Устройство для смачивания солевых гранул

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советсиик

Соцрюлистическик

Республик (>995701

К ееАТЕНТУ (61) Дополнительный к патенту— (22) Заявлено 02. 07. 80 (21) 2947198/23 26 (23) Приоритет — (32) . 03. 07. 79 (51) М. Кл.

В 01 J 2/30

Гвсудвретеемньм квммтвт (3l ) P 2926713; 8 = (33) ФРГ

СССР

Опубликовано07.02.83. Бюллетень J4 5 (53) УД К 66. 099. 2 (088.8) лв делам мэобретенмй и вткрытнй,фата опубликования описания 07. 02 . 83

{72) Автор изобретения

Иностранец

ХарТмут Ришель (ФРГ) ! 3 3с - j . Р г (с @, «» л

Иностранная фирма

"Машиненфабрик Кепперн ГмбХ.-; :..: > r унд Ко, К Г - (71) Заявитель (ФРГ) (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СМАЧИВАНИЯ

СОЛЕВ6!Х ГРАНУЛ

Изобретение относится к устройствам для смачивания солевых гранулятов с помощью форсунок, опрыскивающих жидкостью падающий поток обрабатываемого материала. 5

Промышленность, производящая удоб рения, вследствие применения механи-. ческих разбрасывателей производит грануляты с величиной зерен преимущественно 1-4 мм. Грануляты выпуска- 1о ются прежде всего калийной промышленностью с применением способа гранулирования прессованием. При этом мелкозернистая туковая соль сперва спрессовывается валковым прессом, а затем при последующем прохождении измельчительно-фильтрующей цепи превращается в гранулят. Прочность гранулята зависит в значительной степени от предварительной обработки калийной соли.

Соли, прошедшие процесс кристаллизации и не имеющие примесей веществ, противодействующих спеканию, легко поддаются переработке в гранулы высокой прочности, а гранулы, производи-, мые из флотационных солей, обладают 1 меньшей прочностью. Это объясняется тем, что остатки химикатов от процесса флотации, в особенности амины, удерживаются на поверхности первичных частиц и предотвращают их прочное соединение. Такие грануляты в большинстве случаев подвергаются дополнительной обработке, состоящей в основном из смачивания с последующей сушкой. Целью дополнительной обработки является уменьшение истирания гранулята во время погрузочно-разгрузочных работ и транспортировки и ограничение связанного с этим пылеобразова" ния. Для этого в жидкость, применяе- . мую для смачивания, добавляют средства, предупреждающие образование пыли.

Благодаря смачиванию поверхности гранулята водой в количестве 0,5-23 от веса гранулята при последующей сушке наступает твердение поверхности гранул, что приводит к повышению прочности гранулята на истирание.

9957

Известны два различных технологических принципа смачивания.

В первом случае перемещаемый на ленточном транспортере гранулят обрызгивается смачивающей жидкостью, при этом и/или вслед за этим переворачи вается на ленте лемехоподобным приспособлением. В способе обработки наблюдается неравномерное распределение жидкости. Во втором случае увлаж- 10 нители устанавливаются в пункте сопряжения транспортеров, причем жидкость вбрызгивается в поток материала, падающего с конца ленты. Этим способом невозможно достичь равномер- 15 ного смачиаания из-эа относительно высокой плотности потоков перемещаемых материалов. Но в обоих случаях гранулят в ходе процесса увлажнения не испытывает значительных механических нагрузок.

Чтобы добиться более существенного увеличения равномерности смачивания поверхности гранул, применяется способ смешивания гранулята с помощью смесительных шнеков, смесительных барабанов и других смесителей с одновременным обрызгиванием водой. Однако эти устройства создают значительные механические нагрузки на гранулят, в

30 результате чего возможны, в зависимости от твердости гранул, потери от истирания до достижения желаемой прочности поверхности гранул, что равноценно производственным,потерям. Повы- З5 шение прочности гранулята на истирание достигается только за время или после высыхания гранулята в ходе процесса рекристаллизации. Определенные механические нагрузки желательны, что-40 бы предупредить последующее истирание. Но в упомянутых смесителях механические истирающие нагрузки действуют до и во время увлажнения, т.е. слишком рано. Механические нагрузки 45 на гранулят во время и после высыхания совпадают с возрастающим поверхностным твердением отдельных гранул, в результате чего шлифуются только чувствительные к истиранию края. 50

Наиболее близким к изобретению является устройство для обработки гранул жидкостью, включающее вертикальную загрузочную шахту, конусный распределитель, расположенный под загру- 55 зочной шахтой и соосно с ней, кожух и рвспылительные форсунки, укрепленные на противоположных стенках кожу01 4 ха, сопла форсунок направлены радиально и навстречу друг другу (1 g.

Однако известное устройство не обеспечивает равномерного смачивания гранул при незначительных расходах жидкости.

Степень нагрузки жидкостью отдельных частиц крайне неравномерна. Это приводит к тому, что радиальные струи жидкости, попадающие извне, пронизывают пылевое облако с высокой толщиной слоя, что вызывает соответственно различные степени увлажнения. При наличии двух противоположно размещенных распыляющих форсунок пылевое облако, имеющее цилиндрическую форму, соприкасается лишь тангенциально са струями, ограничивающими снаружи лучевой конус. Поэтому в этой области происходит незначительное увлажнение, между тем как внутри лучевого конуса достигается более высокая степень увлажнения. Такая неравномерность увлажнения сохраняется независимо от числа форсунок. Даже в случае, если число их бесконечно большое, а внешняя загрузка цилиндрического пылевого тела внутри корпуса однородная, ширина столба пыли в радиальном направлении значительная.

Поверхность гранул должна при увлажнении упрочняться. Благодаря такому увлажнению в наиболее близком к поверхности слое образуются кристаллические мостики, приводящие к упрочнению краевой зоны, за счет чего сокращается истирание. При этом за счет уплотнения поверхности уменьшается пылеобразование при обращении с гранулированным продуктом эа период времени от упаковки до его рассеивания посредством механических разбрасывающих аппаратов в полевых условиях.

Увлажнение производят водой в количестве 0,5-23 от веса гранулята.

Трудно осуществить равномерное увлажнение гранулированного продукта водой в количестве, необходимом для формирования кристаллических мостиков (0,5-24 от веса гранул). Неравномерное увлажнение приводит к тому, что одна часть гранулята подвергается слишком сильному увлажнению, а другая часть увлажняется слишком мало. Если нужно добиться минимального увлажнения, это приводит к сильному увлажнейию существенной доли гранулированного продукта. Нанесенную на граr

9957 нулы воду надлежит снова испарить до количества связанной воды, требуе мой для образования кристаллических мостиков, до...того, как гранулы упакованы. $

Калийная соль в мелкозернистом виде выходит после высушивания обычно при температуре выше 100 С, и гранулированный продукт после прессования и гранулирования сохраняет температу-16 ру, превышающую 100 С. При этой температуре производят увлажнение.

Удельная теплоемкость калийной соли составляет 0,6908 кДж/кг. Таким образом, 1 кг гранулята при 100 С 1$ имеет теплоемкость 69 кДж.

Если 1 кг гранулированной калийной соли увлажнить 23 воды, то на

1 кг такого гранулята откладывается

20 r воды. Теплота испарения для во- 26 ды составляет 2257 кДж/кг. Для испарения 20 г воды затрачивают, таким образом, 45 кДж.

При температуре окружающей среды

25 С для испарения воды необходима 2$ теплоемкость калийной соли при 100ОС, 69 кДж/кг, а при 75оС - 52 кДж. Таким образом, тепла, высвобождающегося из гранулированной калийной соли при охлаждении, достаточно для осу- зв ществления испарения воды, на что затрачивается 45 кДж.

Удельной теплоты калийного гранулята достаточно для испарения воды беэ подвода энергии извне не только

3$ иэ гранулята, если степень неравномерности его увлажнения превышает

15:., но также из части гранулята, увлажненного более чем 2,3ã. воды.

Установлено, что увлажнение осуществляют незначительным в процентном отношении количеством воды (0,52 ). Такое количество воды нанести равномерно на гранулят с размером зерна 1-5 мм, т.е. с высокой степенью

° $ однородности по размеру, затруднительно.

Цель изобретения " повышение равномерности смачивания гранул при мини" мальных расходах жидкости.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для смачивания солевых гранул, содержащем вертикальную загрузочную шахту, конусный распределитель, расположенный под загрузочной шахтой и соосно с ней, кожух и распы- $$ лительные форсунки, последние расположены под конусным распределителем соосно с ним и выходные сопла форсу01 ф нок направлены вверх и формируют распыляемую жидкость в виде полого конуса, Конусный распределитель установлен на штанге, соединенной с загрузочной шахтой посредством винта и гайки для вращения и вертикального перемещения распределителя.

При этом конусный распределитель. снабжен вибратором, кожух снабжен эластичными экранами, которые снабже-. ны желобами для улавливания жидкости, расположенными у нижнего конца элас" тичных экранов.

Кроме того, эластичные экраны снабжены штангами для встряхивания, а кожух снабжен трубой для отвода газов и паров.

Гранулят сходит с рассеивающей тарелки в виде- тонкостенного полого цилиндра. Расположенные соосно в полом цилиндре форсунки с кольцевым конусом при этом оказывают равномерное дейст" вие на ниспадающий гранулят, так как выходящие из форсунок капельки вплоть до попадания на оболочку гранул проходят по всему объему равномерный путь. За счет направленного вверх факела отдельные зерна гранулята приобретают импульс вращения, так что они во время свободного падения вращаются. Это способствует их равномерному увлажнению со всех сторон. Таким образом, на грануляте можно сохранять увлажнение в пределах 0,5-2 вес. 3 воды, удается осуществить испарение за счет теплосодержания гранулята и отпадает необходимость подвода тепла извне для испарения влаги. Но для ус" корения испарения возможно проводить поток материала через участок для притока воздуха, за счет чего воздух, имеющий температуру окружающей среды, продувается через продуктовый поток, и ускоряется отвод из продуктового потока водяного пара, образующегося при испарении.

На чертеже показано устройство, вертикальный разрез.

Устройство для смачивания гранул содержит вертикальную загрузочную шахту l, конусный распределитель 2, расположенный под загрузочной шахтой1 соосно с ней, кожух 3 и располительные форсунки 4. Последние расположены под конусным распределителем 2 соос но с ним,.и выходные сопла форсунок направлены вверх и формируют распыляемую жидкость в виде полого конуса.

9957

Конусный распределитель 2 установлен на несущей штанге 5, соединенной с загрузочной шахтой 1 посредством резьбового участка 6 гайки 7 для вращения и вертикального перемещения распределителя. Конусный распределитель 2 снабжен вибратором 8. Кожух снабжен эластичными экранами 9, которые снабжены желобами 10 для улавливания жидкости, расположенными у ниж- 16 него конца эластичных экранов 9.

Эластичные экраны снабжены штангами

11 для встряхивания, а кожух 3 — трубой 12 для отвода газа или паров.

Штанга 5 в шахте удерживается с помощью подшипниковых колец 13, которые в свою очередь крепятся на радиальных кронштейнах 14. В верхней час.ти штанга 5 проходит через отверстие .

15 в крышке 16 шахты 1. Это отверстие 2е перекрывается сильфоном 17, расположенным внутри шахты 1. На верхней стороне помещена гайка 7, приводимая в действие мотором, которая взаимодействует с резьбовым участком 6 íà 25 верхнем конце штанги 5. На верхнем конце штанги 5 предусмотрен также расположенный соосно анкерный болт 18, входящий в индукционную катушку 19.

Вибратор 8, расположенный на нижней части распределителя 2, можно поместить на верхней стороне распределителя под коническим колпаком 20.

Снабжение электромагнитного вибрато ра током осуществляется через штангу

5, выполненную полой.

Соосно со штангой 5 под распреде- лителем 2 расположены в осевом направлении друг над другом распылительные форсунки 4, выполненные вогнуто-коническими, например, с углом распыления 90, причем распыляемая жидкость направляется кверху (пунктирной линией показан конус разбрызгивания).

Каждая распылительная форсунка питается от соответствующей трубы (показана труба. 21). Расстояние между распылительными форсунками в осевом направлении устанавливается в соответствии с конкретными условиями.

В зоне распределителя на внутренней стороне кожуха имеется кольцо 22, на котором подвевены эластичные экраны. Применяться могут как отдельные эластичные экраны, так .и сплошное И круглое эластичное полотно. У нижне,го конца экранов 9 .расположены нап равленные вовнутрь водоулавливающие

01 8 желоба 10, соединенные с водостоками 23.

Для эластичных экранов предусмотрено встряхивающее устройство, изображенное в виде встряхивающих штанг

11, проходящих через отверстия в кожухе и находящихся в контакте с эластичным экраном. Можно, например, предусмотреть кольцо, удерживаемое встряхивающими штангами и свободно охватывающее снаружи эластичные экраны.

Эластичные экраны доходят до конического дна 24 кожуха 3. Коническое дно 24 снабжено эластичной обшивкой

25. Предпочтительно выполнять диаметр выходного отверстия 26 меньше диаметра распределителя 2.

Устройство работает следующим образом.

Ленточным транспортером 27 подается подлежащий смачиванию соляной гранулят и сбрасывается в загрузочную вахту l. Распределитель 2 при этом установлен таким образом, что в загрузочной шахте образуется столб обрабатываемого материала, который сохраняется в течение работы устройства.

Подаваемый на транспортере гранулят имеет благодаря этому относительно малую высоту падения до достижения поверхности материала, находящегося в загрузочной шахте. Через щель между нижней частью загрузочной шахты и коническим колпаком 20 гранулят падает вниз под действием силы тяжести.

Образованный щелью поток гранулята по пути к внешней окружности разрежается и затем стекает вниз через края распределителя в виде тонкой цилиндрической завесы. В конце пути падения гранулят попадает на наклонную внутреннюю сторону конического дна кожуха, которая сдерживает его падение, не повреждая его структуры, и направляет его наружу.

С помощью помещенных друг над другом распылительных форсунок 4 образуется цилиндр распыляемой жидкости, направленной на гранулят. Из-за того, что мельчайшие капли жидкости на всей высоте падения гранулята, которая может варьироваться в пределах 0,4- 1,2 м, попадают на гранулят, отдельные гранулы получают импульсы вращения, в результате чего они поворачиваются во время свободного падения и, следовательно, равномерно увлажняются со всех сторон.

995701 10

Плотность потока увлажняемого материала регулируется установочной гайкой 7, с помощью которой изменяется щель между нижней частью загрузочной шахты и коническим распределите- 5 лем, В верхней части загрузочной шахты помещен зонд высоты 28, который срабатывает на повышение или снижение уровня обрабатываемого материала 1В в загрузочной шахте и .через устройство автоматического регулирования 29 дает сигнал для приведения в действие с помощью мотора установочной гайки несущей штанги, которая на непродол- l$

/ жительное время. увеличивает или умень-. шает щель в нижней части эагрузочнойшахты, чтобы привести пропускную способность в соответствие с подачей обрабатываемого материала. 26

С помощью зонда высоты можно одновременно или альтернативно управлять также скоростью транспортера 27.

Посредством выходного сигнала индукционной -катушки 19, зависящего от и положения несущей штанги 5 и, следовательно, от величины щели, регулируется подача воды распылительным форсункам и автоматически согласовывается количество распыляемой воды с ин- З@ тенсивностью потока обраба;ываемого материала.

На загрузочном конце транспортера

27 в кожухе расположен еще один орган управления, который выполняется, например, в форме подпружиненного качающегося рычага 30. Если подача гранулята транспортером 27 прекращается, рычаг 30 под -действием пружины поворачивается. в направлении против часо- вой стрелки и может при этом отключить главный вентиль водоподачи к распылительным форсункам. Таким образом, рычаг служит в качестве контрольного прибора водоснабжения, Чтобы предотвратить конденсацию внутри кожуха водяного пара, возникающего от, горячего гранулята, кожух снабжен изоляцией 31 и вытяжным устройством для удаления испарений. Эти туковые соли прессуются при температурах выше 100оС, иногда выше 130 С,. а затем подвергаются грануляции. После этого гранулят непрерывным потоком подается в смачивающее устройство.

Вытяжное устройство для удаления

N испарений выполняется в форме кольцевого трубопровода 32, соединенного с трубами 12, которые на определенном, расстоянии друг отдруга проходят через верхнюю часть кожуха, Кольцевой трубопровод присоединен при этом к вытяжке. С помощью вытяжки воздух засасывается через нижнее выходное отверстие 26, благодаря .чему обеспечивается удаление испарени" по всей высоте кожуха. Одновременно с этим водяная пыль проносится потоком засасываемого воздуха через падающий вниз гранулят, что улучшает увлажнение последнего.

Несмотря на это, неизбежно осаждение водяной-пыли также на стенках, в особенности на участке расположе". ния эластичных экранов 9. Чтобы эта вода не стекала вниз на разгрузочный транспортер, предусмотрены водосборные желоба 1О. Возможно расположение на верхней стороне кольца 22 водосборного желоба, с помощью которого обеспечивается возможность удаления воды, осаждающейся на стенках верхней части кожуха 2.

Пыль, выносимая распыляемой в радиальном направлении водой иэ.завесыпадающего гранулята, оседает на эластичных экранах и должна с них перио- дически стряхиваться.

Для этой цели предусмотрено встряхивающее устройство, которое время о времени приводится в действие либо во время работы, либо после выклю- ... чения установки.

Описанное увлажнительное устройство обеспечивает равномерное смачивание солевых гранулятов, которые не подвергаются большим механическим на" грузкам. При этом данное устройство имеет большую пропускную способность, например, при диаметре распределите" ля 2, равном 636 мм, длина разгрузочной кромки может составить 2 м. С no-. мощью выполненного таким образом устройства можно, например, поток грану-. лята, проходящий со скоростью 75 т/ч, формировать в равномерную цилиндрическую завесу из гранулята и равномерно смачивать водой отдельные гранулы по всей поверхности, в результате чего увлажнение поверхности гранулятов

0,5-2ã. воды может быть соблюдено в пределах жестких допусков. Устройст" во не содержит движущихся частей, смесительных органов или транспортных средств.

Описанное устройство предусматривается прежде всего для смачивания (увлажнения) горячих граиуЛятое. Но

11 995701 его можно применять и при обработке других зернистых сыпучих материалов, где необходимо равномерное увлажнение в пределах жестких допусков ° формула изобретения

1. Устройство для смачивания солевых гранул, включающее вертикальную загрузочную шахту, конусный распреде- 16 литель, расположенный под загрузочной шахтой соосно с ней, кожух, подсоединенный к нижней части загрузочной шахты, и распылительные форсунки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с l$ целью повышения равномерности смачивания гранул при минимальном расходе жидкости, распылительные форсунки расположены под конусным распределителем соосно с ним и выходные сопла 26 форсунок направлены вверх и формируют распыляемую жидкость в виде полого конуса.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что конусный распре- 2Ю делитель установлен на штанге, соеди12 ненной с загрузочной шахтой посредством винта и гайки для вращения и вертикального перемещения распределителя.

3. Устройство по пп. 1 или 3, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что конусный распределитель снабжен вибратором.

4. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что кожух снабжен эластичными экранами.

5. Устройство по п. 4, о т л ич а ю щ е е с я тем, что оно содержит желоба для улавливания жидкости, ° расположенные у нижнего конца эластичных экранов.

6. Устройство по и. 5, о т л ич а ю щ е е с я тем, что эластичные экраны снабжены штангами для встряхивания.

7. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что кожух снабжен трубой для отвода газов и паров, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ФРГ и 926072, кл. 16 е 3/00, опублик. 1955.