RU2075997C1 - Method and apparatus for material granulation - Google Patents
Method and apparatus for material granulation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2075997C1 RU2075997C1 SU5028048A RU2075997C1 RU 2075997 C1 RU2075997 C1 RU 2075997C1 SU 5028048 A SU5028048 A SU 5028048A RU 2075997 C1 RU2075997 C1 RU 2075997C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- liquid
- granules
- cooling medium
- viscosity
- layer
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к химической технологии, а именно к способам гранулирования материалов и устройствам для их осуществления. The invention relates to chemical technology, and in particular to methods of granulating materials and devices for their implementation.
Известен способ гранулирования материалов, включающий расплавление ВВ материала, дробление расплава с формированием гранул, их охлаждение охлаждающей жидкостью и отделение гранул от этой жидкости [1]
Для осуществления данного способа имеется устройство, включающее желоб для подвода расплава шлака, водоохлаждаемый барабан для дробления потока расплава, систему сопел для подачи воды на барабан и создание водяных завес, ванну для воды, систему разгрузки и отделения гранул от жидкости и систему оборотного водоснабжения [2]
Указанные способ и устройство имеют ограниченную область применения (высокотемпературные доменные шлаки) и не обеспечивают получения однородных по размеру гранул.A known method of granulating materials, including the melting of explosives material, crushing the melt with the formation of granules, their cooling with a cooling liquid and the separation of granules from this liquid [1]
To implement this method, there is a device including a chute for supplying molten slag, a water-cooled drum for crushing the melt flow, a system of nozzles for supplying water to the drum and creating water curtains, a water bath, a system for unloading and separating granules from a liquid, and a water recycling system [2 ]
The specified method and device have a limited scope (high-temperature blast furnace slag) and do not provide uniform granules in size.
Наиболее близким к изобретению является способ гранулирования материалов, включающий расплавление материала, его дробление на отдельные капли над поверхностью охлаждающей жидкости, формирование и отвердевание гранул в этой жидкости [2]
Прототипом устройства для гранулирования материалов является устройство, реализующее вышеуказанные способы, включающее емкость для охлаждающей жидкости, установленный над емкостью с воздушным промежутком относительно уровня этой жидкости распределитель расплавленного материала, имеющий перфорированное днище, и систему разгрузки и отделения гранул от жидкости [2]
Однако указанные способы и устройства не обеспечивают получения гранул достаточно крупных размеров (до 6-10 мм), имеющих форму, близкую к сферической, и однородных по размеру.Closest to the invention is a method of granulating materials, including melting the material, crushing it into separate droplets above the surface of the cooling liquid, the formation and solidification of granules in this liquid [2]
A prototype of a device for granulating materials is a device that implements the above methods, including a coolant tank, a molten material distributor having a perforated bottom, and a system for unloading and separating granules from the liquid installed above the tank with an air gap relative to the level of this liquid [2]
However, these methods and devices do not provide granules of sufficiently large sizes (up to 6-10 mm), having a shape close to spherical, and uniform in size.
Цель изобретения разработка простого и надежного способа гранулирования разнообразных легкоплавких материалов (сера, парафин, воск и др.) с однородным гранулометрическим составом. The purpose of the invention is the development of a simple and reliable method of granulating a variety of low-melting materials (sulfur, paraffin, wax, etc.) with a uniform particle size distribution.
Цель достигается тем, что в известном способе гранулирования материалов, включающем расплавление материала, его дробление на отдельные капли над поверхностью охлаждающей жидкости, формирование и отвердевание гранул в этой жидкости, согласно изобретению, при дроблении расплавленного материала образуют капли, размер которых меньше проектного размера гранул, в качестве охлаждающей жидкости используют двухслойную жидкость, слои которой не смешиваются между собой, причем жидкость верхнего буферного слоя имеет плотность меньше, а вязкость больше, чем жидкость нижнего основного слоя, а формирование гранул производят укрупнением на границе между этими слоями жидкости, при этом расплавление материала, его дробление на отдельные капли совмещают по месту осуществления и времени. The goal is achieved in that in the known method of granulating materials, including melting the material, crushing it into separate droplets above the surface of the coolant, forming and hardening the granules in this liquid, according to the invention, when crushing the molten material, droplets are formed which are smaller than the design size of the granules, as a cooling liquid, a two-layer liquid is used, the layers of which do not mix with each other, moreover, the liquid of the upper buffer layer has a lower density and viscosity greater than the lower main liquid layer, and forming pellets produce enlargement at the interface between the liquid layers, wherein the melting material, its fragmentation into individual droplets combine at the place of and time.
Размер гранул регулируют путем изменения плотности вязкости жидкости верхнего буферного слоя и жидкости нижнего основного слоя. The granule size is controlled by changing the viscosity density of the liquid of the upper buffer layer and the liquid of the lower base layer.
Для решения той же задачи в известном устройстве для гранулирования материалов, включающем емкость для охлаждающей жидкости, установленный над емкостью с воздушным промежутком относительно уровня этой жидкости распределитель расплавленного материала, имеющий перфорированное днище, и систему разгрузки и отделения гранул от жидкости, согласно изобретению, днище распределителя расплавленного материала выполнено в виде нагревающего радиатора с перфорацией для образования капель, размер которых меньше проектного размера гранул, охлаждающая жидкость имеет два несмешивающихся между собой слоя, причем жидкость верхнего буферного слоя имеет прочность меньше, а вязкость больше, чем жидкость нижнего основного слоя. To solve the same problem, in the known device for granulating materials, including a container for coolant, mounted above the container with an air gap relative to the level of this liquid, a distributor of molten material having a perforated bottom, and a system for unloading and separating granules from the liquid, according to the invention, the bottom of the distributor the molten material is made in the form of a heating radiator with perforation for the formation of drops, the size of which is smaller than the design size of the granules, cooling The liquefying liquid has two layers which are immiscible with each other, the liquid of the upper buffer layer having a lower strength and viscosity greater than the liquid of the lower base layer.
Перфорация днища распределителя расплавленного материала может быть выполнена в виде зазоров между отдельными элементами нагревающегося радиатора. При этом эти элементы могут быть трубчатыми с оребренной или гладкой внешней поверхностью. Perforation of the bottom of the distributor of molten material can be made in the form of gaps between the individual elements of the heating radiator. Moreover, these elements can be tubular with a finned or smooth outer surface.
Кроме того, распределитель расплавленного материала выполнен в виде бункера для насыпного гранулируемого материала. In addition, the distributor of molten material is made in the form of a hopper for bulk granular material.
Также система разгрузки и отделения гранул от жидкости выполнена в виде транспортера-драги с сетчатым или решетчатым скребками. Also, the system for unloading and separating granules from the liquid is made in the form of a conveyor dredge with mesh or trellised scrapers.
Дробление расплавленного материала на капли, размер которых меньше проектного размера гранул, и использование в качестве охлаждающей жидкости, слои которой не смешиваются между собой, причем жидкость верхнего буферного слоя имеет плотность меньше, а вязкость больше, чем жидкость нижнего основного слоя, с формированием гранул укрупнением капель на границе между этими слоями жидкости, позволяет осуществить формирование гранул разнообразных легкоплавких материалов с однородным заданным гранулометрическим составом при достаточно большом максимальном размере гранул (до 10 мм). Crushing molten material into droplets smaller than the design granule size, and using as a coolant, the layers of which do not mix with each other, the liquid of the upper buffer layer having a density less and the viscosity greater than the liquid of the lower base layer, with the formation of granules drops at the boundary between these liquid layers, allows the formation of granules of a variety of low-melting materials with a uniform predetermined particle size distribution at a sufficiently large ohm maximum pellet size (up to 10 mm).
Это имеет место, так как капли падают в одни и те же точки на поверхности верхнего буферного слоя охлаждающей жидкости, причем падение в воздушной среде дает им энергию, необходимую для пробивания этого слоя жидкости. На границе слоев охлаждающей жидкости капли за счет сил поверхностного натяжения зависают и при соударении укрупняются до размера гранул, обволакиваясь защитной пленкой верхнего буферного слоя жидкости. После того, как вес гранул превысит силу поверхностного натяжения, они выпадают в жидкость нижнего основного слоя и кристаллизуются в ней. This takes place, since the drops fall at the same points on the surface of the upper buffer layer of the coolant, and a drop in the air gives them the energy necessary to break through this layer of liquid. At the boundary of the coolant layers, droplets hang due to surface tension forces and, upon impact, coarsen to the size of granules, enveloping themselves with a protective film of the upper buffer fluid layer. After the weight of the granules exceeds the surface tension, they fall into the liquid of the lower base layer and crystallize in it.
Таким образом, указанные признаки взаимосвязаны между собой и являются необходимыми и достаточными для решения задачи изобретения. Thus, these features are interconnected and are necessary and sufficient to solve the problem of the invention.
Совмещение операций расплавления гранулируемого материала и дробления расплава на отдельные капли по месту осуществления и времени существенно упрощает процесс гранулирования, особенно при обработке материалов с низкой температурой плавления (ниже 100oC).The combination of the operations of melting the granular material and crushing the melt into separate drops at the place of implementation and time significantly simplifies the granulation process, especially when processing materials with a low melting point (below 100 o C).
Изменение плотности и вязкости жидкости верхнего буферного слоя и(или) жидкости нижнего основного слоя позволяет осуществлять регулирование размера гранул и получать гранулы заданного размера в одном и том же технологическом процессе и на том же оборудовании, что дополнительно повышает эффективность способа. Changing the density and viscosity of the liquid of the upper buffer layer and (or) the liquid of the lower main layer allows granule size to be controlled and granules of a given size to be obtained in the same process and on the same equipment, which further increases the efficiency of the method.
Из вышесказанного также следует, что отличительные признаки устройства, указанные в самостоятельном пункте формулы изобретения, являются необходимыми и достаточными для осуществления предложенного способа с обеспечением решения задачи изобретения. From the foregoing, it also follows that the distinguishing features of the device indicated in the independent claim are necessary and sufficient to implement the proposed method with the solution of the problem of the invention.
Перфорация днища распределителя расплавленного материала в виде зазоров между отдельными элементами нагревающего радиатора позволяет упростить конструкцию распределителя, а выполнение этих элементов трубчатыми с оребренной или гладкой внешней поверхностью наиболее целесообразно как с точки зрения изготовления, так и эксплуатации. Perforation of the bottom of the distributor of molten material in the form of gaps between the individual elements of the heating radiator makes it possible to simplify the design of the distributor, and the implementation of these elements tubular with a ribbed or smooth outer surface is most appropriate both from the point of view of manufacture and operation.
Выполнение распределителя расплавленного материала в виде бункера для насыпного гранулируемого материала обеспечивает совмещение операций расплавления материала и дробления расплава на отдельные капли по месту осуществления и времени. The implementation of the distributor of molten material in the form of a hopper for bulk granular material provides a combination of the operations of melting the material and crushing the melt into separate drops at the place of implementation and time.
Система разгрузки и отделения гранул от жидкости в виде транспортера драги с сетчатым или решетчатыми скребками позволяет дополнительно упростить устройство, повысить его надежность за счет исключения возможности образования пробок и снизить расход охлаждающей жидкости. The system of unloading and separating the granules from the liquid in the form of a dredge conveyor with mesh or trellised scrapers makes it possible to further simplify the device, increase its reliability by eliminating the possibility of formation of plugs and reducing the consumption of coolant.
На фиг.1 показана схема предлагаемого устройства для гранулирования материалов; на фиг.2 схема, поясняющая способ гранулирования. Figure 1 shows a diagram of the proposed device for granulating materials; 2 is a diagram illustrating a granulation method.
Способ осуществляют путем последовательного выполнения следующих операций:
расплавление гранулируемого материала, например кусковой серы;
осуществление дробления расплава этого материала на отдельные капли, размер которых меньше проектного размера гранул (при этом возможно совмещение указанных выше операций по месту осуществления и времени);
пропускание под собственным весом капель расплава материала последовательно через воздушную среду и верхний буферный слой охлаждающей жидкости, плотность которой меньше, а вязкость больше, чем жидкости нижнего основного слоя;
задерживание капель расплава материала на границе между этими слоями охлаждающей жидкостями, и производят формирование гранул укрупнением этих капель при соударении и слипании их друг с другом. Размер гранул регулируют путем изменения плотности и вязкости жидкости верхнего буферного слоя и(или) жидкости нижнего основного слоя;
образованные гранулы материала подвергают охлаждению, при котором, падая в охлаждающей жидкости нижнего основного слоя, материал в гранулах кристаллизуется;
отделение полученного гранулированного материала от охлаждающей жидкости и сушка.The method is carried out by sequentially performing the following operations:
melting granular material, for example lump sulfur;
crushing the melt of this material into separate droplets, the size of which is smaller than the design size of the granules (it is possible to combine the above operations at the place of implementation and time);
passing, under its own weight, drops of the melt of the material sequentially through the air and the upper buffer layer of the cooling liquid, the density of which is lower and the viscosity is greater than the liquid of the lower main layer;
retention of droplets of the melt of the material at the boundary between these layers of coolant, and granules are formed by enlargement of these droplets upon collision and their adhesion to each other. The granule size is controlled by changing the density and viscosity of the liquid of the upper buffer layer and (or) the liquid of the lower base layer;
the formed granules of the material are subjected to cooling, in which, falling in the coolant of the lower base layer, the material crystallizes in the granules;
separation of the obtained granular material from the coolant and drying.
Пример. Способ гранулирования материалов реализуется с помощью устройства (фиг. 1), включающего емкость 1 для охлаждающей жидкости, имеющей два несмешивающихся между собой слоя 2 и 3. При этом жидкость верхнего буферного слоя 2 имеет плотность меньше, а вязкость больше, чем жидкость нижнего основного слоя 3. В верхней части емкости 1 расположен с воздушным промежутком 4 относительно поверхности (уровня) 5 охлаждающей жидкости распределитель 6 расплавленного материала, который может быть выполнен в виде бункера для насыпного гранулированного материала 7 или емкости для уже готового расплава этого материала. Распределитель 6 имеет днище в виде подключенного к паропроводу 8 нагревающего радиатора (теплообменника) 9 с перфорацией для образования капель 10, размер d которых меньше проектного размера D гранул 11. Перфорация может быть выполнена в виде зазоров δ между отдельными элементами 12 нагревающего радиатора. Наиболее целесообразная форма этих элементов 12 - трубчатая с оребренной или гладкой внешней поверхностью. Система разгрузки и отделения гранул от жидкости выполнена в виде транспортера-драги 13 с сетчатыми или решетчатыми скребками 14, заключенной в короб 15. Под транспортером-драгой 13 установлен сборник 16 гранул. Емкость 1 соединена с системой охлаждения в жидкости, имеющей трубопроводы 17-19, насос 20 и холодильную машину 21. Example. The method of granulating materials is implemented using a device (Fig. 1), which includes a
Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.
В емкость 1 заливают охлаждающую жидкость нижнего основного слоя 3, например воду или воду с добавкой этиленгликоля или хлористого кальция. Над этой жидкостью размещают верхний буферный слой 2 (20-30 мм) несмешивающейся с ней жидкости на основе нефтепродуктов, имеющей плотность меньше, а вязкость больше, чем жидкости 3. Через элементы 12 нагревающего радиатора 9 пропускают от паропровода 8 пар с температурой около 130oC, а в распределитель (бункер) 6 засыпают гранулируемый материал (серу) 7. Включают транспортер-драгу 13 и систему охлаждения жидкости. Кусковый материал начинает нагреваться и плавиться. При этом плавится только тонкий пограничный слой, прилегающий к элементам 12 радиатора 9. Расплав материала проникает в зазоры d (0,3-0,5 мм) между элементами 12, обтекает их и срывается вниз, образуя капли 10, размер d которых существенно меньше проектного размера D гранул 11 (фиг. 2). Таким образом, операции расплавления материала и его дробления на отдельные капли совмещены по месту осуществления и времени. Капли 10 падают в одни и те же точки на поверхности 5 верхнего буферного слоя 2 охлаждающей жидкости, а первоначальное падение в воздушной среде через промежуток 4 дает им энергию, необходимую для пробивания слоя 2 жидкости. На границе слоев 2 и 3 охлаждающей жидкости капли 10 за счет сил поверхностного натяжения зависают и при соударении слипаются и укрупняются до размера гранул 11, обволакиваясь защитной пленкой жидкости верхнего буферного слоя 2. После того, как вес гранул 11 превысит силу поверхностного натяжения, они выпадают в нижний основной слой 3 охлаждающей жидкости и, падая в ней, охлаждаются и кристаллизуются. Размер гранул 11 регулируют изменением плотности и вязкости слоев 2 и 3 жидкости. Например, разбавляя буферный слой 2 жидкости соляром или уайт-спиритом, можно уменьшить вязкость и соответственно размер гранул 11, а добавляя в нее вязкое минеральное масло (нигрол), увеличить крупность гранул. Выпавшие в осадок гранулы 11 попадают на транспортер-драгу 13, которая перемещает их скребками 14 в сборник 16, одновременно отделяя охлаждающую жидкость. Из сборника 16 гранулы направляют на сушку. Нагретая жидкость поступает с трубопровод 17 и насосом 20 по трубопроводу 18 подается в холодильную машину 21, а из нее через трубопровод 19 уже охлажденной возвращается в емкость 1.In the
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5028048 RU2075997C1 (en) | 1992-02-20 | 1992-02-20 | Method and apparatus for material granulation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5028048 RU2075997C1 (en) | 1992-02-20 | 1992-02-20 | Method and apparatus for material granulation |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2075997C1 true RU2075997C1 (en) | 1997-03-27 |
Family
ID=21597252
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5028048 RU2075997C1 (en) | 1992-02-20 | 1992-02-20 | Method and apparatus for material granulation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2075997C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2643556C1 (en) * | 2016-11-15 | 2018-02-02 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром переработка" (ООО "Газпром переработка") | Device for cryogenic granulation of liquid sulphur |
RU2645134C1 (en) * | 2016-11-15 | 2018-02-15 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром переработка" | Device for granulating liquid sulfur |
-
1992
- 1992-02-20 RU SU5028048 patent/RU2075997C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Авторское свидетельство СССР N 374093, кл. B 01 J 2/06, 1973. 2. Авторское свидетельство СССР N 1526803, кл. B 01 J 2/06, 1989. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2643556C1 (en) * | 2016-11-15 | 2018-02-02 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром переработка" (ООО "Газпром переработка") | Device for cryogenic granulation of liquid sulphur |
RU2645134C1 (en) * | 2016-11-15 | 2018-02-15 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром переработка" | Device for granulating liquid sulfur |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7251498B2 (en) | Granulated iron manufacturing equipment | |
JP7247934B2 (en) | Granulated iron manufacturing equipment | |
US4294310A (en) | Method for charging and discharging a latent-heat storage medium and heat storage | |
EP1412069B1 (en) | Fluid bed granulation | |
US3446877A (en) | Process for producing prills | |
US2570423A (en) | Apparatus for pelleting solids | |
RU2075997C1 (en) | Method and apparatus for material granulation | |
CN215139614U (en) | Thermoplastic retired ammunition centrifugal granulation device | |
US2887723A (en) | Process for granulating material | |
US4234318A (en) | Process for granulation of sulfur | |
US4482358A (en) | Granular bed filtering device | |
US4522377A (en) | Method and apparatus for processing slag | |
JP7435540B2 (en) | Granular pig iron manufacturing equipment and granular pig iron manufacturing method | |
CA1151372A (en) | Method of sulfur prilling | |
JP7380634B2 (en) | Granular pig iron production equipment and method for cooling granular pig iron | |
JP2023032091A (en) | Granular iron manufacturing apparatus and granular iron manufacturing method | |
US1937757A (en) | Manufacture of sodium nitrate | |
US2581573A (en) | Method for separating waxy and oily materials | |
JP2004181361A (en) | Melt treatment facility in waste melt treatment | |
JP7409576B1 (en) | Granular metal manufacturing equipment | |
CN105414557A (en) | Liquid metal granulating system by adopting full-automatic program control dry process and method of liquid metal granulating system | |
RU2229332C2 (en) | Method of production of granules from a melt and a device for its realization | |
WO2024042824A1 (en) | Granular metal production device | |
SU1206245A1 (en) | Method of granulating melt and device for effecting same | |
RU2113317C1 (en) | Apparatus for manufacturing metal granules |