CN1277619C - 流化床成粒装置 - Google Patents
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Abstract
用于流化床成粒机中颗粒生长液体物质的分布器设备的喷嘴，特征在于：它包括第一输送管(2)，第一输送管具有基本直线的轴(A)和具有预定的直径，所述输送管含有端部分(3)，所述端部分包括供应孔(4)和由至少两个连续的区段组成，所述两个区段是在轴(A)上收敛的第一锥形区段(5)和从轴(A)发散和在供应孔(4)结束的进一步锥形区段(7)，在第一输送管(2)内部同轴延伸的第二输送管(8)，第一输送管(8)与其形成环形空间(9)，第二输送管(8)含有在第一输送管(2)的第一锥形区段(5)内部延伸的供应端(10)。
Description
技术领域
在它的最通用方面，本发明涉及用于流化床成粒工艺的装置，其中通过在所述流化床中连续加入的流体态的合适生长物质，经过在流化床中悬浮的所述物质的颗粒和种子的连续(体积和质量两者)生长，获得被选择物质的颗粒。
特别地，本发明涉及一种成粒装置，所述装置包括容器，其中获得要成粒的被选择物质的种子和颗粒的流化床，用于连续加入所述流化床中所述种子的设备，流化床的流化和支撑系统，和生长液体流的至少一个分布器，所述分布器包括用于以雾化形式供所述液体的多个喷嘴。
更特别地，本发明涉及用于颗粒生长液体物质的供应喷嘴，所述喷嘴可用于以上种类的成粒装置。
在以下描述和所附权利要求中，这样的装置一般称为成粒机，而表达“被选择物质的颗粒种子”一般用于指示要成粒的物质粒子，所述粒子具有等于或小于约1.5mm直径的尺寸。此外，为简化，术语“种子”用于指示颗粒种子。
背景技术
已知为采用以上类型的流化床工艺达到良好的成粒结果(预先安排的颗粒尺寸，形状和质量)，要求由生长液体对种子和生长颗粒两者的良好“润湿”。和为此目的，必须以确定小于种子和生长颗粒的最小可能液滴的形式向流化床中加入生长液体，所述液滴要与所述种子和生长颗粒接触。例如采用尿素那样，即要以最快和最完全可能的方式允许包含在生长液体(尿素溶液)中的水或不同溶剂的蒸发，以获得高纯度的最终产物(颗粒)。
从此观点来看，生长液体液滴的尺寸是决定性的，使得非常有利的(如果不是必须的)是以所谓的“雾化”形式加入所述生长液体。在此条件下，实际上，生长液体能够依次与悬浮在流化床中的所有种子或颗粒接触，和均匀地和以最优方式润湿它们的整个表面。
为雾化生长液体物质，现有技术成粒机和，更具体地，它们的生长液体供应设备，使用加入所述液体的特定雾化喷嘴和同时在高速下采用大量空气(或其它合适的气体)。例如，这样的速度包括150m/s-300m/s。
但尽管大量地被使用和在一些观点下是有利的，上述类型雾化喷嘴的使用引起在现有技术流化床成粒工艺中仍然没有克服的已知缺点。实际上，在高速下采用大量空气(或其它气体)工作的需要妨碍了在流化床内部对颗粒生长的控制，因此，导致无法在预定极限值之间控制最终产物粒度。这需要对生成的粒子进行昂贵的分级和筛分操作，回收不可接受尺寸(太大或太小)的颗粒，和将它们循环到成粒工艺的上游。
发明内容
本发明所要解决的问题是设计和得到用于流化床成粒机中生长液体物质的分布设备的喷嘴，所述喷嘴具有结构和功能特征以允许首先获得以基本雾化形式得到的所述生长液体物质和，其次，具有较低的速度以克服与现有技术相关的缺点。
根据本发明，由上述类型的喷嘴解决此问题，所述喷嘴的特征为：它包括第一输送管，第一输送管具有基本直线的轴和具有预定的直径，所述输送管含有端部分，所述端部分包括供应孔和由至少两个连续的区段组成，所述两个区段是在所述轴上收敛的第一锥形区段和从所述轴发散和在所述供应孔结束的进一步锥形区段，在所述第一输送管内部同轴延伸的第二输送管，第一输送管与它形成环形空间，所述第二输送管含有在所述第一输送管的所述第一锥形区段内部延伸的供应端。
如可以在以下描述中更详细地看出的那样，得益于在所述第一输送管的供应孔中结束的这样喇叭状锥形区段，可以容易和有效地获得包括雾化生长物质的空气(或其它气体)供应速度的急剧减慢和，结果，可以在含有一个或多个本发明喷嘴的流化床内部采用低速度加入所述物流。
以此方式，有利地控制流化床内部的颗粒生长和，因此，最终产物的粒度。
事实证明，低进料速度可将最终产物粒度限制在预定数值范围内，所述数值范围与现有技术相比更窄。这是由于，令人惊奇地可能要控制在流化床成粒机内部的种子和颗粒的涡旋运动，和因此控制它们的生长。
从以下参考附图给出的本发明说明性和非限制性实施方案的描述，可以更好地显示本发明的优点和特征。
附图简述
图1示意性地和在纵向截面中显示根据本发明用于流化床成粒机中生长液体分布器设备的喷嘴。
图2示意性地和在横截面中显示根据本发明包括图1喷嘴的流化床成粒装置。
具体实施方式
参考图1，全面指示根据本发明的喷嘴1，它特别适于在流化床成粒机中提供被选择颗粒的生长液体物质。
所述喷嘴包括优选圆筒形的第一输送管2，第一输送管具有预定的直径和直线轴A，所述输送管2含有端部分3，所述端部分包括供应孔4和优选由三个连续区段组成。在所述轴A上收敛的第一锥形区段5，第二圆筒形区段6和从所述轴A发散和在所述供应孔4结束的第三锥形区段7(基本为文丘里形)。
根据优选但不是限制性的实施方案，所述圆筒形区段6的直径为所述第一输送管2预定直径的0.4倍，而锥形区段5的锥度大于锥形区段7的锥度。此外，供应孔4的直径在所述输送管2的直径和所述圆筒形区段6的直径中间。
本发明的喷嘴包括在所述第一输送管2内部同轴延伸的第二输送管8，第一输送管2与第二输送管8形成环形空间9。在由图1表示的实施例中，所述第二输送管8含有锥形供应端10，所述锥形供应端10在所述轴A上收敛并在所述输送管2的第一锥形区段5内部延伸。此外，它的锥度低于所述锥形区段5的锥度。
根据本发明的进一步实施方案，第二输送管8含有从第一输送管2的第一锥形区段5端部以预定间隔关系延伸的供应孔11，所述供应孔11对应于圆筒形区段6的入口孔6a。特别地，有利地选择所述间隔关系使得在空间9内部局部形成窄颈9a，以加速在空间自身中流动的流体物流。
在流化床成粒工艺期间，根据本发明的喷嘴工作如下。
采用相对低的轴向速度在输送管8中加入被选择的生长液体物质的连续流F，所述轴向速度例如为2-10m/s。
采用例如为20-50m/s的轴向速度，向空间9中连续加入选择气体例如空气的连续流G。
物流G在窄颈9a中，例如在200-300m/s的速度下明显加速和撞击从孔11离开的液体物质流F，从而将流体物质流加速和雾化。
特别地，由于这样的撞击，连续形成在气态物质(gaseous mass)内部的液体物质的许多微小液滴，所述液滴的尺寸为约(例如)20-120微米。事实上，获得雾化液体/气体混合物的连续形成(分散入气相中的液相)。
所述混合物有利地在圆筒形区段6内部变致密，它意味着获得生长液体液滴在物流F-G横截面内的均匀分布和，因此，在锥形区段7内部由发散的锥度显著减慢至甚至达到30-60m/s的速度。
在与目前现有技术相比非常低的速度下，在种子和生长颗粒的流化床内部提供生长液体液滴的此物流，具有上述优点。
此外，本发明的进一步优点在于在喇叭状锥形区段7内部，由于速度降低，流动压力增加，允许获得动态能量的回收和因此生长液体物质雾化所要求的总体能量消耗的降低(雾化空气的压缩能量)。与由现有技术喷嘴引起的能量消耗相比，这种能量消耗可以降低40-50％。
参考图2，非常示意性地和部分表示，由12全局指示的根据本发明的流化床成粒装置(或成粒机)。
在所述图中，结构和功能等同于先前图中表示的那些的详细情况由相同的参考号指示和不再描述。
成粒装置12包括容器13，其中获得要成粒的被选择物质的种子和颗粒的流化床14，用于连续加入所述流化床中所述种子的设备(输送管15)，流化床的流化和支撑系统(穿孔的底部16，和，流化空气或其它气态流体FL的吹出机构-由于是常规的而未表示)和至少用于颗粒生长液体流F的分布器设备17。装置12也具有用于最终产物堰排放的设备(输送管18)。
有利地，分布器设备17包括一个(如在图2的实施例中)或多个参考图1所述类型的生长液体供应喷嘴1。
这样构思的本发明易于变化和改进，所有这些变化和改进都应当落入如下权利要求中确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种用于流化床成粒机中颗粒生长液体物质的分布器设备的喷嘴，其特征为它包括第一输送管(2)，第一输送管具有基本直线的轴(A)和预定的直径，所述输送管(2)含有端部分(3)，所述端部分(3)包括供应孔(4)和由至少两个连续的区段组成，所述两个区段是在所述轴(A)上收敛的第一锥形区段(5)和从所述轴(A)发散和在所述供应孔(4)结束的进一步锥形区段(7)，在所述第一输送管(2)内部同轴延伸的第二输送管(8)，第一输送管(2)与其形成环形空间(9)，所述第二输送管(8)含有在所述第一输送管(2)的所述第一锥形区段(5)内部延伸和结束的供应端(10)，所述喷嘴在所述第一输送管(2)的供应孔(4)中结束。
2.根据权利要求1的喷嘴，其特征为所述端部分(3)包括三个连续的区段，所述三个区段是在所述轴(A)上收敛的第一锥形区段(5)，第二圆筒形区段(6)和从所述轴(A)发散和在所述供应孔(4)结束的第三锥形区段(7)。
3.根据权利要求1的喷嘴，其特征为所述第一输送管(2)的所述锥形区段(5)的锥度大于从所述轴(A)发散的进一步锥形区段(7)的锥度。
4.根据权利要求3的喷嘴，其特征为所述进一步锥形区段(7)的所述供应孔(4)的直径小于所述第一输送管(2)的预定直径。
5.根据权利要求1的喷嘴，其特征为所述第二输送管(8)含有以从第一输送管(2)的所述第一锥形区段(5)端部的预定间隔关系延伸的供应孔(11)，以在所述空间(9)内部局部形成流动加速窄颈(9a)。
6.一种流化床成粒装置，包括容器(13)，其中获得要成粒的被选择物质的种子和颗粒的流化床(14)，用于连续加入所述流化床中所述种子的设备(15)，流化床的流化和支撑系统(16)和至少用于颗粒生长液体物质流的分布器设备(17)，其特征为所述分布器设备(17)包括一个或多个用于所述液体物质的供应喷嘴，所述喷嘴包括第一输送管(2)，第一输送管(2)具有基本直线的轴(A)和预定的直径，所述输送管(2)含有端部分(3)，所述端部分(3)包括供应孔(4)和由至少两个连续的区段组成，所述两个区段是在所述轴(A)上收敛的第一锥形区段(5)和从所述轴(A)发散和在所述供应孔(4)结束的进一步锥形区段(7)，在所述第一输送管(2)内部同轴延伸的第二输送管(8)，第一输送管(8)与其形成环形空间(9)，所述第二输送管(8)含有在所述第一输送管(2)的所述第一锥形区段(5)内部延伸和结束的供应端(10)。
7.根据权利要求6的装置，其特征为所述端部分(3)包括三个连续的区段，所述三个区段是在所述轴(A)上收敛的第一锥形区段(5)，第二圆筒形区段(6)和从所述轴(A)发散和在所述供应孔(4)结束的第三锥形区段(7)。
8.根据权利要求6的装置，其特征为所述第一输送管(2)的所述锥形区段(5)的锥度大于从所述轴(A)发散的进一步锥形区段(7)的锥度。
9.根据权利要求8的装置，其特征为所述进一步锥形区段(7)的所述供应孔(4)的直径小于所述第一输送管(2)的预定直径。
10.根据权利要求6的装置，其特征为所述第二输送管(8)含有从所述第一输送管(2)的所述第一锥形区段(5)端部以预定间隔关系延伸的供应孔(11)，以在所述空间(9)内部局部形成流动加速窄颈(9a)。
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