RU2113898C1

RU2113898C1 - Granulator of fertilizers

Info

Publication number: RU2113898C1
Application number: RU96117684A
Authority: RU
Inventors: Сергей Васильевич Мазниченко; Леонид Федорович Енин; Виктор Ксенофонтович Киселев; Николай Васильевич Подерягин; Леонид Иванович Шутенко
Original assignee: Горловское открытое акционерное общество "Концерн Стирол"
Priority date: 1995-11-28
Filing date: 1996-09-03
Publication date: 1998-06-27
Also published as: UA39119C2

Abstract

FIELD: chemical industry. SUBSTANCE: granulator has inclined belt conveyer, covering of upper working branch of belt, and loading and unloading devices. Covering of upper working branch of belt has side walls and flat cover in which melt sprayers are positioned. Loading device is arranged in upper part of conveyer. It has series-connected cyclone separator, sluice feeder and shelved distributor. Unloading device is made as vertical vacuum material duct. Lower part of the latter houses vibration screen, two discharge connecting pipes, and air take-up window. In upper part material duct is coupled to cyclone separator. Middle part of material duct is adjacent to lower part of inclined belt conveyer. In this part material duct is provided with discharge window and connecting pipes for feeding of recycle and taking up of air. These operations may be controlled. EFFECT: favorable conditions for granulation in thin layer, on flat developed surface. 2 dwg

Description

Изобретение относится к области гранулирования материалов, преимущественно минеральных удобрений, и может быть использовано в химической и других отраслях промышленности. The invention relates to the field of granulation of materials, mainly mineral fertilizers, and can be used in chemical and other industries.

В технике гранулирования минеральных удобрений используются ленточные грануляторы окатывания, в которых формирование сферических гранул достигается агрегированием и наслаиванием частиц с уплотнением структуры на поверхности конвейерной ленты. Основным требованием, предъявленным к грануляторам окатывания, является высокая производительность при обеспечении однородного гранулометрического состава и требуемых физико-механических характеристик гранулята, так называемая производительность по готовому продукту (Вилесов Н.Г. Процессы гранулирования в промышленности. - Киев: Техника, 1976). In the technique of granulating mineral fertilizers, tape pelletizing granulators are used in which the formation of spherical granules is achieved by aggregation and layering of particles with compaction of the structure on the surface of the conveyor belt. The main requirement for pelletizing granulators is high productivity while ensuring a homogeneous granulometric composition and the required physical and mechanical characteristics of the granulate, the so-called finished product performance (N.V. Vilesov, Industrial granulation processes. - Kiev: Technique, 1976).

Известен гранулятор минеральных удобрений, содержащий наклонный ленточный конвейер с регулируемым углом наклона и устройство для подачи увлажненного порошкообразного материала (Классен П.В. Основы техники гранулирования. - М.: Химия, 1982, с. 206 - 207). Лента конвейера движется вверх навстречу скатывающимся под действием собственного веса частицам, которые по мере укрупнения достигают заданных размеров и покидают поверхность ленты в нижней части конвейера. Known granulator of mineral fertilizers containing an inclined belt conveyor with an adjustable angle of inclination and a device for feeding moistened powder material (Klassen P.V. Fundamentals of granulation technology. - M .: Chemistry, 1982, S. 206 - 207). The conveyor belt moves upward towards the particles sliding down under the action of their own weight, which, as they become larger, reach the specified sizes and leave the surface of the belt at the bottom of the conveyor.

Основным недостатком данного гранулятора является низкая производительность по готовому продукту, обусловленная тем, что мелкие частицы концентрируются во внутренней области сечения слоя материала и изолированы от подаваемого материала крупными гранулами, которые увеличиваются сверх заданного размера. Таким образом, процесс гранулообразования идет недостаточно интенсивно, а гранулят содержит большое количество гранул нетоварных фракций. The main disadvantage of this granulator is the low productivity of the finished product, due to the fact that small particles are concentrated in the inner region of the cross section of the material layer and are isolated from the feed material by large granules that increase in excess of a given size. Thus, the granulation process is not intensive enough, and the granulate contains a large number of granules of non-commodity fractions.

Известен гарнулятор минеральных удобрений, содержащий наклонный ленточный конвейер, загрузочное устройство и распылитель жидкости [1]. Барабаны, между которыми натянута лента, выполнены в виде конусов, направленных меньшими основаниями в противоположные стороны, благодаря чему верхняя рабочая ветвь ленты приобретает изгиб по диагонали и гранулы различного размера движутся по разным траекториям. Known fertilizer fertilizer containing inclined belt conveyor, loading device and a spray liquid [1]. The drums, between which the tape is stretched, are made in the form of cones directed by smaller bases in opposite directions, due to which the upper working branch of the tape acquires a diagonal bend and granules of various sizes move along different trajectories.

В данном устройстве созданы благоприятные условия для гранулообразования наиболее мелких частиц, однако основная масса материала в виде гранул крупных фракций сосредоточивается на периферии рабочей поверхности ленты. При этом в целом снижается эффективность использования поверхности гранулятора, а следовательно, и его производительность. This device creates favorable conditions for granulation of the smallest particles, however, the bulk of the material in the form of granules of large fractions is concentrated on the periphery of the working surface of the tape. At the same time, the overall efficiency of using the surface of the granulator is reduced, and therefore its productivity.

Наиболее близким к заявляемому по совокупности признаков и достигаемому результату является гранулятор минеральных удобрений [2]. Гранулятор содержит наклонный ленточный конвейер, укрытие верхней рабочей ветви ленты, имеющее боковые стенки и плоскую крышку, в которой установлены распылители плава, а также загрузочное и разгрузочное устройства. В предпочтительном варианте осуществления изобретения распылители плава размещены в верхней части наклонного ленточного конвейера. Загрузочное устройство расположено в нижней части наклонного ленточного конвейера и выполнено в виде загрузочной воронки. Разгрузочное устройство представляет собой переливную трубу, закрепленную на боковой стенке укрытия. The closest to the claimed combination of features and the achieved result is a granulator of mineral fertilizers [2]. The granulator contains an inclined belt conveyor, a shelter for the upper working branch of the belt, having side walls and a flat cover in which melt sprayers are installed, as well as loading and unloading devices. In a preferred embodiment, the melt sprays are located at the top of the inclined belt conveyor. The loading device is located in the lower part of the inclined belt conveyor and is made in the form of a loading funnel. The unloading device is an overflow pipe mounted on the side wall of the shelter.

В данном устройстве гранулообразование осуществляется в рабочем пространстве, ограниченном верхней рабочей ветвью ленты и укрытием, причем в процессе работы верхняя рабочая ветвь ленты принимает форму желоба. Частицы материала подаются на рабочую поверхность ленты в нижней части конвейера. При движении снизу вверх лента увлекает частицы из нижней части слоя, которые затем под действием силы тяжести скатываются, возвращаясь в верхний слой. В результате этого частицы нижней части слоя, контактирующие с лентой, приобретают восходящее движение, а частицы верхней части слоя - нисходящее и постепенно занимают место частиц нижней части слоя. In this device, granule formation is carried out in the working space limited by the upper working branch of the tape and the shelter, and in the process, the upper working branch of the tape takes the form of a gutter. Particles of material are fed onto the working surface of the belt at the bottom of the conveyor. When moving from bottom to top, the tape carries away particles from the lower part of the layer, which then roll under the action of gravity, returning to the upper layer. As a result, the particles of the lower part of the layer in contact with the tape acquire an upward movement, and the particles of the upper part of the layer become descending and gradually take the place of the particles of the lower part of the layer.

Известное устройство в отличие от аналогов обеспечивает достаточную подвижность и перемешивание частиц, благодаря чему процесс гранулообразования идет более интенсивно, при эффективном использовании всей рабочей поверхности ленты, что положительно сказывается на производительности гранулятора. Из описания изобретения следует, что наличие герметичного укрытия с распылителями плава дает дополнительную возможность наращивания гранул путем последовательного нанесения слоев плава в виде насыщенного раствора на поверхность частиц. Однако в данном устройстве из-за концентрации основной массы материала в нижней части желоба создаются крайне неблагоприятные условия для охлаждения и отвода конденсата, образующегося при кристаллизации плава на поверхности частиц, и, кроме того, затруднительно равномерное орошение плавом частиц в толстом слое материала. The known device, in contrast to analogues, provides sufficient mobility and mixing of particles, due to which the granulation process is more intensive, with the effective use of the entire working surface of the tape, which positively affects the performance of the granulator. From the description of the invention it follows that the presence of a sealed shelter with melt sprays makes it possible to build up granules by successively applying layers of melt in the form of a saturated solution on the surface of the particles. However, in this device, due to the concentration of the bulk of the material in the lower part of the trough, extremely unfavorable conditions are created for cooling and drainage of condensate formed during crystallization of the melt on the surface of the particles, and, in addition, it is difficult to uniformly melt the particles in a thick layer of material.

По вышеизложенным причинам использование гранулятора описанной конструкции не дает практической возможности получать гранулят заданного гранулометрического состава, что снижает производительность устройства по готовому продукту. For the above reasons, the use of a granulator of the described design does not give a practical opportunity to obtain granules of a given particle size distribution, which reduces the productivity of the device for the finished product.

Задачей изобретения является создание гранулятора минеральных удобрений, в котором новое выполнение загрузочного и разгрузочного устройств и их взаимное расположение позволили бы создать благоприятные условия для гранулообразования в тонком слое на плоской развитой поверхности при обеспечении заданного гранулометрического состава, что способствует повышению производительности гранулятора по готовому продукту. The objective of the invention is the creation of a granulator of mineral fertilizers, in which the new implementation of the loading and unloading devices and their mutual arrangement would create favorable conditions for granulation in a thin layer on a flat developed surface while providing a given particle size distribution, which helps to increase the productivity of the granulator for the finished product.

Для решения указанной задачи в грануляторе минеральных удобрений, содержащем наклонный ленточный конвейер, укрытие верхней рабочей ветви ленты, имеющее боковые стенки и плоскую крышку, в которой установлены распылители плава, загрузочное и разгрузочное устройства, согласно изобретению загрузочное устройство расположено в верхней части наклонного ленточного конвейера и содержит последовательно соединенные между собой циклонный сепаратор, шлюзовый питатель и полочный распределитель, разгрузочное устройство выполнено в виде вертикального вакуумного материалопровода, в нижней части которого установлены вибрационное сито, два выгрузочных штуцера и окно для забора воздуха, в верхней части вертикальный вакуумный материалопровод соединен с циклонным сепаратором, при этом в средней части, прилегающей к нижней части наклонного ленточного конвейера, вертикальный вакуумный материалопровод снабжен выгрузочным окном и штуцерами для подачи ретура и забора воздуха с возможностью регулирования. To solve this problem, in a granulator of mineral fertilizers containing an inclined belt conveyor, a shelter for the upper working branch of the belt, having side walls and a flat cover in which the spray guns are installed, a loading and unloading device, according to the invention, a loading device is located in the upper part of the inclined belt conveyor and contains a cyclone separator, airlock feeder and a shelf distributor connected in series, the discharge device is made in the form of a vertical vacuum vacuum pipe, in the lower part of which there is a vibrating sieve, two discharge unions and a window for air intake, in the upper part, a vertical vacuum material pipe is connected to a cyclone separator, while in the middle part adjacent to the lower part of the inclined belt conveyor, the vertical vacuum material pipe is equipped with an unloading window and fittings for supplying retur and air intake with the possibility of regulation.

В заявленном грануляторе минеральных удобрений за счет нового выполнения загрузочного и разгрузочного устройств, наличия связи между ними и их взаимного расположения относительно орошаемой плавом рабочей ветви ленты обеспечена возможность дозированной равномерной по ширине ленты подачи ретура заданного размера и осуществления гранулообразования в тонком слое на плоской, развитой по длине и ширине поверхности. Это позволяет эффективно сочетать окатывание с диспергированием плава на поверхность частиц, причем размер гранул формируется в результате последовательного нанесения слоев плава на поверхность ретура и лишь незначительно изменяется в процессе окатывания на поверхности. С точки зрения качества продукта именно такой режим в технике гранулирования минеральных удобрений признан наиболее благоприятным (Классен П.В. Основные процессы технологии минеральных удобрений. М.: Химия, 1990, с. 148). In the claimed granulator of mineral fertilizers due to the new implementation of the loading and unloading devices, the presence of a connection between them and their relative position relative to the melt-irrigated working branch of the tape, it is possible to dose the retura of a given size uniformly across the width of the tape and to granulate in a thin layer on a flat, length and width of the surface. This allows you to effectively combine rolling with dispersion of the melt on the surface of the particles, and the size of the granules is formed as a result of successive deposition of layers of melt on the surface of the retur and only slightly changes during the rolling on the surface. From the point of view of product quality, such a regime in the technique of granulating mineral fertilizers is recognized as the most favorable (Klassen P.V. Basic processes of the technology of mineral fertilizers. M: Chemistry, 1990, p. 148).

Таким образом, гранулят, полученный с помощью заявляемого устройства, отличается от аналогичного продукта известных устройств более высоким процентным содержанием товарной фракции и качеством, что способствует повышению производительности гранулятора по готовому продукту. Thus, the granulate obtained using the inventive device differs from a similar product of the known devices in a higher percentage of product fraction and quality, which helps to increase the productivity of the granulator in the finished product.

На фиг. 1 представлен продольный разрез, а на фиг. 2 - поперечный разрез А-А гранулятора минеральных удобрений. In FIG. 1 is a longitudinal section, and FIG. 2 is a transverse section aa of a granulator of mineral fertilizers.

Гранулятор минеральных удобрений содержит наклонный ленточный конвейер 1, укрытие верхней рабочей ветви 2 ленты, имеющее боковое стенки 3 и плоскую крышку 4, в которой установлены распылители 5 плава. В верхней части наклонного ленточного конвейера 1 расположено загрузочное устройство 6, содержащее последовательно соединенные между собой циклонный сепаратор 7, шлюзовый питатель 8 и полочный распределитель 9. Разгрузочное устройство выполнено в виде вертикального вакуумного материалопровода 10, в нижней части которого установлены вибрационное сито 11, выгрузочные штуцеры 12 и 13, а также окно 14 для забора воздуха. В верхней части вертикальный вакуумный материалопровод 10 соединен с циклонным сепаратором 7. The granulator of mineral fertilizers contains an inclined belt conveyor 1, a shelter for the upper working branch 2 of the belt, having side walls 3 and a flat cover 4, in which spray guns 5 are installed. In the upper part of the inclined belt conveyor 1 there is a loading device 6 containing a cyclone separator 7, a lock feeder 8 and a shelf distributor 9. The discharge device is made in the form of a vertical vacuum material pipe 10, in the lower part of which a vibrating sieve 11, discharge unions are installed 12 and 13, as well as a window 14 for air intake. In the upper part, a vertical vacuum material pipe 10 is connected to a cyclone separator 7.

В средней части, прилегающей к нижней части наклонного ленточного конвейера 1, вертикальный вакуумный материалопровод 10 снабжен выгрузочным окном 15, штуцером 16 для подачи ретура и штуцером 17 для забора воздуха с возможностью регулирования. В боковых стенках 3 укрытия верхней рабочей ветви 2 ленты имеются смотровые окна 18. In the middle part adjacent to the lower part of the inclined belt conveyor 1, the vertical vacuum material pipe 10 is equipped with an unloading window 15, a fitting 16 for supplying a reture and a fitting 17 for air intake with the possibility of regulation. In the side walls 3 of the shelter of the upper working branch 2 of the tape there are viewing windows 18.

Верхняя рабочая ветвь 2 ленты наклонена в сторону выгрузки, при этом угол наклона находится в пределах 45 - 60^o. Окончательный выбор угла наклона производится при накладке гранулятора, исходя из физических свойств гранулируемого материала.The upper working branch 2 of the tape is inclined towards the discharge side, while the angle of inclination is in the range of 45 - 60 ^o . The final choice of the angle of inclination is made with the overlay of the granulator, based on the physical properties of the granulated material.

Гранулообразование осуществляется в замкнутом рабочем пространстве, ограниченном снизу верхней рабочей ветвью 2 ленты, с боков стенками 3 укрытия и сверху плоской крышкой 4, в которой установлены распылители 5 плава. В представленном варианте осуществления изобретения использованы шесть распылителей 5 плава, которые размещены на равном расстоянии от верхней рабочей ветви 2 ленты. В общем случае их количество и способ расположения зависят от размеров ленты и характеристик самих распылителей, важно при этом обеспечить равномерность орошения слоя частиц, находящихся в рабочем пространстве гранулятора. Pelletization is carried out in a closed working space, bounded below by the upper working branch 2 of the tape, with the sides of the walls 3 of the shelter and the top with a flat cover 4, in which there are sprayers 5 melt. In the presented embodiment of the invention, six spray 5 melt are used, which are placed at an equal distance from the upper working branch 2 of the tape. In general, their number and location method depend on the size of the tape and the characteristics of the nebulizers themselves, it is important to ensure uniform irrigation of the layer of particles located in the working space of the granulator.

Загрузочное устройство 6 предназначено для формирования потока и разномерной подачи ретура требуемого размера (0,5 - 2,5 мм) на рабочую поверхность ленты. The loading device 6 is designed to form a stream and multidimensionally supply the retur of the required size (0.5 - 2.5 mm) to the working surface of the tape.

Разгрузочное устройство, выполненное в виде вертикального вакуумного материалопровода 10, предназначено для приема и классификации гранулята, поступающего из рабочего пространства гранулятора, на три фракции: товарную (гранулы размером 2,5 - 4,5 мм), некондиционную (гранулы размером более 4,5 мм) и ретур (гранулы размером менее 2,5 мм), а также дозированной подачи ретура к загрузочному устройству 6. Возможность дозирования количества и размера гранул ретура обеспечивается с помощью штуцера 17 для регулируемого забора воздуха, установленного в средней части вертикального вакуумного материалопровода 10. The unloading device, made in the form of a vertical vacuum material pipe 10, is designed to receive and classify the granulate coming from the granulator’s working space into three fractions: marketable (granules 2.5 - 4.5 mm in size), substandard (granules larger than 4.5 mm) and retur (granules with a size of less than 2.5 mm), as well as a metered feed of the retur to the loading device 6. The possibility of dosing the number and size of granules of the retur is provided using a fitting 17 for an adjustable air intake installed in days vertical portion 10 of the vacuum conveyor line.

Заявляемый гранулятор минеральных удобрений работает следующим образом. The inventive granulator of mineral fertilizers works as follows.

При пуске гранулятора вытяжным вентилятором (на чертеже не показан) в вертикальном вакуумном материалопроводе 10 создается вакуум. Холодный воздух в необходимом количестве через окно 14, вертикальный вакуумный материлопровод 10 и циклонный сепаратор 7 поступает на всас вытяжного вентилятора через промыватель (на чертеже не показан) и выбрасывается в атмосферу. Наклонный ленточный конвейер 1 приводится в движение в направлении к загрузочному устройству 6. Одновременно через штуцер 16 подается ретур: при пуске - в виде готового продукта из мешкотары, а в дальнейшем - от дробилки (на чертеже не показана). Далее ретур по вертикальному вакуумному материалопроводу 10 направляется к загрузочному устройству 6, проходит циклонный сепаратор 7, где продукт в виде пыли вытяжным вентилятором направляется на промыватель. При этом гранулы размером 0,5 - 2,5 мм через шлюзовый питатель 8 и полочный распределитель 9 поступают на верхнюю рабочую ветвь 2 ленты и равномерно тонким слоем распределяются по ширине ленты. Попадая в рабочее пространство гранулятора, гранулы свободно катятся по поверхности ленты под действием силы тяжести и силы трения качения. При этом каждая гранула подвергается многократному последовательному напылению плава на ее поверхность. Размер гранулы зависит от времени ее пребывания в рабочем пространстве гранулятора, которое определяется углом наклона конвейера и скоростью встречного движения ленты. При гранулировании аммиачной селитры, например, угол наклона конвейера составляет 45 - 60^o, а скорость движения ленты - 1 - 2,5 м/с.When starting the granulator with an exhaust fan (not shown in the drawing), a vacuum is created in the vertical vacuum material pipe 10. The required amount of cold air through the window 14, the vertical vacuum material conduit 10 and the cyclone separator 7 enters the inlet of the exhaust fan through a washer (not shown in the drawing) and is released into the atmosphere. The inclined belt conveyor 1 is driven in the direction of the loading device 6. At the same time, a retur is fed through the nozzle 16: at start-up, in the form of a finished product from a bag, and subsequently from a crusher (not shown in the drawing). Next, the retur through a vertical vacuum material pipe 10 is directed to the loading device 6, passes the cyclone separator 7, where the product in the form of dust is sent to the washer by an exhaust fan. At the same time, granules with a size of 0.5 - 2.5 mm through the airlock feeder 8 and the shelf distributor 9 enter the upper working branch 2 of the tape and are evenly distributed with a thin layer along the width of the tape. Getting into the working space of the granulator, granules freely roll on the surface of the belt under the action of gravity and rolling friction. Moreover, each granule is subjected to multiple sequential spraying of melt on its surface. The size of the granule depends on the time of its stay in the working space of the granulator, which is determined by the angle of the conveyor and the speed of the oncoming movement of the belt. When granulating ammonium nitrate, for example, the angle of the conveyor is 45 - 60 ^o , and the speed of the belt is 1 - 2.5 m / s.

Напыленные гранулы покидают рабочее пространство гранулятора и через выгрузочное окно 15 попадают в вертикальный вакуумный материалопровод 10. Здесь гранулы размером более 2,5 мм под действием собственного веса опускаются вниз, охлаждаются и, попадая на вибрационное сито 11, разделяются на товарную и некондиционную фракции. Товарная фракция через выгрузочный штуцер 12 поступает на упаковку, а некондиционный продукт через выгрузочный штуцер 13 направляется на дробилку (на чертеже не показана) для повторного использования в качестве ретура. Sprayed granules leave the working space of the granulator and through the discharge window 15 fall into a vertical vacuum material conduit 10. Here, granules larger than 2.5 mm are lowered by their own weight, cooled down, and falling onto a vibrating sieve 11, they are divided into commercial and substandard fractions. Commodity fraction through the discharge nozzle 12 enters the packaging, and the substandard product through the discharge nozzle 13 is sent to the crusher (not shown) for reuse as retour.

Гранулы размером менее 2,5 мм увлекаются вверх по вертикальному вакуумному материалопроводу 10 к загрузочному устройству 6, откуда вновь поступают в рабочее пространство гранулятора на повторное напыление. При этом подача требуемого количества ретура в загрузочное устройство 6 обеспечивается за свет регулируемого забора воздуха через штуцер 17. Granules with a size of less than 2.5 mm are carried upward along the vertical vacuum material pipe 10 to the loading device 6, from where they again enter the working space of the granulator for re-spraying. In this case, the supply of the required amount of reture to the loading device 6 is provided for by the light of an adjustable air intake through the fitting 17.

Таким образом, в заявляемом устройстве за счет заполнения загрузочного и разгрузочного устройств, наличия связи между ними и их взаимного расположения относительно орошаемой плавом верхней рабочей ветви ленты созданы благоприятные условия для гранулообразования в тонком слое при обеспечении заданного гранулометрического состава, что способствует повышению производительности гранулятора по готовому продукту. Thus, in the inventive device due to the filling of the loading and unloading devices, the presence of a connection between them and their relative position relative to the melt irrigated by the upper working branch of the tape, favorable conditions are created for granulation in a thin layer while providing a given particle size distribution, which helps to increase the productivity of the granulator according to the finished product.

Claims

A fertilizer granulator containing an inclined belt conveyor, a shelter of the upper working branch of the belt, having side walls and a flat cover in which melt sprays are installed, a loading and unloading device, characterized in that the loading device is located in the upper part of the inclined belt conveyor and contains connected in series between themselves a cyclone separator, airlock feeder and a shelf distributor, an unloading device made in the form of a vertical vacuum material pipe an ode, in the lower part of which there is a vibrating sieve, two discharge unions and a window for air intake, in the upper part a vertical vacuum material pipe is connected to a cyclone separator, while in the middle part adjacent to the lower part of the inclined belt conveyor, the vertical vacuum material pipe is equipped with a discharge window and fittings for supplying retur and air intake with the possibility of regulation.