Способ получения гранулированных материалов

Авторы патента:

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 2711631:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) (RU)

Техническое решение 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. Предлагаемое техническое решение позволяет повысить качество получаемого гранулированного продукта и производительность процесса гранулирования расплава за счет контакта капель расплава продукта с охлажденной газожидкостной средой. Предлагаемый способ получения гранулированных материалов включает подачу расплава продукта в виде струй, истекающих из калиброванных отверстий с установленными в них иглами в охлажденную газовую среду. Дальнейшее охлаждение и кристаллизация капель расплава продукта происходит в газожидкостной среде, движущейся навстречу им. Температура газожидкостной среды ниже температуры плавления гранулированного материала и составляет (10-30)°С. Окончательное охлаждение гранул до температуры (20-40)°С проводят в псевдоожиженном слое гранулированного материала. Средняя скорость газожидкостной среды в рабочей зоне составляет от 0,5 до 0,8 скорости витания мелких гранул продукта. Скорость воздуха при псевдоожижении гранулированного материала составляет от 3 до 5 скорости начала псевдоожижения гранул продукта. 2 з.п. ф-лы.

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

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.

Известен способ получения гранулированных материалов [2] подачей расплава аммиачной селитры в виде капель из отверстий разбрызгивателя-корзины в поток воздуха. При падении вниз капли омываются потоком холодного воздуха и застывают, формируясь в гранулы. Выходящие из гранулятора гранулы имеют температуру 70-90°С и поступают в холодильник кипящего слоя, где они охлаждаются до температуры 50-60°С и затем направляются в упаковочное отделение. Недостатками данного способа гранулирования являются высокая материалоемкость оборудования, значительные затраты энергии на охлаждение гранулированного продукта.

Известен способ получения гранулированного тротила [3], 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.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому способу является способ гранулирования расплавов [4], включающий подачу расплава продукта в жидкую инертную среду в виде струй, истекающих из калиброванных отверстий, с установленными в них иглами. 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)°С проводят в инертной жидкости, при этом плотность инертной жидкости выше плотности инертной среды и меньше плотности гранулированного материала. Основным недостатком данного способа является необходимость сушки полученного гранулированного продукта.

Предлагаемое техническое решение направлено на создание способа получения гранулированных материалов, который был бы свободен от отмеченных выше недостатков, при реализации которого было бы повышено качество получаемого гранулированного продукта и производительность процесса гранулирования расплава, а также снижена себестоимость получаемого продукта. Задача решается за счет охлаждения капель расплава продукта и образующихся гранул при контакте с газожидкостной средой и дальнейшего охлаждения гранул в псевдоожиженном слое. Это достигается тем, что в предлагаемом способе получения гранулированных материалов, расплав продукта подается в газовую среду в виде струй, истекающих из калиброванных отверстий, с установленными в них иглами. При контакте с газовой средой струи расплава разрушаются на капли. Дальнейшее охлаждение полученных капель и гранул продукта происходит в газожидкостной среде, движущейся навстречу им. Температура поступающей газожидкостной среды составляет (10-30)°С. Средняя скорость газожидкостной среды изменяется от 0,5 до 0,8 скорости витания мелких гранул продукта. Полученные гранулы окончательно охлаждаются воздухом до температуры (20-40)°С в псевдоожиженном слое гранулированного продукта при скорости воздуха от 3 до 5 скорости начала псевдоожижения гранул продукта.

Использование газожидкостной среды, располагающейся между каплями расплавленного продукта и псевдоожиженным слоем гранулированного материала, дает возможность уменьшить объем усадочных раковин, образующихся в гранулах, и исключает попадание в них влаги.

Сущность предлагаемого технического решения заключается в следующем. В охлажденную газообразную среду подают расплавленный продукт, например, тринитротолуол в виде струй, истекающих из отверстий. Струи расплава при контакте с газообразной средой разрушаются на капли. Затем капли охлаждаются в движущейся навстречу им газожидкостной среде, температура которой ниже температуры плавления гранулированного материала и составляет (10-30)°С, и затвердевают, превращаясь в гранулы, при этом усадочные раковины, образующиеся в гранулах, заполняются газом (воздухом). Далее полученные гранулы охлаждаются до температуры (20-40)°С в псевдоожиженном слое гранулированного продукта. Средняя скорость газожидкостной среды в рабочей зоне составляет от 0,5 до 0,8 скорости витания мелких гранул продукта. Скорость воздуха при псевдоожижении гранулированного материала составляет от 3 до 5 скорости начала псевдоожижения гранул.

Пример способа получения гранулированных материалов. Способ осуществляется следующим образом. В емкостной аппарат подают охлажденный до температуры (10-30)°С газ (воздух) и распыляют в него охлажденную до температуры (10-20)°С жидкость, например, воду. Затем через калиброванные отверстия, в которых установлены иглы, в газовую среду подают расплав тринитротолуола, температура которого составляет (90-95)°С. Струи расплава тринитротолуола, стекающие по иглам, разрушаются на капли и поступают в газожидкостную среду, в которой капли кристаллизуются и превращаются в гранулы. Гранулы падают в движущийся им навстречу газожидкостной поток, температура которого составляет (10-30)°С и скорость от 0,5 до 0,8 скорости витания мелких гранул продукта. Далее гранулы поступают в псевдоожиженный слой гранулированного материала, скорость воздуха в котором составляет от 3 до 5 скорости начала псевдоожижения гранул продукта, охлаждаются до температуры (20-40)°С и отправляются на фасовку. Ожижение гранул осуществляется воздухом, охлажденным до температуры (10-20)°С.

Использование предлагаемого способа получения гранулированных материалов обеспечивает, по сравнению с существующими способами, повышение качества продукта за счет получения сухого сыпучего материала требуемого дисперсного состава, увеличение производительности процесса, вследствие исключения из технологического процесса операции сушки гранулированного продукта, снижение себестоимости продукции в результате уменьшения количества энергии, затрачиваемой во время процесса получения гранулированного материала. Способ может быть использован при получении гранулированных материалов из тринитротолуола и динитротолуола в производстве промышленных взрывчатых веществ.

Список литературы, используемый при составлении заявки:

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

2. Кочетков В.Н. Гранулирование минеральных удобрений. - М: Химия, 1975. - С. 204.

3. Патент Англии №755695, С02В 27, 1956 г.

4. Патент РФ №2553912, В01J 2/00, В01J 13/02, С06В 21/00, 2015 г.

1. Способ получения гранулированных материалов, включающий подачу расплава продукта в газообразную среду в виде струй, истекающих из калиброванных отверстий с установленными в них иглами, отличающийся тем, что дальнейшее охлаждение и кристаллизация капель расплава продукта происходят в движущейся навстречу каплям газожидкостной среде, температура которой ниже температуры плавления гранулированного материала и составляет (10-30)°С, с окончательным охлаждением гранул до температуры (20-40)°С в псевдоожиженном слое гранулированного материала.

2. Способ получения гранулированных материалов по п. 1, отличающийся тем, что средняя скорость газожидкостной среды составляет от 0,5 до 0,8 скорости витания гранул продукта.

3. Способ получения гранулированных материалов по п. 1, отличающийся тем, что скорость воздуха при псевдоожижении гранулированного материала составляет от 3 до 5 скорости начала псевдоожижения гранул продукта.

Изобретение относится к способам инкапсулирования частиц твердых реакционно-способных веществ, таких, например, как металлы, металлоиды, гидриды и т.п. для использования в промышленности в качестве энергетических добавок.

Способ уменьшения вычисляемой по массе площади удельной поверхности нанесенного на подложку покрытия // 2699127

Изобретение относится к способу покрытия поверхности подложки, например неорганических частиц, оксидом металла. Способ включает осаждение оксида металла из водного раствора, содержащего ионы металлов и поливалентные анионы.

Способ получения гранулята молибденсодержащего из отработанных молибденсодержащих катализаторов // 2687445

Изобретение может быть использовано в металлургии. Для получения гранулята молибденсодержащего отработанные молибденсодержащие катализаторы загружают в прокалочную вращающуюся печь и при температуре 135-180°С проводят удаление серы и влаги.

Шестеренчатый редуктор и машина для производства гранул, включающая такой шестеренчатый редуктор // 2680993

Машина для производства гранул с шестеренчатым редуктором. Шестеренчатый редуктор включает корпус, входной вал, первый выходной вал с первой шестерней и второй выходной вал со второй шестерней; двухреечный элемент, расположенный между первой шестерней и второй шестерней и имеющий первую рейку, находящуюся в зацеплении с первой шестерней, и вторую рейку, находящуюся в зацеплении со второй шестерней, на двух своих сторонах, и кривошипно-рычажный механизм, расположенный между входным валом и двухреечным элементом, для преобразования вращательного движения входного вала в поступательное движение двухреечного элемента.

Способ гранулирования минеральных удобрений // 2680686

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ гранулирования минеральных удобрений из расплава с замкнутым по хладагенту циклом включает кристаллизацию капель расплава при их свободном падении в противотоке охлаждающего воздуха в грануляционной башне, который засасывается из зоны кристаллизации через окна для засасывания и подается в промывочную гидродутьевую полость, примыкающую к стенке грануляционной башни, на стадию очистки и охлаждения орошением в прямотоке воздуха с компримирующем его за счет спутного течения факелом распыла потока охлаждающей промывочной жидкости, возвращение охлажденного промытого воздуха в нижнюю часть зоны кристаллизации грануляционной башни под давлением, создаваемым спутным прямоточным течением потока падающих капель охлажденной промывочной жидкости, необходимым для преодоления сопротивления, возникающего в грануляционной башне при падении капель расплава, причем для регулирования движения потока охлаждающего воздуха в верхней части промывочной гидродутьевой полости, выше форсунок на уровне окон для засасывания устанавливаются вентиляторы, обеспечивающие дополнительную тягу воздуха.

Способ деструкции органической массы угля и технологическая линия для его осуществления // 2678591

Изобретение относится к технологии ожижения органической массы угля при глубокой переработке угля. Способ деструкции органических соединений угольного сырья в среде органического растворителя включает одновременное или последовательное экстремальное физическое воздействие на деструктурируемое сырье волновыми гидродинамическими ультразвуковыми и электромагнитными полями с энергией и частотами, соответствующими резонансным частотам и/или частоте колебаний молекул деструктурируемых органических соединений с последующим температурным воздействием в пределах атмосферной перегонки.

Способ окончательной обработки мочевины с использованием промывки кислотой // 2675828

Изобретение относится к способу окончательной обработки мочевины. Способ включает: (а) удаление воды из водного раствора мочевины путем выпаривания и конденсации в первой секции выпаривания и конденсации до получения расплава мочевины; (б) окончательную обработку по меньшей мере первой части указанного расплава мочевины, включающую стадию гранулирования, причем в результате указанной окончательной обработки получают твердую мочевину и загрязненный воздух, содержащий пылевидную мочевину и аммиак; (в) очистку по меньшей мере части указанного загрязненного воздуха по меньшей мере в одном очистном устройстве, причем указанная очистка включает очистку путем промывки кислотой с использованием воды и кислоты и очистку от пыли, причем в результате указанной очистки путем промывки кислотой получают водный раствор, содержащий мочевину и соли аммония; (г) выпаривание по меньшей мере части указанного водного раствора, содержащего мочевину и соли аммония, во второй секции выпаривания до получения жидкого потока, содержащего мочевину и соли аммония, и газового потока; (д) конденсацию указанного газового потока во второй секции конденсации до получения рециклового водного потока; е) использование по меньшей мере части указанного рециклового водного потока для промывки загрязненного воздуха, указанного выше в пункте (в); (ж) превращение по меньшей мере части указанного жидкого потока, содержащего мочевину и соли аммония, в твердые частицы и (з) использование указанных твердых частиц в качестве зародышей на указанной стадии гранулирования.

Охладитель и способ охлаждения прилл или гранул // 2674951

Настоящая группа изобретений относится к охладителю и способу охлаждения прилл или гранул в башне приллирования или гранулирования, используемых в химической промышленности.

Способ получения гранулятов сульфата калия, гранулят сульфата калия, полученный этим способом, а также его применение // 2668851

Изобретения относятся к сельскому хозяйству. Способ получения гранулятов сульфата калия, при этом в сульфат калия во время грануляции добавляют натриевую соль, выбранную из хлорида натрия, сульфата натрия, гидрата сульфата натрия, гидроксида натрия и их смесей, в количестве от 0,1 до 7,5 вес.% в расчете на используемый сульфат калия.

Удобрения в виде сферических гранул и способ их получения // 2662201

Изобретения относятся к сельскому хозяйству. Сферическая гранула удобрения, удельная плотность которой составляет более 1,94 г/см2, и пористость составляет менее 3%.