Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania granulatu siarkowego z fazy cieklej zarówno w niskich jak i wysokich temperaturach otoczenia i urzedzenie do stoso¬ wania tego sposobu* Znane dotychczas sposoby granulowania siarki z fazy cieklej mozna podzielic na dwie grupy* Pierwsza grupa dotyczy sposobów zestalanria kropel siarki w wodzie, druga w powietrzu.Znany jest z opisu patentowego PRL nr 117977 sposób i urzedzenie do granulowa¬ nia siarki w powietrzu, polegajacy na wprowadzeniu cieklej siarki przeciwpredowo w pionowy strumien powietrza o predkosci liniowej wzrastajacej ku dolowi od wartosci mniejszej niz predkosc krytyczna pylu siarkowego do wartosci wiekszej niz predkosc krytyczna uformowanych granulek* W strefie wprowadzania cieklej siarki, to jest w strefie zraszania, powietrze obok funkcji wstepnej wymiany ciepla spelnia takze funkcje nosnika zarodników krystali¬ zacji, a prawidlowo dobrana jego predkosc pozwala na wytworzenie nasyconej zawiesiny pylu siarki uniemozliwiajac czesci pylom emisje do atmosfery* W dolnej czesci strumienia utrzymuje sie predkosc powietrza wieksze niz predkosc krytyczna uformowanych granulek siarki* Pozwala to na utrzymanie zgranulowanej siarki w fazie fluidalnej. W tej strefie nastepuje najintensywniejsza wymiana ciepla.Opisany wyzej sposób znajduje korzystne zastosowanie w warunkach temperatury otoczenia do 303 K* Zgodnie z tym sposobem granulacja przebiega ze stale wydajnosci?, a przy wyzszej temperaturze otoczenia, sposób moze byc realizowany tylko z uzyciem wody, jako dodatkowego medium chlodzacego* Woda rozpylana jest w górze wiezy, a wytworzona mgla wodna opadajac w dól osiada na sciankach wiezy w postaci cienkiego filmu wodnegos Woda ta kosztem odbioru ciepla czesciowo odparowuje i z powietrzem jest emitowana dc atmosfery, a czesciowo jako sciek jest odprowadzana rure usytuowane w dolnej czesci wiez Urzedzenie do granulowania siarki wedlug wyzej opisanego wynalazku jest zbudowa¬ ne w postaci otwartej od góry wiezy. W górnej jej czesci znajduje sie zraszalnik poleczo ny ze zbiornikiem cieklej siarki. Pod zraszalnikiem cylindryczny ksztalt wiezy przecho¬ dzi w czesc stozkowe, zwane strefe zraszania, a dalej w wydluzony cylinder tworzecy strefe formowania granul* Strefaita leczy sie ze zwezajece sie ku dolowi strefe inten¬ sywnego chlodzenia, zamkniete perforowanym sitem.2 148 182 Znany jest równiez z polskiego opisu patentowego nr 126715, sposób granulowania siarki, który znajduje szczególnie korzystne zastosowanie w warunkach wysokiej temperatury otoczenia i przy braku zasobów wody technologicznej.Sposób ten polega na tym, ze na splywajace z góry strumienie cieklej siarki kieruje sie przeciwpradowo od dolu wiezy powietrze o temperaturze otoczenia z tym, ze po¬ wietrze o temperaturze otoczenia wprowadzane jest do wiezy czesciowo pod sito fluidalne, a czesciowo nad warstwa zloza fluidalnego* Ponadro w strefie zraszania wiezy wywoluje sie turbulencje przeplywajacego medium, a w miare wzrostu temperatury otoczenia zmniejsza sie ilosc pojedynczych strumieni w strugach kropel siarki, regulujac ilosc wymienianego ciepla pomiedzy siarka a powietrzem tak, aby temperatura granulek przed ich zetknieciem sie z warstwa zloza fluidalnego nie byla wieksza niz 383 K.Urzadzenie wedlug tego wynalazku jest zbudowane w postaci pionowej, otwartej od góry wiezy, w której zamontowane sa zraszalniki zbudowane z dwóch koncentrycznych, niezalez¬ nie zasilanych komór. W obszarze zraszania i górnej stozkowej czesci wiezy sa wykonane pól¬ kowe wystepy wywolujace turbulencje medium. Ponadto nad sitem fluidalnym sa wykonane otwory, przez które doprowadzane jest do wiezy dodatkowe powietrze. Otwory te sa polaczone z obwodo¬ wym kolektorem powietrza, a ten z wentylatorem.Istotna wada powyzej przedstawionych urzadzen jest' fakt, ze stanowia one wieze otwarta od góry. Z dotychczasowych obserwacji produkcyjnych wiez otwartych od góry wynika, ze ilosc emitowanego pylu ulega znacznym wahaniom i zalezy od warunków atmosferycznych.Szczególnie przy porywistych wiatrach w górnej czesci wiezy powstaja zawirowania, których wplyw niekiedy dochodzi nawet do wnetrza wiezy. Nastepuje wtedy spychanie pylów - zarodników krystalizacji w kierunku wiatru, w wyniku czego w pewnych obszarach strefy zraszania wiezy jest nadmiar zarodników krystalizacji, w innych ich niedomiar. Konsekwencja tego jest okreso¬ we wzmozone pylenie oraz pogorszenie jakosci ziarna, bowiem zestalanie czesci kropel siarki nastepuje bez zarodników krystalizacji.Szczególnie ostro efekt ten wystepuje w przypadku realizowania granulacji zgodnie ze sposobem podanym w opisie patentowym PRL nr 126 715, bowiem w obszarze zraszania wywoly¬ wana jest turbulencja powietrza, wzmagajaca negatywny wplyw wiatrów. Turbulencja powietrza poprawia warunki wymiany ciepla w górnej czesci wiezy, ale przy niesprzyjajacych warunkach atmosferycznych poglebia róznice w stezeniu zarodników krystalizacji w przekroju poprzecznym wiezy, z konsekwencjami okresowego bardzo wzmozonego pylenia i pogarszania jakosci ziarna.Inna wada tego sposobu i urzadzenia wynika z faktu, ze przy zmianach temperatury otoczenia istnieje mozliwosc regulacji wydajnosci procesu tylko w sposób skokowy, natomiast zgodnie z opisem patentowym PRL nr 117977, w ogóle nie ma mozliwosci zmian wydajnosci procesu.W konsekwencji takich rozwiazan tylko w okreslonych waskich zakresach temperatur otoczenia proces przebiega z wlasciwa wydajnoscia, natomiast przy zmianach temperatury otoczenia proces przebiega z przeciazeniem lub niedociazeniem wiezy. Przeciazenie wiezy powoduje pogorszenie jakosci produktu i wzrost emisji, niedociazenie - niewykorzystanie instalacji zgodnie z jej technicznymi mozliwosciami.Celem wynalazku jest opracowanie sposobu granulowania siarki w wiezach granulacyj- nych, który pozwoli na znaczne zmniejszenie emisji pylów siarki w powietrzta wyprowadzanym do atmosfery, przy jednoczesnej mozliwosci prowadzenia procesu ze zmienna wydajnoscia, zwiazana ze zmiana temperatury otoczenia. Cel ten osiagnieto, prowadzac proces sposobem wedlug wynalaz¬ ku i w urzadzeniu wedlug wynalazku.Sposób wytwarzania granulatu siarkowego z fazy cieklej, polegajacy na tym, ze na splywajace z góry strumienie kropel cieklej siarki kieruje sie przeciwpradowo powietrze powodujace wychladzanie sie granul zawsze do tej samej temperatury wedlug wynalazku charakte¬ ryzuje sie tym, ze siarke doprowadza sie do zraszalników z regulowanym cisnieniem rosnacym ze spadkiem temperatury otoczenia. Równoczesnie w calej wysokosci wiezy okreslonej jako stre¬ fa wychwytywania pylów powietrze przeplywa ze stala szybkoscia, a nastepnie kierowane jest w strefe wyprowadzania gazów przy zmianie kierunków przeplywu i równoczesnym stopniowym powiek¬ szaniu jego szybkosci, po czym przeprowadza sie je ponownie w strumien skierowany pionowo ku górze z szybkoscia wieksza niz szybkosc powietrza w rozszerzeniu wiezy.Prowadzac proces sposobem wedlug wynalazku do zraszalników kieruje sie siarke o cisnieniu nie mniejszym niz 5 kPa przy najwyzszej temperaturze otoczenia i o cisnieniu nie wiekszym niz 40 kPa przy najnizszych temperaturach otoczenia, a szybkosc przeplywu powietrza w rozszerzeniu wiezy okreslonym jako strefa wychwytywania utrzymuje sie nie wieksza niz 0,4 m/sek.148 182 3 Istota wiezowego urzadzenia wedlug wynalazku polega na tym, ze górna czesc wiezy stanowi odcinek cylindra, w którym centrycznie umieszczony jest drugi cylinder wyzszy od poprzedniego o mniejszej srednicy, a oba cylindry przechodza w sciete stozki zwrócone wiek¬ sze srednica ku dolowi, przy czym ket nachylenia tworzacej stozka wewnetrznego Jest wiekszy od keta zsypu pylów siarki i równoczesnie wiekszy od kata nachylenia tworzacej stozka zewnetrznego* Stozek zewnetrzny od dolu przechodzi w rozszerzony, cylindryczny lub wielokat- ny odcinek konczacy sie równiez stozkiem.W górnej czesci cylindrycznego lub wielokatnego odcinka znajduje sie pomieszczenie zraszalnikowe ze zraszalnikami, do których doprowadzana jest siarka poprzez dowolne urzadze¬ nie pozwalajace regulowac jej cisnienie* Sposób wedlug wynalazku powoduje, ze proces granulacji przebiegajac z regulowane wydajnoscia umozliwia zestalanie i nastepnie wychladzanie siarki w tym samym stopniu bez wzgledu na temperature otoczenia* Równoczesnie pozbawione zaklócen przeplywu odpowiedniej dlugosci rozszerzenie wiezy sprawia, ze zwieksza sie prawdopodobienstwo zetkniecia pylów z kroplami siarki* W tych warunkach nawet przy wydajnosci granulacji wzrastajacej z obnizeniem temperatury otoczenia, kazda kropla siarki styka sie z wieloma drobinami pylu, wchlaniajec •Je* Poniewaz równoczesnie powietrze z wiezy wprowadzane jest poprzez zmienny przekrój wylotu z szybkoscia wieksza niz w rozszerzeniu, wyeliminowany jest wplyw wiatru powodujacy przemiesz¬ czanie w wiezy zarówno pylów jak i strumieni kropel* Zapewnia to utrzymanie stalego stezenia pylu w przekroju poprzecznym wiezy* Takie warunki przebiegu procesu powoduja, ze granulacja siarki zarówno w niskich jak i wysokich temperaturach otoczenia przebiega bez zaklócen z obnizona emisja pylów* Skierowanie strumie¬ nia powietrza wylotowego pionowo ku górze z szybkoscia wieksza niz w rozszerzeniu wiezy powo¬ duje dodatkowo /prócz efektu termicznego wynoszenia powietrza/ wzrost efektywnej wysokosci punktu emisji pylów siarki z wiezy do atmosfery i w konsekwencji optymalne rozprzestrzenienie sie tych resztkowych ilosci pylów w powietrzu atmosferycznym.Zaleta sposobu jest wytwarzanie granulatu siarkowego bez stosowania dodatkowych srodków zarówno w niskich jak i wysokich temperaturach otoczenia, z obnizona i utrzymywana na stalym poziomie emisja pylów do atmosfery* Dalsza zaleta jest to, ze w zaleznosci od lokali¬ zacji irtstalacji i wynikajacych z tego faktu wymagan odnosnie stezen pylów na poziomie ziemi, sposób ten umozliwia regulowanie tych stezen* Inna zaleta sposobu jest wyeliminowanie konsek¬ wencji przeciazania lub niedociazenia instalacji* Kolejna zaleta sposobu wynikajaca z rozwiaza¬ nia wyprowadzenia powietrza technologicznego z wiezy jest wytworzenie róznicy cisnien pomiedzy pomieszczeniem zraszalnikowym, a czescia wiezy ponizej tego pomieszczenia* Powoduje to staly doplyw powietrza atmosferycznego do pomieszczenia zraszalników, zabezpieczajac przed dostawa¬ niem sie do niego zapylonego powietrza technologicznego* Pozwala to na wyeliminowanie z po¬ mieszczenia zraszalnikowego mechanicznej wentylacji nawiewnej powietrza swiezego* Wynalazek zostanie blizej objasniony na przykladzie wykonania z wykorzystaniem rysunku przedstawiajacego w przekroju podluznym przykladowe wykonanie urzadzenia do wytwarzania granulatu siarkowego* Urzadzenie to wedlug wynalazku jest zbudowane w postaci pionowej, czesciowo zam¬ knietej od góry wiezy* Szczyt wiezy jest odcinkiem cylindra 1, w którym umieszczony jest drugi wyzszy, o mniejszej srednicy cylinder 2* Obydwa te cylindry przechodza w sciete stozki, wiek¬ sza srednica zwrócone ku dolowi, z tym, ze kat nachylenia tworzacej 3 stozka wewnetrznego jest wiekszy od kata zsypu pylów siarki i równoczesnie wiekszy od kata nachylenia tworzacej 4 stozka zewnetrznego* Obszar objety stozkami i odcinkami cylindrycznymi okresla sie jako strefe wyprowadzania gazów 5. Stozek zewnetrzny od dolu przechodzi w rozszerzony cylindryczny odcinek wiezy 6 konczacy sie stozkiem obszaru zraszania 7* Czesc cylindrycznego rozszerzenia wiezy pomiedzy dolna czescia pomieszczenia zraszalnikowego 8 oraz górna czescia stozka obszaru zra¬ szania 7 jest strefa wychwytywania pylów 9* W górnej czesci tego cylindrycznego odcinka znajduje sie pomieszczenie zraszalnikowe, ze zraszalnikami 10, do których doprowadzana jest siarka poprzez aparature 11 umozliwiajaca automatyczna lub reczna regulacje cisnienia siarki* Stozkowy obszar zraszania wiezy 7 przechodzi nastepnie ku dolowi w czesc cylindryczna i jest to strefa formowania granul 12, doprowadzona do stozkowego zakonczenia wiezy 13, zamknietego od dolu perforowanym sitem 14* Powietrze do wiezy doprowadzane jest przewodem 15, zas produkt wyprowadzany z wiezy przesypem 16* Przebieg prowadzenia przykladowego procesu otrzymywania granulatu siarkowego sposo¬ bem i w urzadzeniu wedlug wynalazku jest nastepujacy:4 148 182 Przy temperaturze otoczenia 305 K ciekla siarka o temperaturze 338 K poprzez aparature regulacji cisnienia 11 kierowana jest do zraszalników 10 z otworami o srednicy 1,25 milimetra pod cisnieniem 11 kPa. Siarka w ilosci 40 t/h po wyplynieciu ze zraszalników 10 w postaci cienkich strumieni, dzieli sie samorzutnie na krople, z których co najmniej 75% ma srednice 1,6 do 2,0 mm. Ze spadkiem temperatury otoczenia nastepuje wzrost cisnienia siarki doprowadzanej do zraszalników. Przy temperaturze otoczenia 295K siarka do zraszalników kiero¬ wana jest pod cisnieniem 18 KPa w ilosci 56 t/h. Powietrze przewodem 15 doprowadzane jest do wiezy zawsze w stalej ilosci wynoszecej 200 tys. m3/h. Powietrze po dojsciu do strefy wychwy¬ tywania pylów 9 uzyskuje szybkosc wynoszece 0,4 m/s. Szybkosc ta jest utrzymywana na tym samym poziomie, w calej strefie wychwytywania pylów 9, której wysokosc wynosi 5 m.Z powietrzem tym do strefy wychwytywania pylów 9 wprowadzane sa pyly siarkowe, z których co najmniej 80% nie jest przenoszona z powietrzem do wyzszych czesci wiezy, ale ulega jak gdyby "zawieszeniu". Z pylami tymi stykaja sie opadajece krople siarki wchlaniajec je.Krople siarki zawierajece wychwytywane pyly stanowiece zarodniki krystalizacji ulegaje zesta¬ leniu opadajec w dól wiezy. Powietrze z pylami, które nie zostaly wychwytane w strefie wychwy¬ tywania 9, wchodzi do przestrzeni miedzy stozkami 3 i 4. W przestrzeni tej na skutek zmian "szybkosci i kierunku przeplywu powietrza, drobne pyly lacze s±e w aglomeraty i osadzaje na scianie stozka wewnetrznego 3, a nastepnie zsuwaje sie z niej; opadajec do strefy wychwyty¬ wania pylów 9, gdzie ulegaje wchlanianiu przez opadajece krople siarki. Powietrze technolo- giczne zawierajece 0,043 g/m Pylu siarkowego opuszcza wieze z szybkoscie 6 m/s poprzez pierscieniowy otwór szczytu wiezy ograniczony cylindrycznymi odcinkami 1 i 2.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania granulatu siarkowego z fazy cieklej, w którym na splywajece z góry strumienie kropel cieklej siarki kieruje sie przeciwpredowo od dolu powietrze powoduje- ce wychladzanie granul zawsze do tej samej temperatury, znamienny tym, ze siarke do zraszalników kieruje sie z regulowanym cisnieniem rosnecym ze spadkiem temperatury otocze¬ nia, równoczesnie w calej wysokosci rozszerzenia wiezy okreslonego jako strefa wychwytywania pylów utrzymuje sie stale szybkosc przeplywu powietrza, które nastepnie kieruje sie w strefe wyprowadzania gazów zmieniajec kierunek przeplywu i równoczesnie stopniowo powiekszajac jego szybkosc, po czym przeprowadza sie je ponownie w strumien .skierowany pionowo ku górze z szybkoscie wieksze niz szybkosc powietrza w rozszerzeniu. 2. Sposób wedlug zastrz.l, znamienny tym, ze siarke kieruje sie do zraszalników przy najwyzszej temperaturze otoczenia o cisnieniu nie mniejszym niz 5 kPa oraz przy najnizszych temperaturach otoczenia o cisnieniu nie wiekszym niz AO kPa. 3. Sposób wedlug zastrz.2, znamienny tym, ze w rozszerzeniu wiezy okreslonym jako strefa wychwytywania pylów utrzymuje sie szybkosc przeplywu powietrza nie wieksze niz 0,4 m/s. 4. Urzedzenie do wytwarzania granulatu siarkowego w postaci zamknietej od dolu wiezy, znamienne t y m, ze w górnej, czesciowo zamknietej czesci wiezy wykonanej w postaci cylindra /l/ umieszczony jest drugi wyzszy, o mniejszej srednicy cylinder /2/f przy czym oba cylindry przechodze w sciete stozki zwrócone wieksze srednice ku dolowi, po czym stozek zewnetrzny od dolu przechodzi w rozszerzony odcinek wiezy /6/, konczecy sie stozkiem obszaru zraszania /7/, zas w górnej czesci tego odcinka znajduje sie pomieszczenie zraszalni- kowe /8/ ze zraszalnikami poleczonymi z urzedzeniem regulujecym cisnienie siarki /ll/» 5. Urzedzenie wedlug zastrz.4, znamienne ty m, ze ket nachylenia tworze- cej /3/ stozka wewnetrznego jest wiekszy od keta zsypu pylów siarki i równoczesnie wiekszy od keta nachylenia tworzecej /4/ stozka zewnetrznego.148 182 Rys. nr 1. PL