RU2325414C2 - Способ получения гранул сажи - Google Patents
Способ получения гранул сажи Download PDFInfo
- Publication number
- RU2325414C2 RU2325414C2 RU2006121848/15A RU2006121848A RU2325414C2 RU 2325414 C2 RU2325414 C2 RU 2325414C2 RU 2006121848/15 A RU2006121848/15 A RU 2006121848/15A RU 2006121848 A RU2006121848 A RU 2006121848A RU 2325414 C2 RU2325414 C2 RU 2325414C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- granules
- carbon black
- solution
- molasses
- soot
- Prior art date
Links
Landscapes
- Treatment Of Sludge (AREA)
- Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
Abstract
Изобретение относится к технологии получения гранулированной сажи, содержащей преимущественно крупносферические гранулы и использующейся в качестве усиливающего наполнителя эластомеров, а также в качестве исходного материала для получения сорбентов и носителей катализаторов. Способ получения гранул сажи включает последовательное смешение в двух зонах горизонтально движущегося и вращающегося с линейной скоростью 5-12 м/с потока сажи с раствором, имеющим различную концентрацию связующей добавки - мелассы до образования гранул и их последующую сушку. Количество мелассы, подаваемой в первую зону, составляет 77-80% от требуемого на грануляцию количества, остальную часть раствора мелассы 20-23% подают во вторую зону. Изобретение обеспечивает получение гранул с размером 3-8 мм. 1 табл., 1 ил.
Description
Изобретение относится к технологии получения гранулированной сажи, содержащей преимущественно крупносферические гранулы и использующейся в качестве усиливающего наполнителя эластомеров, а также в качестве исходного материала для получения сорбентов и носителей катализаторов.
Известны способы получения крупных гранул сажи, включающие смешение пылящей сажи с раствором связующей добавки и продавливание полученной влажной массы под давлением через фильеры с последующими окатыванием и сушкой полученных сферических гранул. Полученный таким образом гранулят отличается средним диаметром частиц от 0,5 до 4,0 мм (Заявка на Европейский патент №0807669, кл. С09С 1/58 и патент США №5480626, кл. С09С 1/58).
Недостатком известных способов получения гранул сажи является сложное аппаратурное оформление технологического процесса, который является энергозатратным в связи с необходимостью использования высокого давления в системе. Кроме того, этим способом невозможно получение качественных гранул размером более 4 мм.
Известен способ получения гранул сажи, включающий смешение сажи с 10-50% общего количества 0,5-1,0%-ного раствора связующей добавки до получения однородной смеси. Смешение осуществляют путем перемешивания в аппарате типа молотковой мельницы или микроизмельчителя. Затем полученную смесь перемещают в смеситель-гранулятор, где в нее подают 90-50% общего количества раствора связующей добавки. Полученную влажную массу обрабатывают в горизонтально движущемся, вращающемся потоке с получением влажных гранул, которые подвергают сушке (Патент Великобритании №1370704, кл. С09С 1/58, прототип).
Недостатком известного способа получения гранул сажи является необходимость наличия отдельного аппарата для смешивания сажи с раствором связующей добавки и невозможность получения гранул размером более 2 мм.
Целью данного изобретения является получение гранул сажи заданного размера - от 3 до 8 мм.
Предлагаемый способ получения гранул сажи включает смешение сажи с водным раствором связующей добавки в два приема с образованием потока однородной, влажной массы сажи, обработку массы сажи путем вращение движущегося потока с линейной скоростью 5-12 м/с до образования влажных гранул сажи и их последующую сушку. Причем водный раствор мелассы подают последовательно в две точки смесителя-гранулятора: в первую с расходом 1400-1450 кг/час при концентрации мелассы 0,4-0,7% по сухому остатку, а через 0,6-0,9 минуты раствор подают во вторую точку смесителя-гранулятора с расходом 350-430 кг/час при концентрации мелассы 1,6-4,2% по сухому остатку.
Отличительными признаками предлагаемого изобретения является обеспечение вращения движущегося потока сажи с линейной скоростью 5-12 м/с, а также использование в качестве связующей добавки водного раствора мелассы. Раствор мелассы подают последовательно в две точки смесителя-гранулятора: в первую с расходом 1400-1450 кг/час при концентрации мелассы 0,4-0,7% по сухому остатку, а через 0,6-0,9 минуты раствор мелассы подают во вторую точку смесителя-гранулятора с расходом 350-430 кг/час при концентрации мелассы 1,6-4,2% по сухому остатку.
Предлагаемая совокупность существенных признаков позволит осуществить получение гранул сажи заданного размера - от 3 до 8 мм.
В процессе мокрого гранулирования сажи условно можно выделить четыре стадии: индукционный период, стадию уплотнения, стадию стабилизации структуры и стадию роста гранул. В индукционном периоде происходит смачивание, разделение и уплотнение агрегатов сажи до критической объемной массы. Эти процессы происходят параллельно друг другу.
Смачивание приводит к ослаблению сил сцепления между агрегатами сажи, что способствует их разделению и перестройке структуры гранулируемой массы. Для быстрого смачивания необходимо большое количество водного раствора связующей добавки, в качестве которой, как правило, используют поверхностно-активные вещества, концентрация которых не превышает 0,4-0,7 мас.% (по сухому остатку).
Уменьшение концентрации раствора ниже 0,4% приводит к увеличению времени смачивания сажи, а увеличение более 0,7% приводит к повышению расхода связующей добавки.
После достижения критической объемной массы происходит лавинообразное слипание агломератов сажи с образованием непрочных гранул. В период гранулообразования насыпная плотность резко возрастает со значения критической объемной массы до плотности, определяемой структурностью сажи.
После образования гранул начинается самая продолжительная стадия процесса - уплотнение, стабилизация структуры и формы гранул. В это время происходит уменьшение размера гранул, рост насыпного веса, а жидкость, содержащаяся в них, переходит из маятникового в канатное и далее - капиллярное состояние. Время, необходимое для этих процессов, составляет 0,2-0,3 от общего времени гранулирования.
Причем уменьшение его менее 0,2 от общего времени гранулирования приводит к получению менее крупных гранул, а увеличение более 0,3 - к уменьшению времени обработки гранул, несовершенству формы гранул и их меньшей плотности.
На стадии роста гранул под воздействием большого числа соударений структура гранулы постепенно уплотняется, в результате чего между частицами создается определенная минимальная толщина пленок, а часть жидкости вытесняется на поверхность, что способствует слипанию гранул между собой и их росту. В этот момент для усиления процесса роста гранул подают 20-23% от общего количества водного раствора связующей добавки с концентрацией в 4,0-6,0 раз большей, чем концентрация раствора, подаваемого на первой стадии. Это способствует падению насыпной плотности гранул и ускорению склеивания гранул между собой.
Снижение количества дополнительно подаваемого раствора связующей добавки менее 20% приводит к уменьшению диаметра гранул, а его увеличение более 23% способствует излишнему росту диаметра гранул. Уменьшение концентрации этой порции связующей добавки менее чем в 4 раза приводит к уменьшению диаметра гранул, а ее увеличение более чем в 6 раз также способствует излишнему росту диаметра гранул.
Важную роль в процессе получении крупных и прочных гранул имеет скорость вращения потока сажи. При низкой скорости вращения потока (менее 5 м/с) образуются гранулы псевдосферической формы. Высокая скорость вращения потока (более 12 м/с) приводит к получению большого количества мелких гранул.
На чертеже представлена принципиальная схема установки для осуществления предлагаемого способа получения гранул сажи.
Установка для получения гранул сажи включает: емкость для сажи 1, шлюзовой питатель 2, смеситель-гранулятор 3 с форсунками 4 и ротором (на чертеже не показан), который приводится во вращение с помощью электродвигателя 5. Смеситель-гранулятор 3 посредством насосов-дозаторов 6 и 7 связан с емкостями для водных растворов связующей добавки с малой концентрацией 8 и большой - 9 и посредством патрубка 10 с сушильным барабаном 11. Сушильный барабан 11, в свою очередь, через шлюзовой питатель 12 соединен с рассеивающим устройством 13.
Установка работает следующим образом.
Пылящая или гранулированная сажа из емкости 1 с помощью шлюзового питателя 2 поступает в смеситель-гранулятор 3, ротор которого приводится во вращение с помощью электродвигателя 5. С помощью насоса 6 в смеситель-гранулятор 3 из емкости 8 подают 77-80% необходимого для грануляции водного раствора связующей добавки (меласса) с концентрацией 0,4-0,7 мас.% (по сухому остатку) и распыляют его с помощью форсунок 4. Из емкости 9 насосом 7 в смеситель-гранулятор 3 подают оставшуюся часть - 20-23% необходимого для грануляции водного раствора связующей добавки с концентрацией 1,6-4,2 мас.% (по сухому остатку) и распыляют с помощью форсунок 4. Из смесителя-гранулятора 3 по патрубку 10 влажные гранулы поступают в сушильный барабан 11, где высушиваются до влажности 0,5-1,0%, а затем шлюзовым питателем 12 подают в рассеивающее устройство 13, где происходит разделение массы продукта на требуемые фракции. После рассева мелкие гранулы и их осколки возвращают на переработку в смеситель-гранулятор 3.
Пример 1 (по прототипу). Пылящую или гранулированную сажу в количестве 1750 кг смешивают в микроизмельчителе (на чертеже не показан) с 50% (875 кг) общего количества 0,5-1,0%-ного раствора связующей добавки до получения однородной смеси. Затем полученную смесь перемещают в смеситель-гранулятор, где в нее подают 875 кг раствора связующей добавки. При этом общее содержание связующей добавки в растворе составляет 0,4% (по сухому остатку). Полученную влажную массу обрабатывают в горизонтально движущемся и вращающемся с линейной скоростью 12 м/с в потоке сажи с получением влажных гранул, которые затем подвергают сушке.
Пример 2 (по предлагаемому изобретению). Пылящая или гранулированная сажа из емкости 1 в количестве 1750 кг поступает в смеситель-гранулятор, где с помощью ротора создается горизонтально движущийся вращающийся с линейной скоростью 5 м/с поток, в который последовательно в двух точка смесителя-гранулятора подают раствор мелассы, количество и концентрация которой различна. В первой точке подают 1400 кг раствора концентрацией 0,4% (по сухому остатку), а во второй - 350 кг раствора с концентрацией 1,6% (по сухому остатку). При этом общее содержание мелассы в растворе составляет 0,56% (по сухому остатку). Общее время грануляции сажи составляет 3 мин, а время пребывания сажи между точками подачи раствора связующей добавки 0,9 мин, а линейная скорость вращения потока сажи составляет 5 м/с.
Пример 3. По примеру 2, но в первой зоне подают 1420 кг раствора мелассы концентрацией 0,4% (по сухому остатку), а во второй - 400 кг раствора с концентрацией 1,6% (по сухому остатку), а линейная скорость вращения потока сажи составляет 12,0 м/с.
Пример 4. По примеру 2, но концентрация раствора мелассы в первой точке составляет 0,7% (по сухому остатку), а во второй - 2,8% (по сухому остатку). При этом общее содержание мелассы в растворе составляет 1,12% (по сухому остатку), а линейная скорость вращения потока сажи составляет 5,0 м/с.
Пример 5. По примеру 2, но в первой точке подают 1410 кг раствора концентрацией 0,7% (по сухому остатку), а во второй - 390 кг раствора с концентрацией 2,8% (по сухому остатку). При этом общее содержание связующей добавки в растворе составляет 1,12% (по сухому остатку), а линейная скорость вращения потока сажи составляет 5,0 м/с.
Пример 6. По примеру 2, но в первой точке подают 1450 кг раствора мелассы концентрацией 0,7% (по сухому остатку), а во второй - 360 кг раствора с концентрацией 4,2% (по сухому остатку). При этом общее содержание связующей добавки в растворе составляет 1,4% (по сухому остатку), а линейная скорость вращения потока сажи составляет 12,0 м/с.
Пример 7. По примеру 2, но в первой точке подают 1420 кг раствора мелассы концентрацией 0,7% (по сухому остатку), а во второй - 430 кг раствора с концентрацией 4,2% (по сухому остатку). При этом общее содержание связующей добавки в растворе составляет 1,4% (по сухому остатку), а линейная скорость вращения потока сажи составляет 5,0 м/с.
Пример 8. По примеру 2, но концентрация раствора мелассы, подаваемой в первой точке, составляет 0,4% (по сухому остатку), а во второй точке - 2,4% (по сухому остатку). При этом общее содержание связующей добавки в растворе составляет 0,8% (по сухому остатку), а линейная скорость вращения потока сажи составляет 5,0 м/с.
Пример 9. По примеру 8, но линейная скорость вращения потока сажи составляет 12,0 м/с.
Пример 10. По примеру 8, но концентрация раствора мелассы, подаваемой в первой точке, составляет 0,7% (по сухому остатку), а во второй точке - 4,5% (по сухому остатку). При этом общее содержание связующей добавки в растворе составляет 1,46% (по сухому остатку), а линейная скорость вращения потока сажи составляет 5,0 м/с.
Пример 11. По примеру 8, но линейная скорость вращения потока сажи составляет 5,0 м/с.
Параметры осуществления предлагаемого способа получения гранул сажи в сравнении с прототипом приведены в таблице.
Анализ данных, приведенных в таблице, показывает, что предложенным способом можно получить крупные гранулы сажи, используя при этом раствор связующей добавки относительно малой концентрации.
Таблица | |||||||||||||||
Параметры процесса получения гранул и качество гранулята | |||||||||||||||
N п/п | Подача раствора мелассы в первой точке смесителя-гранулятора | Подача раствора мелассы во второй точке смесителя-гранулятора | Линейная скорость вращения потока сажи, м/с | Гранулометрический состав сажи, % | Насыпная плотность, кг/м3 | ||||||||||
Размер гранул, мм | |||||||||||||||
Расход, кг/ч | Концентрация, % (по сухому остатку) | Расход, кг/ч | Концентрация, % (по сухому остатку) | 6,0 | 5,0 | 4,0 | 3,0 | 2,0 | 1,0 | 0,5 | 0,1 | <0,1 | |||
1 | 1750 | 0,4 | - | 12 | - | - | - | - | - | 17,3 | 82,1 | 0,5 | 0,1 | 338 | |
2 | 1400 | 0,4 | 350 | 1,6 | 5 | 26,6 | 32,4 | 21,2 | 19,8 | - | - | - | - | - | 358 |
3 | 1420 | 0,3 | 400 | 1,6 | 12 | - | 8,3 | 22,9 | 63,2 | 5,6 | - | - | - | - | 380 |
4 | 1420 | 0,7 | 400 | 2,8 | 5 | 11,7 | 31,4 | 42,1 | 14,8 | - | - | - | - | - | 395 |
5 | 1410 | 0,7 | 390 | 2,8 | 5 | 79,8 | 15,2 | - | - | - | - | - | - | - | 415 |
6 | 1450 | 0,7 | 360 | 4,2 | 12 | - | 3,1 | 80,6 | 16,3 | - | - | - | - | - | 417 |
7 | 1420 | 0,7 | 430 | 4,2 | 5 | 30,0 | 28,0 | 26,4 | 4,8 | 10,8 | - | - | - | - | 390 |
8 | 1400 | 0,4 | 350 | 2,4 | 5 | 32,3 | 29,2 | 30,5 | 8,0 | - | - | - | - | - | 385 |
9 | 1400 | 0,4 | 350 | 2,4 | 12 | - | 18,5 | 24,4 | 32,1 | 25,0 | - | - | - | - | 400 |
10 | 1400 | 0,7 | 350 | 4,5 | 5 | 42,3 | 30,5 | 27,2 | - | - | - | - | - | - | 376 |
11 | 1400 | 0,7 | 350 | 4,5 | 12 | - | 10,2 | 68,5 | 21,3 | - | - | - | - | - | 400 |
Claims (1)
- Способ получения гранул сажи, включающий смешение сажи с водным раствором связующей добавки в два приема с образованием потока однородной, влажной массы сажи, ее обработку до образования влажных гранул сажи и их последующую сушку, отличающийся тем, что обеспечивают вращение движущегося потока с линейной скоростью 5-12 м/с, в качестве связующего используют водный раствор мелассы, который подают в поток сажи последовательно в две точки смесителя-гранулятора: в первую с расходом 1400-1450 кг/ч при концентрации мелассы 0,4-0,7% по сухому остатку, а через 0,6-0,9 мин раствор подают во вторую точку смесителя-гранулятора с расходом 350-430 кг/ч при концентрации мелассы 1,6-4,2% по сухому остатку.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006121848/15A RU2325414C2 (ru) | 2006-06-19 | 2006-06-19 | Способ получения гранул сажи |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006121848/15A RU2325414C2 (ru) | 2006-06-19 | 2006-06-19 | Способ получения гранул сажи |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2006121848A RU2006121848A (ru) | 2008-01-10 |
RU2325414C2 true RU2325414C2 (ru) | 2008-05-27 |
Family
ID=39019616
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006121848/15A RU2325414C2 (ru) | 2006-06-19 | 2006-06-19 | Способ получения гранул сажи |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2325414C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2745505C1 (ru) * | 2020-01-09 | 2021-03-25 | Акционерное общество "Боровичский комбинат огнеупоров" | Способ получения керамического проппанта и проппант |
-
2006
- 2006-06-19 RU RU2006121848/15A patent/RU2325414C2/ru active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2745505C1 (ru) * | 2020-01-09 | 2021-03-25 | Акционерное общество "Боровичский комбинат огнеупоров" | Способ получения керамического проппанта и проппант |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2006121848A (ru) | 2008-01-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2458027C1 (ru) | Способ производства гранулированных органо-минеральных удобрений из органических отходов и устройство для его осуществления | |
US20080022997A1 (en) | Process and apparatus for the conversion of biomass | |
CN109715672A (zh) | 附聚半纤维素组合物、其制备方法以及从矿石富集所需矿物的方法 | |
CN1872029A (zh) | 一种球状颗粒牛磺酸及其制备方法 | |
RU2325414C2 (ru) | Способ получения гранул сажи | |
JP6327082B2 (ja) | 焼結用凝結材の事前処理方法 | |
WO2017137113A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum regenerieren von giessereisand | |
CN101759820A (zh) | 纳米聚合物复合材料及制备方法 | |
EP0600211B1 (de) | Verfahren zur Herstellung von festem Natriumcyanid | |
CN104395238B (zh) | 使用混合器或挤出机生产沉淀二氧化硅的方法 | |
RU2515293C1 (ru) | Способ гранулирования дисперсных материалов | |
CN103951508A (zh) | 分子网纳米包膜高效缓释有机肥及其生产工艺 | |
CN101289201A (zh) | 一种高浓度圆粒状氯化钾的制造方法 | |
JP2001054728A (ja) | 湿式造粒後の脱水方法及び脱水装置 | |
RU2410152C1 (ru) | Способ гранулирования дисперсных сред на тарельчатом грануляторе | |
EP0379112B1 (fr) | Procédé de formation de particules granulées à partir d'une poudre | |
CN110951284A (zh) | 废橡胶、塑料裂解后炭黑处理系统 | |
CN110025582B (zh) | 一种盐霉素颗粒的制备方法 | |
SK26899A3 (en) | Pelletized calcium formate | |
US20060205935A1 (en) | Process for shaping cellulose ethers | |
US2917381A (en) | Process of flaking and granulating ammonium sulphate | |
SU1730186A1 (ru) | Способ подготовки шихты | |
CN109053011A (zh) | 憎水型膨化无机轻骨料生产方法及憎水型膨化无机轻骨料 | |
SU1013447A1 (ru) | Способ получени легкогидролизуемых полисахаридов | |
JPH0662281B2 (ja) | 急速に溶解する次亜塩素酸カルシウム粒子およびその製法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20210603 |