RU2052282C1

RU2052282C1 - Device for granulating the melts having hard spots

Info

Publication number: RU2052282C1
Authority: RU
Inventors: В.Н. Сахаров; А.Н. Селезенев
Original assignee: Сахаров Владимир Николаевич; Селезенев Анатолий Николаевич; Дзержинский научно-исследовательский и конструкторский институт химического машиностроения
Priority date: 1990-10-08
Filing date: 1990-10-08
Publication date: 1996-01-20

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: device has a rotating housing with the perforated lateral wall, with the housing being fastened on the lower end of the shaft, a feeding branch pipe with the melt distributor, a glass with grooves coaxially mounted in the housing with a gap and transversal sectionalizing partitions. The device reliability enhances due to the fact that wedges are fastened on the transversal sectionalizing partitions in each section along all its height. The wedges are sharpened in the direction opposite to that of the housing rotation and are set up with gaps relative to the lateral wall of the housing and the exterior surface of the glass. The wedges hinder the formation of agglomerates of hard particles as a result of their mechanical effect on the grouping hard particles. EFFECT: enhanced reliability. 2 dwg

Description

Изобретение относится к технике гранулирования жидких материалов путем их разбрызгивания и охлаждения или сушки капель в полости грануляционной башни, например в производствах сложных минеральных удобрений (азофоски, известковой аммиачной селитры и др.). The invention relates to techniques for granulating liquid materials by spraying and cooling them or drying droplets in the cavity of a granulation tower, for example, in the production of complex mineral fertilizers (azofoski, lime ammonium nitrate, etc.).

Известен центробежный гранулятор, включающий вращающийся корпус с перфорированной боковой стенкой, питающей патрубок, распределитель расплава, установленные внутри корпуса и приваренные к нему кольцевые перегородки, секционирующие корпус. Гранулятор снабжен установленными внутри корпуса вертикальными трубами с радиальными лопастями [1] При работе расплав из питающего патрубка через распределитель расплава поступает в вертикальные трубы, питающие все секции вращающегося корпуса. Истекающий в виде струй из отверстий корпуса расплав распадается на капли, которые застывая, превращаются в гранулы. A centrifugal granulator is known, including a rotating casing with a perforated side wall supplying a nozzle, a melt distributor installed inside the casing and annular partitions welded to it, sectioning the casing. The granulator is equipped with vertical pipes with radial blades installed inside the housing [1] During operation, the melt from the feed pipe through the melt distributor enters the vertical pipes supplying all sections of the rotating case. The melt flowing in the form of jets from the openings of the body breaks up into droplets, which solidify and turn into granules.

Известному устройству присущи следующие недостатки. При гранулировании жидкостей, содержащих значительное количество твердых частиц, например сложных удобрений, происходит быстрая забивка выходных отверстий (перфорированной стенки), что нарушает работоспособность устройства. Так как применение фильтрации недопустимо (твердые частицы должны входить в состав готового продукта), обычно увеличивают диаметр отверстий и скорость вращения корпуса гранулятора, что ведет к значительному увеличению диаметра факела гранулируемого материала и диаметра образующихся гранул за счет сильного раскручивания расплава радиальными лопастями и кольцевыми перегородками. При этом образуется значительное количество ретура (некондиционного продукта), возникают налипания продукта на стенки и под гранбашни, что ведет к снижению эффективности ее работы. The known device has the following disadvantages. When granulating liquids containing a significant amount of solid particles, for example complex fertilizers, fast exit holes (perforated walls) are clogged, which violates the operability of the device. Since the use of filtration is unacceptable (solid particles must be part of the finished product), usually increase the diameter of the holes and the speed of rotation of the granulator body, which leads to a significant increase in the diameter of the flame of the granular material and the diameter of the granules formed due to the strong untwisting of the melt by radial blades and ring partitions. In this case, a significant amount of retur (substandard product) is formed, product sticks to the walls and under the tower, which leads to a decrease in the efficiency of its work.

Известно устройство для гранулирования жидких материалов, содержащих твердые включения, состоящее из центрального подводящего патрубка, вращающегося корпуса с перфорированной боковой стенкой, снабженного неподвижными трубами, концентрически установленными по отношению к оси вращения корпуса и открытыми в нижней части в горизонтальной плоскости вблизи от перфорированной стенки корпуса [2] При работе устройства жидкий материал с твердыми включениями, подаваемый внутрь корпуса, распределяется в нем за счет наличия концентрически установленных в корпусе труб на отдельные ламинарные потоки. Так как трубы установлены неподвижно, то при вращении корпуса с перфорированной стенкой возникает эффект проскальзывания жидкого материала около вращающейся стенки (расплав движется внутри корпуса с угловой скоростью, значительном меньшей угловой скорости корпуса), что заставляет жидкий материал поступать в выходные отверстия почти тангенциально. Это дает возможность значительно увеличить сечение выходных отверстий, например, до 3,0-4,5 мм, что с одной стороны, предотвращает их засорение содержащимися в жидком материале твердыми включениями, а с другой стороны, обеспечивает получение основной фракции размерами 1,0-6,0 мм гранул около 85% т.к. при проскальзывании жидкого материала около вращающейся перфорированной стенки каждое ее отверстие работает неполным сечением. В результате на выходе образуется тонкая струя жидкого материала, которая далее распадается на капли (гранулы) При этом значительно уменьшается диаметр факела разбрызгиваемого материала. A device for granulating liquid materials containing solid inclusions is known, consisting of a central supply pipe, a rotating housing with a perforated side wall, provided with fixed pipes concentrically mounted with respect to the axis of rotation of the housing and open in the lower part in a horizontal plane close to the perforated wall of the housing [ 2] During the operation of the device, liquid material with solid inclusions supplied to the inside of the housing is distributed in it due to the presence of a concentric mouth copulating in the housing tubes into individual laminar flows. Since the pipes are installed motionlessly, when the casing with the perforated wall rotates, the effect of slipping liquid material near the rotating wall occurs (the melt moves inside the casing with an angular velocity much lower than the angular velocity of the casing), which makes the liquid material enter the outlet openings almost tangentially. This makes it possible to significantly increase the cross section of the outlet openings, for example, to 3.0–4.5 mm, which, on the one hand, prevents them from clogging with solid inclusions contained in the liquid material, and, on the other hand, provides the main fraction with sizes of 1.0– 6.0 mm granules about 85% since when slipping liquid material near a rotating perforated wall, each of its holes works with an incomplete section. As a result, a thin stream of liquid material is formed at the outlet, which further breaks up into droplets (granules). The torch diameter of the sprayed material is significantly reduced.

Основной недостаток известного устройства низкая надежность в работе вследствие интенсивного эрозионного износа внутренней поверхности вращающегося корпуса, особенно вблизи нижних концов концентрически установленных в корпусе труб, а также самих нижних концов труб за счет сильного абразивного воздействия на эти поверхности твердых включений. Нередки случаи, когда из-за нарушений в технологическом регламенте возможно образование агломератов нерастворимых включений, размер которых превышает диаметр выходных отверстий корпуса. Такие агломераты не могут сразу выводиться из корпуса и попадают между вращающейся стенкой разбрызгивателя и концами неподвижных концентрически установленных в корпусе труб. При этом происходит истирание нерастворимых твердых включений, в результате чего крупные включения постепенно разрушаются на более мелкие частицы и в дальнейшем выводятся через отверстия корпуса наружу. Вследствие данного процесса на поверхностях деталей образуются взаимные кольцевые канавки выработки, увеличиваются зазоры между корпусом и концентрично установленными трубами, что приводит к нарушению распределения гранулируемого жидкого материала по секциям устройства (жидкий материал проваливается через увеличенные зазоры в нижние секции устройства), ведет к ухудшению равномерности грансостава готового продукта, а также образованию значительного количества ретура (некондиционного продукта). The main disadvantage of the known device is the low reliability due to intense erosion wear of the inner surface of the rotating housing, especially near the lower ends of the tubes concentrically mounted in the housing, as well as the lower ends of the pipes themselves due to the strong abrasive action of solid inclusions on these surfaces. There are frequent cases when, due to violations in the technological regulations, the formation of agglomerates of insoluble inclusions is possible, the size of which exceeds the diameter of the outlet openings of the housing. Such agglomerates cannot immediately be removed from the housing and fall between the rotating wall of the sprinkler and the ends of the tubes fixed concentrically mounted in the housing. When this occurs, the abrasion of insoluble solid inclusions occurs, as a result of which large inclusions gradually break down into smaller particles and are subsequently removed through the openings of the housing. As a result of this process, mutual annular grooves of the working are formed on the surfaces of the parts, the gaps between the body and concentrically installed pipes increase, which leads to a disruption in the distribution of granular liquid material in the sections of the device (liquid material falls through the increased gaps into the lower sections of the device), leads to a deterioration in the uniformity of the composition finished product, as well as the formation of a significant amount of retur (substandard product).

Другим недостатком известного устройства является довольно быстрая забивка выходных отверстий содержащимися в расплаве твердыми частицами, каждая из которых имеет размер, меньший размеров выходных отверстий. Это объясняется тем, что твердые частицы могут поступать к выходным отверстиям группами с общими размерами в поперечнике, превышающими выходные отверстия в боковой перфорированной стенке корпуса. Такие группы твердых частиц, как правило, не отбрасываются боковой стенкой корпуса внутрь из-за действия центробежной силы и, следовательно, закупоривают выходные отверстия, что ведет к увеличению расхода расплава через оставшиеся свободные выходные отверстия, нарушает равномерность грансостава продукта на выходе, увеличивает количество ретура (некондиционного продукта) и соответственно ведет к необходимости частых остановок для промывки корпуса устройства. Например, при гранулировании расплава нитроаммофоски, содержащей до 7% твердых частиц добавок размером до 1,0-1,5 мм время работы гранулятора между промывками составляет 1,0-1,5 ч. В противном случае на выходе значительно (более 15%) увеличивается количество ретура, что снижает производительность по готовому продукту, вызывает перегрузку оборудования переработки ретура и возврата его в технологический процесс. Another disadvantage of the known device is the rather fast clogging of the outlet openings by the solid particles contained in the melt, each of which has a size smaller than the size of the outlet openings. This is due to the fact that solid particles can enter the outlet openings in groups with overall dimensions in diameter exceeding the outlet openings in the side perforated wall of the housing. Such groups of solid particles, as a rule, are not thrown away by the side wall of the casing inward due to the action of centrifugal force and, therefore, clog the outlet openings, which leads to an increase in the flow rate of the melt through the remaining free outlet openings, disrupts the uniform composition of the product at the outlet, and increases the amount of reture (substandard product) and, accordingly, leads to the need for frequent stops for washing the case of the device. For example, when granulating a nitroammofoska melt containing up to 7% solid particles of additives with sizes up to 1.0-1.5 mm, the granulator operating time between washes is 1.0-1.5 hours. Otherwise, the output is significant (more than 15%) the number of retur increases, which reduces the productivity of the finished product, causes overloading of the equipment for processing retur and its return to the process.

Цель изобретения повышение надежности в работе и равномерности грансостава готового продукта на выходе. The purpose of the invention is to increase reliability in operation and uniformity of the composition of the finished product at the output.

Указанная цель достигается за счет того, что устройство для гранулирования расплавов с твердыми включениями, содержащее вращающийся корпус с перфорированной боковой стенкой и питающий патрубок, снабжено стаканом с пазами в боковой поверхности, неподвижно установленным в корпусе коаксиально с зазором и закрепленными на стакане поперечными секционирующими перегородками. Секционирующие перегородки в каждой секции по всей ее высоте снабжены клиньями, заостренными в направлении, противоположном направлению вращения корпуса, и неподвижно закрепленными на перегородках с зазором относительно перфорированной боковой стенки и наружной боковой поверхности стакана. Благодаря тому, что устройство снабжено стаканом с пазами в боковой поверхности, неподвижно установленным в корпусе коаксиально с зазором и закрепленными на стакане поперечными секционирующими перегородками, создаются условия для равномерного направления в виде ламинарных потоков поступающего в корпус расплава с твердыми включениями к вращающейся перфорированной боковой стенке по всей высоте, что обеспечивает заданный грансостав. Отсутствует раскручивание расплава внутренними устройствами, и истекающие из отверстий боковой стенки струи расплава образуют значительно меньший по сравнению с известными устройствами факел. Уменьшению факела гранулируемого продукта также способствует наличие около вращающегося корпуса неподвижного стакана с продольными пазами, поверхность которого тормозит раскручиваемый перфорированной стенкой корпуса расплав и тем самым усиливают эффект проскальзывания расплава. Содержащиеся в расплаве твердые включения, размер которых превышает диаметр отверстий в корпусе, при контакте со стенкой вращающегося корпуса отбрасываются на кромки продольных пазов, выполненные в стакане, и за счет удара о них разрушаются, и в дальнейшем беспрепятственно выводятся из корпуса через выходные отверстия. This goal is achieved due to the fact that the device for granulation of melts with solid inclusions, containing a rotating body with a perforated side wall and a supply pipe, is equipped with a glass with grooves in the side surface, motionlessly mounted in the body coaxially with a gap and transverse sectional partitions fixed on the glass. The sectional partitions in each section along its entire height are equipped with wedges pointed in the opposite direction to the casing rotation and fixedly mounted on the partitions with a gap relative to the perforated side wall and the outer side surface of the glass. Due to the fact that the device is equipped with a glass with grooves in the side surface, fixed coaxially with a gap in the housing and transverse sectional partitions fixed to the glass, conditions are created for uniform direction in the form of laminar flows of the melt with solid inclusions entering the housing with a rotating perforated side wall along the entire height, which provides a given composition. There is no unwinding of the melt by internal devices, and the melt streams flowing from the openings of the side wall of the melt form a much smaller torch compared to known devices. The torch of the granulated product is also reduced by the presence of a fixed cup with longitudinal grooves near the rotating casing, the surface of which slows down the melt being unwound by the perforated wall of the casing, and thereby enhance the effect of the melt slipping. Solid inclusions contained in the melt, the size of which exceeds the diameter of the holes in the housing, when contacted with the wall of the rotating housing, are discarded on the edges of the longitudinal grooves made in the glass, and due to impact, they are destroyed, and subsequently freely removed from the housing through the outlet openings.

Благодаря тому, что секционирующие перегородки в каждой секции по всей ее высоте снабжены клиньями, заостренными в направлении, противоположном направлению вращения корпуса и неподвижно закрепленными на перегородках с зазором относительно перфорированной боковой стенки корпуса и наружной боковой поверхности стакана, создается препятствие образованию агломератов твердых частиц и забивке ими выходных отверстий вследствие механического воздействия клиньев на группирующиеся твердые частицы. Кроме того, в момент прохождения каждого выходного отверстия около клина в этом отверстии создается кратковременный перепад (импульс) давления. Последнее приводит к разрушению агломератов частиц, проникших глубоко в выходные отверстия и не подвергающихся механическому воздействию клиньев, и выводу их из отверстий наружу, что дополнительно повышает надежность в работе. Due to the fact that the partition walls in each section along its entire height are equipped with wedges pointed in the opposite direction to the housing rotation direction and fixedly mounted on the partitions with a gap relative to the perforated side wall of the housing and the outer side surface of the glass, an obstacle to the formation of agglomerates of solid particles and blockage their outlet openings due to the mechanical action of the wedges on grouping solid particles. In addition, at the moment of passing each outlet near the wedge, a short-term pressure drop (impulse) is created in this hole. The latter leads to the destruction of agglomerates of particles penetrating deep into the outlet openings and not subject to mechanical action of the wedges, and their removal from the openings outward, which further increases the reliability.

Дополнительным преимуществом заявляемого устройства за счет наличия клиньев является усилие эффекта проскальзывания расплава около вращающейся перфорированной стенки корпуса, что важно при гранулировании сложных минеральных удобрений, когда выходные отверстия выполняются достаточно значительной величины (3,0-4,5 мм). Усиление проскальзывания расплава около стенки корпуса ведет к уменьшению факела разбрызгивания и дополнительному снижению ретура (особенно крупной фракции) на выходе, что выгодно экономически, т.к. повышается выход кондиционного по грансоставу продукта, уменьшаются налипания на стенки грануляционной башни. An additional advantage of the claimed device due to the presence of wedges is the strength of the melt slip effect near the rotating perforated wall of the body, which is important when granulating complex mineral fertilizers, when the outlet openings are made of a sufficiently large size (3.0-4.5 mm). Increased melt slippage near the wall of the casing leads to a decrease in the spray pattern and an additional decrease in the reture (especially the coarse fraction) at the outlet, which is economically advantageous since the yield of a product with a granular composition that is conditional increases, sticking to the walls of the granulation tower is reduced.

В проанализированных источниках информации отсутствуют устройства с указанными отличительными признаками. In the analyzed sources of information there are no devices with the indicated distinguishing features.

На фиг. 1 и фиг.2 изображено устройство, общий вид, разрез с различными поперечными перегородками; на фиг.3 разрез А-А на фиг.1 и 2; на фиг.4 узел I на фиг.3. In FIG. 1 and 2 show a device, a general view, a section with various transverse partitions; figure 3 section aa in figure 1 and 2; in Fig.4 node I in Fig.3.

Устройство для гранулирования расплавов с твердыми включениями содержит вращающийся корпус 1 с перфорированной боковой стенкой, закрепленный на нижнем конце вала 2, верхний конец которого связан с приводом (не показан) вращательного движения. В верхней части корпуса 1 неподвижно установлен питающий патрубок 3, на выходе которого размещена распределительная решетка 4 расплава. К последней неподвижно прикреплен стакан 5 одинаковой формы с корпусом 1, но меньшего диаметра. Стакан 5 расположен в корпусе 1 коаксиально с образованием между перфорированной стенкой корпуса 1 зазора S. На стакане 5 неподвижно закреплены секционирующие корпус 1 и стакан 5 поперечные перегородки 6, которые могут быть выполнены, например, в виде горизонтальных колец различного диаметра (фиг.1), или в виде усеченных конусов различного диаметра, направленных вершиной вверх, с образованием между корпусом 1 и этими перегородками 6 незначительного зазора t, не превышающего по величине 1 мм. В стакане 5 между перегородками 6 выполнены сквозные пазы 7 для прохода гранулирующего материала. На поперечных секционирующих перегородках 6 с зазором t около перфорированной стенки корпуса 1 и с зазором δоколо наружной поверхности стакана 5 по всей высоте перфорированной боковой стенки неподвижно закреплены клинья 8, заостренные в направлении, противоположном направлению вращения корпуса 1. Для герметизации полости устройства служит торцовое уплотнение 9. A device for granulating solid melts includes a rotating body 1 with a perforated side wall, mounted on the lower end of the shaft 2, the upper end of which is connected to a rotational drive (not shown). In the upper part of the housing 1, a supply pipe 3 is fixedly mounted, at the outlet of which a melt distribution grid 4 is placed. A glass 5 of the same shape with the body 1, but of a smaller diameter, is fixedly attached to the latter. The glass 5 is located in the housing 1 coaxially with the formation of a gap S between the perforated wall of the housing 1. The partition walls 1 and the glass 5 are fixedly mounted transverse partitions 6, which can be made, for example, in the form of horizontal rings of various diameters (Fig. 1) , or in the form of truncated cones of different diameters directed upward, with the formation between the body 1 and these partitions 6 of a slight gap t not exceeding 1 mm in size. In the glass 5 between the partitions 6 are made through the grooves 7 for the passage of granulating material. On the transverse sectional partitions 6 with a gap t near the perforated wall of the housing 1 and with a gap δ around the outer surface of the glass 5, wedges 8 are fixedly fixed along the entire height of the perforated side wall, pointed in the opposite direction to the rotation direction of the housing 1. An end seal 9 is used to seal the cavity of the device .

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Гранулируемый материал, например расплав, содержащий твердые нерастворимые включения, поступает через входной патрубок 3 к распределительной решетке 4 и в виде ламинарных потоков в стакан 5 с перегородками 6, направляющими расплав через пазы 7 в стакане 5 к вращающейся перфорированной боковой стенке корпуса 1. Из выходных перфораций (отверстий) в боковой стенке корпуса 1 гранулируемый материал истекает в виде струй, которые в дальнейшем распадаются на капли и затвердевают. Образующиеся в расплаве или около выходных отверстий агломераты твердых частиц, превышающие размеры выходных отверстий, при ударе о заостренные клинья 8, разрушаются (измельчаются) и в дальнейшем свободно выводятся через выходные отверстия корпуса 1 наружу. Клинья 8 способствуют направлению крупных частиц на края пазов 7 в стакане 5, что также способствует быстрому измельчению этих частиц и выводу их из корпуса 1 наружу. При проходе выходных отверстий корпуса 1 около наружной поверхности каждого клина 8 в них создается резкий перепад (скачок) давления (в выходные отверстия ограничивается подача расплав из-за перекрытия его клином), что приводит к разрушению агломератов мелких частиц, проникших глубоко в отверстие, и способствует проталкиванию твердых частиц из выходных отверстий наружу. Это обеспечивает постоянную самоочистку выходных отверстий, что значительно (в 3-5 раз) повышает ресурс до очистки. При этом снижается количество ретура, повышается равномерность грансостава на выходе. A granular material, for example, a melt containing solid insoluble inclusions, enters through the inlet pipe 3 to the distribution grid 4 and in the form of laminar flows into the glass 5 with partitions 6 guiding the melt through the grooves 7 in the glass 5 to the rotating perforated side wall of the housing 1. From the weekend perforations (holes) in the side wall of the housing 1 granular material expires in the form of jets, which further disintegrate into droplets and harden. Agglomerates of solid particles formed in the melt or near the outlet openings, exceeding the sizes of the outlet openings, when impacted by pointed wedges 8, are destroyed (crushed) and subsequently freely removed through the outlet openings of the housing 1 to the outside. Wedges 8 contribute to the direction of large particles to the edges of the grooves 7 in the glass 5, which also contributes to the rapid grinding of these particles and their removal from the housing 1 to the outside. When the outlet openings of the housing 1 pass near the outer surface of each wedge 8, a sharp pressure drop (jump) is created in them (the flow of melt is limited to the outlet due to its overlapping by the wedge), which leads to the destruction of agglomerates of small particles penetrating deep into the hole, and helps to push solid particles out of the outlets. This ensures constant self-cleaning of the outlet openings, which significantly (3-5 times) increases the resource before cleaning. This reduces the amount of reture, increases the uniformity of the granular composition at the output.

Claims

DEVICE FOR GRANULATING MELTS WITH SOLID INCLUSIONS, comprising a rotating housing with a perforated side wall and a supply pipe, characterized in that it is provided with a glass with grooves in the side surface, motionlessly installed in the housing coaxially with a gap, and transverse sectional partitions fixed to the glass on this, sectional partitions in each section along its entire height are equipped with wedges, pointed in the opposite direction to the direction of rotation of the housing, and fixedly fixed ennymi on the partitions with a gap relative apertured side wall and the outer side surface of the glass.