PL166186B1 - Sposób wytwarzania granul substancji tworzących stopy - Google Patents

Abstract

Sposób wytwarzania granul substancji tworzących stopy na drodze formowania kropel na zaostrzonych prętach o dowolnym kształcie przekroju, wykonujących ruchy posuwisto-zwrotne w kapilarach lub dyszach i zestalania oderwanych kropel, znamienny tym, że stop wtłacza się porcjami pulsacyjnymi pod zwiększonymciśnieniemdo kapilar lub dysz przy ruchu prętów w dół, odrywa się uformowane na końcówkach prętów krople, przy intensywnym cofaniu tych prętów i zmniejszeniu ciśnienia, po czym tak powstałe krople chłodzi się i zestala na powierzchni chłodzącej.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania jednorodnych granul substancji tworzących stopy, w szczególności substancji topiących się tj. takich, które w stanie stopionym są lepkimi jednorodnymi lub zawiesinowymi cieczami i/lub mają niewielkie współczynniki przewodnictwa cieplnego np. produkty petrochemiczne, tłuszcze itp.

Znanych jest kilka sposobów wytwarzania granul substancji z ich stopów. Najbardziej popularną techniką ich granulacji jest metoda wieżowa polegająca na wytworzeniu na szczycie kilkudziesięciometrowej wieży kropel stopu a następnie wychłodzenie ich w przeciwprądowo płynącym powietrzu podczas ich opadania.

Wytwarzanie kropel na szczycie wieży może odbywać się jednym z czterech znanych sposobów:

- rozpadzie strumieni stopu pod wpływem niskokontrolowanych drgań /zaburzeń/ osiowo-symetrycznych i sił napięcia powierzchniowego,

- rozpadzie strumieni pod wpływem drgań /wibracji/ mechanicznych lub akustycznych o określonej częstotliwości,

- kroplowym wpływie stopu z kapilar,

- formowaniu się kropel na zaostrzonych lub niezaostrzonych prętach /iglicach/.

Podobną techniką umożliwiającą otrzymywanie granulatu ze stopów jest technika granulacji w cieczy. Polega ona na wprowadzeniu stopu granulowanej substancji w postaci strumieni do chłodnej cieczy granulacyjnej, w której ulegają one rozpadowi na pojedyncze krople albo pod wpływem zaburzeń osiowo symetrycznych i sił międzyfazowego napięcia powierzchniowego albo poprzez mechaniczne oddziaływanie /np. mieszania/. Utworzone w ten sposób krople krzepną w chłodnej cieczy granulacyjnej, z której następnie zostają wydzielone. Ciecz granulacyjna po schłodzeniu zawracana jest do procesu.

Znane są również sposoby granulacji polegające na tym, że stop natryskuje się na zarodki granul będących w ruchu. Proces rośnięcia granul prowadzi się do momentu, aż uzyskują one

166 186 żądaną wielkość. Ciepło krystalizacji substancji granulacyjnej odbierane jest przez zarodki granul /podziarno, zmielone nadziarno/. Tego typu procesy granulacyjne realizuje się w bębnach, na talerzach i w złożu fluidalnym.

Jeszcze inny sposób granulacji stopów polega na pokrywaniu chłodnego bębna warstwą stopu a następnie zeskrobywaniu zakrzepniętej warstwy. W tym wypadku uzyskany produkt ma kształt płatków, a sam proces jest znany pod nazwą procesu płatkowania.

Znany jest również sposób polegający na wykroplaniu stopu na ruchomą metalową taśmę bez końca zamocowaną na dwóch bębnach. Upadające na nią krople, przez pewien czas pozostają na poziomej powierzchni i ulegają zestaleniu. Następnie po dojściu do jednego z bębnów taśma ulega intensywnemu zagięciu, co powoduje odpadanie od niej granul.

Z patentu polskiego nr 109 194 znany jest sposób wytwarzania jednorodnych granul substancji tworzących stopy, głównie nawozów, polegający na tym, że krople stopionej substancji formuje się na zaostrzonych prętach o dowolnym kształcie przekroju, po czym schładza się je i zestala w granule zazwyczaj w wieży /chłodzenie powietrzem/ lub w cieczy granulacyjnej. Usytuowane w otworach dna pręty mogą wykonywać ruchy posuwisto-zwrotne, przez co udrażniają w dnie otwory, do których stop napływa grawitacyjnie.

Wszystkie wyżej wymienione sposoby stosuje się na ogół w tych przypadkach gdy substancja granulowana będąca w stanie stopionym tworzy ciecze o niskiej lepkości. Granulacja stopów o dużej lepkości ciągle jeszcze jest procesem dość trudnym do zrealizowania a szczególnie wtedy, gdy jest to zawiesina ciała stałego w lepkim stopie, o niskim współczynniku przewodnictwa cieplnego. Sposób według wynalazku umożliwia granulację takich właśnie stopów i lepkich zawiesin.

Według wynalazku, podobnie jak w w/w pat. 109 194 krople formuje się na zaostrzonych prętach o dowolnym przekroju, wykonujących ruchy posuwisto-zwrotne w kapilarach lub dyszach i potem zestala oderwane krople. Istota wynalazku polega na tym, że stop wtłacza się porcjami, pulsacyjnie pod zwiększonym ciśnieniem do kapilar lub dysz przy ruchu prętów w dół, odrywa się uformowane na końcówkach prętów krople przy intensywnym cofaniu tych prętów i zmniejszeniu ciśnienia, po czym tak powstałe krople chłodzi się i zestala na powierzchni chłodzącej.

Porcje stopu wtłacza się do kapilar lub dysz korzystnie przy pomocy płaskich elementów np. krążków zamocowanych na prętach nad kapilarą/dyszą.

Powoduje to, że stop spływa na pręcie /iglicy/ nie tylko pod wpływem siły grawitacji ale również pod wpływem wywieranego ciśnienia hydrostatycznego. Jak wykazały badania przeprowadzone przez wynalazców spływ tylko pod wpływem siły grawitacji niektórych substancji np. stopu katalizatora do utwardzania tłuszczów był utrudniony i uzyskane granule były niejednorodne, mimo zmieniania w trakcie doświadczeń takich parametrów jak temperatura stopu, częstotliwość wykonywania ruchów przez iglice, zmiana średnic dysz itp. Dopiero według wynalazku pulsacyjne wtłaczanie stopu do kapilar lub dysz diametralnie zmienia sytuację. Posuwisto-zwrotny ruch prętów z umocowanymi na nich elementami popychającymi nad dnem rozlewacza powoduje:

- udrożnienie otworów w dyszach /szczeliny/ między otworem i prętem /iglicą/,

- zintensyfikowaniu wypływu stopu znajdującego się w przestrzeni pod krążkiem zamocowanym na danej iglicy i otworem danej dyszy przy ruchu pręta /iglicy/ w dół i zahamowanie wypływu stopu przy ruchu pręta /iglicy/ w górę,

- łatwiejsze odrywanie się kropel lepkiego stopu formujących się na końcówkach prętów /iglic/: intensywny ruch pręta /iglicy/ w górę strząsa kroplę z jego końcówki,

- ruch prętów /iglic/ wraz z osadzonymi na nich krążkami powoduje dodatkowo mieszanie lepkiego stopu co zapobiega sedymentacji zawartej w nim zawiesiny i co z kolei spowodowałoby zakłócenia procesu wypływu stopu z dysz.

Dla odpowiednio dobranych parametrów dyszy tj. średnicy otworu dyszy, średnicy pręta /iglicy/ powierzchni krążka zamocowanego na pręcie i miejsca jego zamocowania oraz amplitudach i częstotliwości ruchów posuwisto-zwrotnych prętów /iglic/ można uzyskiwać częstotliwość kropienia równą częstotliwości ruchu posuwisto-zwrotnych prętów /iglic/ a więc i regulować zdolność produkcyjną rozlewacza /wykraplacza/. Uformowane i strząśnięte krople

166 186 opadają na ruchomą powierzchnię chłodzącą korzystnie walcową, na której zestalają się i schładzają do odpowiedniej temperatury.

Chcąc uzyskać granule o kształcie możliwie najbardziej zbliżonym do kształtu kulistego nie należy nadmiernie przegrzewać granulowanego etapu oraz zapewnić niewielką drogę opadania kropel /odległość końcówek dysz od powierzchni chłodzącej/. Z uwagi na niską przewodność cieplną wielu mediów, które w ten sposób mogą być granulowane /w tym i wspomniany stop katalizatora/ korzystne jest zwilżenie powierzchni chłodzącej inną obojętną dla produktu cieczą, która zapewni dłuższy czas pobytu granuli na powierzchni chłodzącej /szczególnie ważne, gdy urządzeniem chłodzącym jest walec/ a jednocześnie zapobiegnie nadmiernemu przywieraniu krzepnących kropel do powierzchni chłodzącej. W celu skrócenia czasu chłodzenia kropel /granul zaleca się według wynalazku dodatkowo schłodzić je przez nadmuch czynnika chłodzącego np. powietrza lub innego gazu. Kierunek nadmuchu chłodzonego gazu winien być taki, aby w przypadku chłodzenia kropel/granul na powierzchni walcowej pęd chłodzącego powietrza przeciwdziałał deformowaniu się krzepnących kropel/granul /zlewaniu się ich/ pod wpływem siły grawitacji. Zakrzepnięte i wychłodzone granule usuwa się z urządzenia chłodzącego za pomocą noża-skrobaka.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 1,00 zł.

Claims (5)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób wytwarzania granul substancji tworzących stopy na drodze formowania kropel na zaostrzonych prętach o dowolnym kształcie przekroju, wykonujących ruchy posuwistozwrotne w kapilarach lub dyszach i zestalania oderwanych kropel, znamienny tym, że stop wtłacza się porcjami pulsacyjnymi pod zwiększonym ciśnieniem do kapilar lub dysz przy ruchu prętów w dół, odrywa się uformowane na końcówkach prętów krople, przy intensywnym cofaniu tych prętów i zmniejszeniu ciśnienia, po czym tak powstałe krople chłodzi się i zestala na powierzchni chłodzącej.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że porcja stopu wtłacza się do kapilar lub dysz korzystnie przy pomocy płaskich elementów np. krążków zamocowanych na prętach nad kapilarą/dyszą.
3. 3.Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że krople zestala się na powierzchni chłodzącej umieszczonej w niewielkiej odległości od miejsca kropienia, korzystnie na obracającym się bębnie chłodzącym.
4. 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że krople dodatkowo schładza się przez nadmuch czynnika chłodzącego np. powietrza, przy czym w przypadku walcowej powierzchni chłodzącej strumień chłodzącego czynnika kieruje się na krzepnące krople tak, aby zapobiec ich zlewaniu się w czasie obrotu bębna.
5. 5. Sposób według zastrz. 1 znamienny tym, że stop kropli się na walcową powierzchnię chłodzącą pokrytą środkiem zapobiegającym przywieranie granul do tej powierzchni.