CN100475326C - 流化床造粒方法和装置 - Google Patents
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Abstract
在称为垂直生长类型的造粒流化床(F1)中获取预定物质的成品颗粒的方法，所述床由专门的流化空气气流所形成和保持，所述方法包括传送阶段和回收阶段，所述传送阶段是将所述成品颗粒落入在所述造粒床下面的加压空间，所述回收阶段是所述颗粒从所述加压空间的回收。
Description
发明领域
本发明的大部分一般涉及一种获取预定物质的成品颗粒的流化床造粒方法，所述方法包括所述成品颗粒从所述造粒流化床的回收阶段。
在本说明书的以下部分以及其后的权利要求书中，术语“成品”意指预定尺寸的预定物质的颗粒或，换言之，预定物质的颗粒具有预定的尺寸。
本发明的方法特别推荐用于但并不是排除性地用于一些物质的流化床造粒，这些物质例如尿素、硝酸铵、氯化铵以及类似的易于进行造粒的物质。
本发明还涉及用于实现前述方法的造粒装置。
现有技术描述
已知在流化床造粒方法中，预定物质颗粒的获取通过这种物质的造粒核种的连续生长(在体积上或在重量上)来进行，将这种物质连续地投入造粒空间，在这样的空间中实现专门的流化床，同时，也作为适当的生长物质流。
一般来讲，所述生长物质与要进行造粒的物质在本质上是相同的，且呈液态形式，适于湿化、附着和凝固在核种上和生长颗粒上，所述核种和生长颗粒一起构成所述流化床。
所述颗粒的生长连续进行，直到获取预定的颗粒尺寸，之后，将这样所获取的并可能已冷却的成品颗粒进行回收并输送以进行储存和/或包装。
已知前述的造粒流化床(由核种与生长颗粒形成)通过相当大的受控上升空气连续流，或另一种气态流即已知的流化空气来实现和保持。
为了获取良好的造粒结果，要求仅有成品颗粒是从所述造粒流化床回收并且从所述各自的造粒空间提取或至少排出。
受商业上的需求所决定的、对实现和提供流化床造粒方法的要求是已知的，所述流化床造粒方法能够保证获取单分散成品颗粒，即成品颗粒具有严格的预定尺寸范围内的直径。
出于此目的，同样的申请人在国际专利申请WO 02/074427中讲述了一种称为垂直生长流化床造粒方法。在这类方法中，所述生长颗粒多次循环流动，直到它们通过基板而离开所述造粒流化床，每一次循环的轨迹相似，即为平面的和实质上圆形，所述流化
床在基板上得到实现，所述基板在此情形中配有多个适当尺寸的切槽，这些切槽的尺寸与要生产的颗粒直径相关(较大)。
特别地，在这种方法中，所述这些颗粒的尺寸和重量随着造粒过程而增加，直到穿过前述切槽的流化空气再也不能够为它们提供支持为止。
所述成品颗粒在这一点离开所述造粒床，穿过所述切槽、与所述流化气流逆流而“由于重力落下”。
应注意到所述流化床的流化空气类似于所述空气所穿过的切槽，由于它们将所述颗粒“分类”的功能，即从出现在所述流化床的所有核种和生长颗粒中选择所述成品颗粒，因此，也将它们分别称为分类空气和切槽。
在前述类型的方法中，离开所述造粒流化床的成品的和已分类的颗粒进入收集空间或区域，所述收集空间或区域在所述造粒床下，所述收集空间或区域需要处于比空气压力更大的压力下，因为其由流化空气的主体流所使用，即穿过。
为了使利用前述方式获取和分类的成品颗粒能够进行储存和包装，它们必须从所述空间或区域回收，即从所述加压空间流出并提取。
出于这种目的，在现有技术中提供了机械提取装置系统，如链斗升降机或斗式提升机，以及其它类似的机械提取装置，在类似于本说明书中所考虑的情形中使用时，这些提取装置会在适当的颗粒流出开口提供密封接合，所述开口例如，在限定所述收集空间的壁中形成。
但这样的提取系统的使用会带来可以预见的缺陷，这些缺陷在打算使用的所述造粒方法的成本效率中并不是完全能够接受的。
虽然类似于上面所考虑的、在加压空间进行的连续机械提取能够确保所述颗粒收集空间中空气的有限损失或至少是受控损失，并从而确保提取装置与各自的颗粒流出开口之间令人满意的密封，但这样的连续机械提取在实现时确实存在结构上的复杂性，并且要求繁重的和有难度的维护操作。
与所述成品和分类颗粒的机械处理有关的缺陷还包括承受研磨或粉碎所述颗粒方面的风险，以及形成粉末和整个生产周期的产量实质性降低方面的风险。
发明简述
本发明要解决的技术难题在于设计和提供一种在称为垂直生长类型的造粒流化床中获取预定物质的成品颗粒的造粒方法，其中所述床由流化空气气流所形成和保持，所述方法包括传送阶段和回收阶段，所述传送阶段是将所述成品颗粒落入在所述造粒床下面的加压空间，所述回收阶段是所述颗粒从所述加压空间的回收，且所述成品颗粒的回收以简单、可靠的方法实现，且并不要求繁重和有难度的维护，同时，具有保护所述成品颗粒的尺寸、产生的单分散性成品颗粒的完整性等功能性特征。
根据本发明，这种问题通过上面所提到的流化床造粒方法而解决，所述方法的特征在于所述回收阶段包括：
a)通过所述流化空气的至少一部分，在所述加压空间中形成所述成品颗粒的收集流化床；和
b)放置所述收集流化床的基板以与一个位于所述加压空间之外的井流体连通，从所述收集流化床以及从所述加压空间以连续流提取所述成品颗粒，所述收集流化床(F2)的成品颗粒实质上上行导入所述井。
根据本发明的造粒方法的优点和特征会通过对示范性实施例的详细描述变得很清楚，所述示范性实施例在下面通过参考附图进行详细描述，但仅仅是为了进行描述而不是出于限制的目的。
附图简述
图1是实现根据本发明的流化床造粒方法的装置的示意立体剖面图；
图2是图1中的装置的示意截面图；
图3是图1中的装置的另一个实施例的示意截面图。
发明详细描述
参看前述的附图，实现本发明中的方法的装置用1表示。
这样的装置包括容器2，所述容器2基本上是平行六面体容器的形状，并在其内部限定空间A，在所述空间A中设计实现两个流化床F1和F2，这可在下面的描述中清楚地看出。
所述容器2具有长侧壁3和4、短前壁5和短后壁6，并且在其底部配有双基板7和7a，分别为上基板和下基板。
根据本发明的一个特征，所述容器2的所述前壁5具有底部侧面5a，所述底部侧面5a与所述双基板中的基板7分离，并与之限定一个通道(或端口)25，所述通道25将所述空间A与所述容器2的外部连通。
此外，根据本发明的另一个特征，所述基板7和7a从所述容器2的后壁6伸出预定长度部分并超过所述前壁5。
垂直面板35在所述基板的前自由端固定到所述基板7和7a，优选平行于所述壁5并与之限定一种管道或井45，所述管道或井45在顶部开口并在所述壁5的整个宽度范围延伸且通过所述通道25与所述空间A连通。
所述双基板的基板7和7a、所述容器2的所述后壁6和所述垂直面板35限定腔8，所述腔8通过所述基板7与所述空间A流体连通，所述基板7可以开孔、装上篦条筛或是任何能够透过气流的形式。
在所述空间A和所述井45下面延伸的所述腔8具有受限的高度并被设计用于构成一个腔，所述腔用于将进入所述空间A和所述井45的流化空气气流的均匀分布，这将在下面的描述中清楚地体现出来。
根据本发明的再一个特征，具有优势的是所述分布腔8具有从所述容器2的后壁6开始而朝向所述垂直面板35的锥形轮廓。
出于此目的，所提供的所述基板7a在所述相对的基板7上倾斜，且朝向所述垂直面板35而与所述相对的基板7会聚。
在所述容器2内，在距离所述基板7的一个预定的位置，放置矩形架9，所述矩形架9的周边固定到所述容器2的所述长侧壁3和4、短前壁5和短后壁6。
所述架9在所述空间A内限定造粒区域B，且预定物质的造粒流化床F1在该架9上来实现。出于此目的，所述架9设计成具有可透性(例如开孔或装上篦条筛)，以使所述床F1的形成和保持所必需的流体化气流能够流动。此外，所述架9配有多个切槽9a，所述多个切槽9a也称为分类切槽，因为它们被设计用来允许由各个分类流所分类的成品颗粒的通过，这将在下面的描述中清楚地体现出来。
出于上述原因，适当地确定所述切槽9a的尺寸，以使其宽度与设计生产的颗粒的直径相互关联(较大)。
在图1中，用10和11所表示的箭头示出了进行造粒的物质颗粒核种的喂料(用实际上已知的系统来实现，因此并未示出)，所述喂料在所述容器2的相对侧壁3和4并在其整个长度进行。颗粒生长流体物质的分配-供应装置用12和13示出，所述装置12和13是已知的，所以并未详细示出，且布置在所述造粒流化床(F1)的自由表面下面的所述侧壁3和4，所述造粒流化床(F1)的自由表面是已知的类型，所以也并未详细示出。
在图2中，与所述后壁6有关的开口用14示出，所述开口14用于使空气进入所述腔8。这种开口14与将空气吹入所述腔8的装置流体连通，这种装置实际上是已知的，所以并未详细示出。
参看图1和图2所示出的装置，本发明中造粒方法的实施例将在下面进行描述。
在开始条件下，造粒流化床F1在所述架9上形成并包括颗粒核种和生长颗粒。通过流化空气的连续流动来获取、支持和保持所述床，所述流化空气由所述腔8流入并从所述腔8穿过所述基板7而进入所述架9下面的所述空间A中。
当所述造粒流化床中的颗粒达到预定的尺寸和重量(此后称为成品颗粒)时，所述流化空气气流就不再能够支撑它们，并且它们就会以重力落下并穿过所述分类切槽9a。
在这一点，这样所获取的成品颗粒就会受到传送阶段的影响，所述传送阶段的影响是通过其本身落入在所述造粒床F1下面的加压空间中，而且是仅仅通过它们的落下而实现的。
根据本发明的一个特征，所述成品颗粒，而且也仅仅是这些成品颗粒，在所述加压空间形成所述成品颗粒的收集流化床F2，所述收集流化床F2通过与所述流化床F1的相同的流化空气气流来实现和支持。
根据本发明的再一个特征，从所述收集流化床F2即从所述加压收集空间的所述成品的和已分类的颗粒的提取，基本上由液压装置以连续流的形式来进行，因为所述收集空间，更精确地来讲是在所述空间内实现的所述床F2的所述基板7，是与所述井45流体连通的。
所述井45和所述收集空间可以被认为是“连通容器”，以使在所述井45中，所述成品颗粒的水平，即在所述井45中所述流化床F2的水平，稳定在一个对应于在所述收集空间的内部压力的高度(压力计高度)，这样就平衡了所述内部压力，以使所述成品颗粒能够连续地流出，同时保持所述上部造粒流化床(F1)的运行所必需的所述收集空间内的压力。
由于从所述造粒装置，特别是从压力值比周围环境的压力值大的所述成品颗粒的收集空间的收集和提取的流化床的使用，本发明的另一个重要的优点在于所述成品颗粒受到最低的或者甚至并不存在的机械应力，因而确保了所述成品和已分类颗粒的颗粒尺寸和完整性。
本发明的上述优点能够转化成实质上的能量节约和整个生产周期的产量的实质性增加。
将所述成品颗粒从加压空间提取到所述造粒装置的外部的方法实现起来特别简单，即使对于长期的运行周期也很可靠，而且并不要求特别的维护。
当然，为了满足临时的和特殊的要求，本领域熟练的技术人员可做出各种各样的修改，所有的这些修改在任何情况下都在本发明的保护范围之内，本发明的保护范围在下面的权利要求书中限定。
因此，例如，根据本发明的造粒方法将以另外一种形式的实施例进行描述，该实施例在图3中所示出的造粒装置中实现，在图3中，具有与前面所述的实施例相同的结构和操作的细节和联动部件将用相同的参考数字和符号来表示。
在这个另外一种形式的实施例中，成品和分类颗粒的收集流化床(F2)被实现，所述收集流化床(F2)具有与前面所述的收集流化床相关的受限长度，且来自所述造粒流化床(F1)的所述成品和分类颗粒通过适当的输送装置30流入所述收集流化床F2，所述输送装置30，如斜槽、环状输送带和类似的输送系统，所述输送装置30置于所述颗粒的所述收集空间内，所述收集空间位于所述容器2的架9的下面。
根据本发明的所述收集流化床F2在所述井45内并在所述加压空间内延伸，且以受限长度的适当的预定部分超出所述容器2的前壁5。
根据本发明的再一个特征，所述流化床F2仅通过所述造粒流化床(F1)的流化空气的一部分而被流化。特别的，所述造粒流化床(F1)的流化空气的一部分通过基板7分布到所述收集流化床F2，所述基板7能够允许穿过专门的腔80的气流通过，所述腔80配有用于使所述流化空气流入的开口80a，所述基板7以与所述同样的受限长度在所述床(F2)下面延伸。
为了使所述流化空气的剩余部分流入所述造粒流化床(F1)，将所述容器2配有开口80b，所述开口80b与所述后壁结合，并位于所述架9的下面，以使空气进入所述空间A。
所述开口80a和80b与各自的用于将空气分别吹入所述腔80和所述空间A的装置流体连通，所述装置实际上是已知的，因此并未示出。
根据本发明的再一个另外形式的实施例，所述井45的宽度可比与所述容器2的相应前壁5的宽度窄。
Claims (7)
1.在称为垂直生长类型的造粒流化床(F1)中获取预定物质的成品颗粒的方法，所述床由流化空气气流所形成和保持，所述方法包括传送阶段和回收阶段，所述传送阶段是将所述成品颗粒落入在所述造粒流化床下面的加压空间中，所述回收阶段是所述颗粒从所述加压空间的回收，其特征在于，所述回收阶段包括：
a)通过所述流化空气的至少一部分，在所述加压空间中形成所述成品颗粒的收集流化床；和
b)放置所述收集流化床(F2)的基板以与一个位于所述加压空间之外的井(45)流体连通，从所述收集流化床(F2)以及从所述加压空间以连续流提取所述成品颗粒，所述收集流化床(F2)的成品颗粒实质上上行导入所述井(45)。
2.如权利要求1所述的获取预定物质的成品颗粒的方法，其特征在于，所述造粒流化床(F1)的所有流化空气都用于所述成品颗粒的所述收集流化床(F2)的流化。
3.一种装置，用于实现如权利要求1所述的在称为垂直生长类型的造粒流化床(F1)中获取预定物质的成品颗粒的方法，所述装置包括容器(2)，所述容器(2)在其内部限定一个空间(A)，在所述空间(A)内放置架(9)，所述架(9)配有多个分类切槽(9a)并被设计用于支撑造粒流化床(F1)，其特征在于，所述装置在所述空间(A)内包括：基板(7)，所述基板(7)能够允许气流通过，且在所述架(9)之下延伸并与所述架(9)保持预定的分隔关系，直到所述基板(7)超出所述容器(2)的壁(5)一部分预定长度，所述基板(7)被设计用于支撑所述专门的成品颗粒的收集流化床(F2)；井(45)，所述井(45)在顶部开口，延伸到所述空间(A)的外部并与所述空间(A)通过通道(25)而流体连通，所述通道(25)由所述壁(5)和所述基板(7)提供；用于导入流化空气的装置(14，80a)；在所述空间(A)和所述井(45)中的所述流化空气的分布腔。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述壁(5)有一个下侧面(5a)，所述下侧面(5a)与所述基板(7)分隔并限定所述通道(25)，所述通道(25)使所述空间(A)与所述容器(2)的外部流体连通。
5.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述井(45)包括垂直面板(35)，所述垂直面板(35)在所述空间(A)的外部、与所述前壁(5)保持预定的分隔关系，并固定在所述基板(7)上。
6.如权利要求3所述的装置，其特征在于，具有第二基板(7a)，所述第二基板(7a)与所述基板(7)相关联并与之保持预定的分隔关系，所述基板(7a)相对所述基板(7)倾斜，且朝向所述垂直面板(35)会聚，以限定所述流化空气的所述分布腔。
7.如权利要求3所述的装置，其特征在于，能够允许气流通过和用于支撑收集流化床(F2)的所述基板(7)在所述井(45)中和所述空间(A)中延伸，并以有限长度的预定部分超出所述壁(5)，所述装置包括所述成品颗粒的传输装置(30)，以将从所述造粒流化床(F1)所传送的所述成品颗粒导入所述收集流化床(F2)，所述传输装置(30)在所述空间(A)中，并位于所述容器(2)的所述架(9)的下面。
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