повышается более чем в 2 раза.

Для пояснения влияния температурных параметров процесса гранулирования расплава на качество получаемого продукта в таблице 2 представлены данные по дозированию расплава тринитротолуола с разной температурой, последовательно, в слои инертной среды и инертной жидкости. Остальные режимные параметры процесса, такие как температура инертной среды и температура инертной жидкости неизменны. Температура инертной среды (расплав парафина) составляет 75°C, температура инертной жидкости (вода) в верхней части слоя 75°C, в нижней части слоя 20°C.

Из результатов, представленных в таблице 2, видно, что оптимальный диапазон температур дозируемого расплава тринитротолуола, в котором достигается наилучшее качество получаемого продукта (влажность гранул 2,2-2,7%, температура гранул 22-30°C), составляет от 83°C до 98°C, что соответствует интервалу температур расплава от 1,05 до 1,25 температуры плавления гранулированного материала. При более высокой температуре расплава тринитротолуола влажность гранул и температура их повышаются, появляются нежелательные сопутствующие явления: увеличивается время охлаждения гранул, возможно слипание капель расплава, возможен перегрев расплава, изменение его окраски и свойств. При уменьшении температуры расплава тринитротолуола ниже 83°C наблюдается плохое дозирование расплава продукта, частичная его кристаллизация на поверхности игл.

В таблице 3 приведены данные по дозированию расплава тринитротолуола с постоянной температурой, последовательно, в слои инертной среды и инертной жидкости, при этом температура инертной среды меняется от температуры плавления ее до температуры, равной 1,3 температуры ее плавления. Температура дозируемого расплава тринитротолуола составляет 90°C, температура инертной жидкости изменяется от температуры инертной среды до 20°C.

Из результатов, представленных в таблице 3, видно, что оптимальный диапазон температур инертной среды (парафина), в котором достигается наилучшее качество получаемого продукта (влажность гранул 2,1-2,3%, температура гранул 21-25°C), составляет от 70°C до 75°C, что соответствует интервалу температур расплава от 1,05 до 1,15 температуры плавления инертной среды. При более высокой температуре расплава инертной среды влажность гранул и температура их повышаются, появляются нежелательные сопутствующие явления: капли не затвердевают в инертной среде и попадают в инертную жидкость, что увеличивает их влажность после кристаллизации. Использование других инертных сред, например расплавов стеарина или воска, приводит к аналогичным результатам. Плотность данных веществ меньше плотности инертной жидкости (воды или глицерина), что позволяет использовать их в качестве инертной среды.

Использование предлагаемого способа гранулирования расплавов кристаллических веществ обеспечивает, по сравнению с существующими способами получения гранулированных материалов, повышение качества получаемого продукта.

Источники информации

1. Классен П.В., Гришаев И.Г. Основы техники гранулирования. - М: Химия, 1982. - С. 41.

2. Патент Англии №755695, C02B 27, 1956 г.

Способ гранулирования расплавов, включающий подачу расплава продукта в жидкую инертную среду в виде струй, истекающих из калиброванных отверстий, с установленными в них иглами, отличающийся тем, что охлаждение и кристаллизация капель расплава продукта происходит в инертной среде, температура плавления которой ниже температуры плавления гранулированного материала, дальнейшее охлаждение гранул продукта до температуры (20-30)°C проводят в инертной жидкости, при этом плотность инертной жидкости выше плотности инертной среды и меньше плотности гранулированного материала, температура расплава продукта составляет от 1,05 до 1,25 температуры плавления гранулированного материала, а температура инертной среды составляет от 1,05 до 1,15 температуры её плавления.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способам расснаряжения подлежащих утилизации боеприпасов. Способ расснаряжения подлежащих утилизации боеприпасов с использованием в качестве рабочего инструмента для измельчения заряда взрывчатого вещества потока гранул замороженного хладоагента включает подачу на поверхность взрывчатого вещества аэрозольного потока жидкости и потока гранул углекислоты.
Изобретение относится к технологии изготовления мелко- и среднезерненых пироксилиновых порохов, а именно к вытеснению легколетучего (спиртоэфирного) растворителя из пороховых элементов.

Изобретение относится к пиротехнике, а именно к технологии изготовления функциональных штучных пироэлементов для насыпного снаряжения различных пиротехнических изделий, фейерверочных, сигнальных, дымообразующих, воспламенительных и др.

Роторная дробилка предназначена для дробления полимерных материалов естественного и искусственного происхождения трубчатой формы, а также в целлюлозно-бумажной промышленности и в производстве бездымных порохов, в частности, при утилизации морально устаревших, списанных или снятых с вооружения трубчатых порохов.

Изобретение относится к патронированию взрывчатых веществ (ВВ) для горнодобывающей промышленности. Способ патронирования порошкообразных ВВ включает формирование вертикально ориентированной оболочки патрона из термопластичной пленки на формообразующей трубе, патронирование с использованием вращающегося нагнетающего шнека, расположенного внутри формообразующей трубы, путем периодического наполнения непрерывно протягиваемой оболочки ВВ и запечатывания торцов патронов герметизирующими клипсами, обжим оболочки в жгут, наложение клипс и разрезание жгута при отключенном нагнетающем шнеке.

Изобретение относится к ракетной технике, а именно к способам изготовления крупногабаритных зарядов смесевого ракетного твердого топлива (СРТТ) методом свободного литья.
Изобретение относится к производству сферических порохов для стрелкового оружия. Способ получения наполненного сферического пороха включает приготовление порохового лака при перемешивании нитратцеллюлозных ингредиентов в воде с этилацетатом (ЭА), диспергирование лака, обезвоживание и удаление этилацетата отгонкой, при этом в качестве нитратов целлюлозы используют баллиститные нитроглицериновые пороха, трубчатые динитродиэтиленгликолевые пороха или возвратно-технологические отходы, которые первоначально загружают в воду при перемешивании в количестве 30-40% от их общей массы, дозируют 1,8-2,0 об.ч.

Изобретение относится к области уничтожения дымных ружейных порохов (ДРП) и может быть реализовано с использованием в качестве средства инициирования взрывчатых веществ.
Изобретение относится к метательным зарядам. Блочный метательный заряд содержит непластифицированные нитраты целлюлозы (НЦ), водорастворимое полимерное связующее, дифениламин (ДФА) и возможно энергонасыщенную массу (на основе нитроглицерина, высокоэтерифицированных НЦ, дифениламина и централита II) и активный наполнитель из бризантных взрывчатых веществ и/или порохов и/или пороховой крошки.
Изобретение относится к области получения сферических порохов для стрелкового оружия, в том числе для 7,62 мм спортивного патрона. Согласно способу получения сферического пироксилинового пороха в реактор заливают воду, загружают нитроцеллюлозу и возвратно-технологические отходы от предшествующих операций, при перемешивании заливают растворитель - этилацетат, загружают к массе нитроцеллюлозы дифениламин, ведут приготовление порохового лака, а затем после ввода защитного коллоида - клея мездрового и декстрина, ведут дробление порохового лака на сферические частицы, вводят сернокислый натрий и ведут перемешивание, отгонку растворителя из пороховых элементов ведут по температуре теплоносителя, подаваемого в рубашку реактора, при этом температуру теплоносителя поднимают до 82-86°С и ведут выдержку, отгоняют 70-75 мас.% растворителя, после чего температуру теплоносителя поднимают до 94-98°С и ведут выдержку до достижения температуры смеси в реакторе 94-96°С.
Техническое решение относится к химической технологии, в частности к способам нанесения покрытия на дисперсные частицы, находящиеся в ожиженном состоянии, и может найти применение в химической, пищевой, фармацевтической и других отраслях промышленности при проведении процессов гранулирования, микрокапсулирования и смешивания.

Предметом изобретения является усовершенствованное технологическое устройство для нанесения покрытия на частицы с использованием нового вихревого генератора воздушного потока, который обеспечивает параметры вихревого потока газа в пределах областей в разделительном цилиндре, а также между разделительным цилиндром и распределяющей поток перфорированной пластиной, что ведет к повышению равномерности и качества исполнения покрытия, снижению материалоемкости и повышению термоэффективности технологического процесса нанесения покрытия, в котором частицы перемещают вверх по круговой траектории, через зону распыления и сушки внутри вертикальной трубы разделительного цилиндра, расположенного над газораспределительной пластиной, а затем вниз, во второй зоне для сушки и выдержки частиц за пределами разделительного цилиндра.
Изобретение относится к нефтепереработке, в частности к способу получения катализатора для крекинга тяжелых и остаточных нефтяных фракций. Предложенный способ получения гранулированного катализатора крекинга включает введение цеолита типа Y в носитель, содержащий коллоидные компоненты и/или их предшественники, формование и термическую обработку.

Изобретение относится к оборудованию для уплотнения, смешения и гранулирования сыпучих материалов в химической, металлургической промышленности, производстве строительных материалов, агропромышленном комплексе.

Изобретение относится к сельскому и лесному хозяйству, а именно к производству гранулированного удобрения преимущественно из отходов производства, например дефекта сахарных заводов или смеси дефекта и чернозема, смываемого с корнеплодов свеклы.

Изобретение относится к способу непрерывного литья и получения гранул из нитей из термопластичного материала. Устройство для непрерывного литья содержит сопловую головку, имеющую множество сопел, орошаемое водой направляющее устройство для охлаждения и проведения полимерных нитей, выходящих из сопел, через подающие валики ко входу режущего инструмента гранулятора для измельчения полимерных нитей с образованием гранул.

Изобретение относится к способу получения эластомера из раствора полимера. Способ получения эластомера в твердой фазе из раствора соответствующего полимера включает: a) возможное предварительное концентрирование полимера раствора полимера, извлекаемого из системы получения, путем резкого понижения давления; b) проведение концентрирующей отпарки раствора полимера, возможно после предварительного концентрирования, с помощью водяного пара в перемешивающем устройстве, включающем внутренние подвижные перемешивающие детали, при отсутствии теплопередачи в виде теплоты трения; c) проведение выпаривания остаточного растворителя из концентрированной полимерной фазы, поступающей со стадии (b), в по меньшей мере одном устройстве, включающем внутренние подвижные детали, при этом тепло для выпаривания обеспечивают как в виде механической энергии указанных подвижных деталей, передаваемой концентрированному раствору полимера в виде теплоты трения, так и потоками пара.

Изобретение относится к продукционным системам для хранения смесей. Предложенная продуктовая система содержит по меньшей мере один пористый носитель, по меньшей мере одно действующее вещество, введенное в пористый носитель, и по меньшей мере одну защитную систему.

Изобретение относится к области открытия способа (технологического процесса) получения твердых кристаллов/гранул вещества динатриевой соли кремниевой кислоты пятиводной, шестиводной, девятиводной (натрия метасиликата, торговое название) из такого сырья, как диоксид кремния (кварц, а также любое кремнесодержащее сырье, кремневые отходы иных производств) и карбоната натрия (соды кальцинированной - торговое название).
Техническое решение относится к химической технологии, в частности к способам нанесения покрытия на дисперсные частицы, находящиеся в ожиженном состоянии, и может найти применение в химической, пищевой, фармацевтической и других отраслях промышленности при проведении процессов гранулирования, микрокапсулирования и смешивания.
Наверх