RU2343967C2 - Способ гранулирования расплава и гранулятор - Google Patents
Способ гранулирования расплава и гранулятор Download PDFInfo
- Publication number
- RU2343967C2 RU2343967C2 RU2007108009/15A RU2007108009A RU2343967C2 RU 2343967 C2 RU2343967 C2 RU 2343967C2 RU 2007108009/15 A RU2007108009/15 A RU 2007108009/15A RU 2007108009 A RU2007108009 A RU 2007108009A RU 2343967 C2 RU2343967 C2 RU 2343967C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cone
- melt
- granulation
- granules
- bottom pipe
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2/00—Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic
- B01J2/02—Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic by dividing the liquid material into drops, e.g. by spraying, and solidifying the drops
- B01J2/04—Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic by dividing the liquid material into drops, e.g. by spraying, and solidifying the drops in a gaseous medium
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
- B29B9/00—Making granules
- B29B9/10—Making granules by moulding the material, i.e. treating it in the molten state
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Glanulating (AREA)
- Furnace Details (AREA)
Abstract
Изобретение относится к технологии гранулирования материалов из расплавленного состояния, в частности для получения стеклообразного удобрения пролонгированного действия. Способ гранулирования заключается в подаче расплава в виде капель в емкость перевернутого конуса, в его верхнюю внутреннюю часть, на которую по касательной к ней одновременно поступает струя воздуха, создавая вихревое движение воздуха и обеспечивая поступательное передвижение остывающих капель расплава по спиральному пути вниз по конусу, из которого уже сформированные гранулы перемещаются в накопитель. Гранулятор включает нагревательный модуль, содержащий тигель с донным патрубком, расположенные в двухзонной печи, и приемный модуль, содержащий перевернутый конус, верхнее отверстие которого расположено под донным патрубком, а нижнее сообщается с накопителем. Гранулятор дополнительно может содержать платформу - демпфер, закрепленную на верхнем крае конуса, предназначенную для приема падающих капель расплава, что способствует первоначальному формированию гранул и снижению их скорости. Изобретения позволяют упростить способ получения гранул из расплава, уменьшить габариты устройства и повысить качество образованных гранул по их форме и идентичности размеров. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к способам и устройствам гранулирования материалов из расплавленного состояния путем превращения жидкого расплава в каплеобразную форму и предназначено, в частности, для получения стеклянных гранул сферической или полусферической формы, применяемых в качестве стеклообразного удобрения пролонгированного действия.
Основные принципы получения гранул стекла из расплава, используемые в химической и смежных отраслях, заключаются в том, что гранулируемый материал расплавляется в специальном тигле с донным патрубком, из которого через узкое выходное отверстие расплавленное стекло вытекает в виде тонкой струи, части которой отрываются от донного патрубка под действием силы тяжести, падают вниз и после затвердевания образуют стеклянные гранулы. Размеры гранул могут контролироваться диаметром выходного отверстия донного патрубка, температурой расплава стекла в его канале и их последующей обработкой. Как правило, донный патрубок находится внутри специального отдельного нагревателя, который независимо от главного нагревателя регулирует непрерывный режим образования стеклянных гранул. При этом тигель с донным патрубком может пополняться шихтой или боем стекла.
Для приема образующихся гранул выходное отверстие донного патрубка согласуется с приемным модулем, который может иметь различную конструкцию для выполнения конкретных задач.
Из уровня техники известны способы и устройства для гранулирования жидких материалов. В патенте РФ №2049537, опубликованном 10.12.1995 по классу МПК B01J 2/06, заявлено устройство для получения гранулируемых материалов, которое содержит корпус в виде перевернутого усеченного конуса, закрытого сверху фланцем с отверстием для ввода расплава, а нижняя часть конуса снабжена заслонкой. Внутри корпуса размещены параллельно друг другу горизонтальные кольцевые трубы, соединенные с патрубками для ввода хладагентов - воды и воздуха. Для предотвращения перелива хладагента корпус снабжен дренажной трубой.
В данном устройстве расплав гранулируемого вещества попадает в барботируемый жидкий хладагент, где происходит деформация расплава и его размельчение, охлаждение и превращение в гранулы, поступающие затем по наклонному желобу в накопитель. Заслонка регулирует наполнение корпуса жидким хладагентом, который под действием сжатого воздуха образует псевдокипящий слой.
Данное техническое решение для создания гранул из расплава связано с применением жидкого хладагента - воды, что создает дополнительную сложность устройства и всего технологического процесса грануляции. Также здесь нет уверенности, что создаваемые гранулы будут обладать достаточно хорошими характеристиками по их форме, размеру и идентичности, особенно в случаях, когда материал гранул может вступать в химическую реакцию с водой.
В патенте РФ №2049538, опубликованном 10.12.1995 по классу МПК B01J 2/06, описана установка для гранулирования расплавов, содержащая корпус, в верхней части которого размещен первый гранулятор в виде открытого снизу перевернутого усеченного конуса, а в нижней части корпуса расположен второй гранулятор в виде открытого сверху усеченного конуса. Оба гранулятора снабжены средствами ввода хладагента. Капли расплава, образованные в первом грануляторе, увлекаются потоком хладагента и попадают во второй гранулятор, где в результате воздействия на капли псевдокипящей жидкости происходит разламывание крупных капель на мелкие, их охлаждение и образование гранул. Установка позволяет проводить процесс без использования движущихся деталей в рабочей зоне.
В описанном устройстве также, как и в первом аналоге, используется жидкий хладагент, дополнительно усложняется способ и устройство гранулирования, не может достигаться достаточный эффект по качеству создаваемых гранул.
В патенте РФ №2209660, опубликованном 10.08.2003 по классу МПК B01J 2/02, описано устройство для гранулирования расплава, содержащее обогреваемую накопительную емкость, в днище которой смонтированы сообщенные с выходными соплами дозирующие камеры с установленными в них подвижными плунжерами, связанными с ползуном привода возвратно-поступательного движения, а в стенках камер выполнены выходящие в емкость боковые каналы, перекрываемые плунжерами при их движении, и размещенную снаружи под выходными соплами охлаждаемую поверхность для формования гранул, причем между каждой дозирующей камерой и выходным соплом установлен подпружиненный клапан, который способствует регулированию выталкиваемой дозы расплава и исключает его самопроизвольное вытекание.
В патенте заявлен эффект стабильного объема гранул в широком диапазоне вязкости расплава. Однако данное устройство имеет недостатки, связанные со сложностью конструкции, наличием большого количества подвижных частей.
В патенте JP №2005082454 (по информации базы данных esp@cenet), опубликованном 31.03.2005 по основному классу МПК B01J 2/02, описаны способ гранулирования расплава и устройство, в котором капли расплава сначала попадают на вращающуюся диспергирующую поверхность - диск, а затем на коническую поверхность, которая также вращается, но отдельно от диска. К недостаткам этого технического решения можно отнести сложность процесса гранулирования и конструкции из-за обилия механических вращающихся частей.
За прототип предлагаемой группы изобретений, объединенных единым изобретательским замыслом, принят первый аналог - патент РФ №2049537.
Задача изобретений заключается в упрощении способа для получения гранул из расплава, достижение компактности устройства, уменьшение его габаритов, а также в повышении качества образованных гранул по их форме и идентичности размеров. Технический результат достигается за счет осуществления капельной подачи расплава и использования хладагента только в виде воздушного потока и соответствующего оригинального решения конструкции гранулятора при отсутствии движущихся частей.
Задача решается в способе гранулирования расплава, который заключается в подаче расплава в емкость в виде перевернутого конуса, в которой под действием хладагента происходит формирование частиц расплава в гранулы. В отличие от прототипа расплав подают в приемную емкость в виде капель, падающих на боковую верхнюю часть внутренней поверхности конуса, и в этой приемной части конуса по касательной к внутренней поверхности конуса подают струю воздуха, создавая при этом вихревое движение воздуха в конусе, которое обеспечивает поступательное передвижение остывающих капель расплава вниз по поверхности конуса по спиральному пути, в конце которого уже сформированные гранулы перемещаются в накопитель.
Способ реализуется в грануляторе, включающем нагревательный модуль, содержащий тигель с донным патрубком, расположенные каждый в своей зоне двухзонной нагревательной печи, и приемный модуль, содержащий перевернутый конус с отверстием внизу, при этом верхнее отверстие конуса расположено под донным патрубком, а также компрессор и накопитель. В отличие от прототипа открытый сверху конус установлен с возможностью попадания капель расплава из донного патрубка на верхнюю часть внутренней поверхности конуса, на которую направлено сопло выходной трубы компрессора, а нижний конец конуса находится в накопителе.
Для улучшения первоначального формирования капель расплава и снижения их скорости верхняя часть внутренней поверхности конуса, предназначенная для приема капель расплава из донного патрубка, снабжена закрепленной на стенке конуса платформой-демпфером в виде тонкой металлической пластинки, плоскость которой обращена внутрь конуса и расположена с небольшим уклоном от горизонтали и вертикали.
Процесс формирования гранул начинается с момента попадания капель расплава в приемную конусную емкость на ее внутреннюю поверхность или изначально на платформу-демпфер, которая гасит скорость капли, способствует ее попаданию на внутреннюю поверхность конуса, по которой капля под действием струи воздуха по спирали опускается в низ конуса уже в виде охлажденной твердой гранулы, а затем через нижнее отверстие конуса поступает в накопитель. Струя воздуха, направленная по касательной к поверхности конуса, в части, на которую падает капля расплава, обеспечивает передвижение капли по спиральному пути по внутренней конусной поверхности, что способствует хорошему формированию гранулы и предотвращает слипание следующих друг за другом капель расплава. При этом данная ориентация воздушной струи создает вихревое движение воздуха, которое обеспечивает наилучшие условия для охлаждения стенок конуса и платформы-демпфера, предотвращая их перегрев и прилипание к ним стекломассы.
Дополнительно для улучшения условий грануляции можно выполнить внутреннюю поверхность конуса с канавкой спиральной формы от верха до низа, по которой будут передвигаться образующиеся гранулы. Такое передвижение поддерживает постоянство скорости гранул, что предотвращает их слипание. С такой же целью возможно применение дополнительного обдува гранул с помощью дополнительных сопел, которые следует установить ниже верхнего. Их число и расположение может быть различным, а направление струй должно обеспечивать равномерность скорости передвижения гранул.
На фиг.1 представлен общий вид конструкции устройства, где:
1 - нагревательный модуль, 2 - приемный модуль. Нагревательный модуль 1 содержит тигель 3 с донным патрубком 4, расположенные в двухзонной печи каждый в своей зоне - в зонах 5 и 6 соответственно. Приемный модуль 2 содержит емкость 7 в виде перевернутого конуса, верхнее входное отверстие которого 8 обращено к выходному отверстию донного патрубка 4, а нижнее отверстие 9 конуса 7 входит в накопитель 10. Компрессор 11 имеет сопло 12, направленное на часть 13 внутренней поверхности конуса 7, предназначенную для приема капель расплава из отверстия донного патрубка 4. Приемный модуль 2 расположен под нагревательным модулем 1 со сдвигом по вертикали так, чтобы подача капель расплава из донного патрубка 4 осуществлялась на часть 13 внутренней поверхности конуса 7.
На фиг.2 изображен конус 7, внутри которого вблизи его верхнего края, напротив выходного отверстия донного патрубка 4 закреплена пластина-демпфер 14, плоскость которой обращена внутрь конуса 7 и имеет наклон относительно горизонтали и вертикали.
Процесс гранулирования стекломассы происходит следующим образом. Нагревательный модуль 1 устанавливается на специальной платформе высотой три метра. Приемный модуль 2 располагается на полу под нагревательным модулем 1 так, чтобы входное отверстие 8 емкости конуса 7 находилось под выходным отверстием патрубка 4. Расположение тигля 3 в зоне 5 печи и расположение его донного патрубка 4 в зоне 6 печи обеспечивает независимый контроль температуры стекломассы в чаше тигля и донном патрубке. Как правило, чаша тигля 3, наполненная боем стекла, нагревается до температуры выше температуры плавления. Донный патрубок 4 нагревается до температуры, когда вязкость стекла в нем становится достаточной для того, чтобы расплав стекла начал медленно вытекать из выходного отверстия, расположенного на кончике донного патрубка 4, и образовывать капли за счет поверхностного натяжения. Размер выходного отверстия донного патрубка должен обеспечивать равномерное вытекание расплава в виде одинаковых капель.
Таким образом подбор оптимального режима зоны печи 6 и размера выходного отверстия донного патрубка 4 тигля 3 нагревательного модуля 1 способствует первоначальному формированию гранул из стекломассы.
Образованные на выходе нагревательного модуля 1 капли расплава попадают в приемный модуль 2 на внутреннюю поверхность конуса 7 в части 13 или на платформу-демпфер 14, с которой они скатываются и попадают на часть 13 внутренней поверхности конуса 7, на которую по касательной к ней поступает воздушная струя компрессора 11 из сопла 12. Для совершения действия приема капель, падающих из сопла 12, на верхнюю боковую часть внутренней поверхности конуса приемный модуль 2 расположен под нагревательным модулем 1, сдвинутым по вертикали относительно оси первого. Под действием воздушной струи и силы тяжести капли расплава передвигаются по внутренней поверхности конуса 7 по спиральному пути, достигают нижнего отверстия 9 конуса 7 и из него попадают в накопитель 10.
Пример конкретного выполнения устройства для получения гранул из расплава стекла: конструкция конуса 7 выполнена из дюралюминия, имеет высоту один метр с диаметрами входного и выходного отверстий 180 мм и 15 мм соответственно. На верхнем краю конуса закреплена с помощью зажима прямоугольная пластина 14 из дюралевого листа толщиной 0,5 мм размером 70×30 мм, при этом пластина - демпфер 14 закреплена одной из меньших сторон и имеет вид флажка, обращенного внутрь конуса с некоторым наклоном по вертикали и горизонтали, примерно 3-5 градусов.
Для получения гранул фосфатного стекла на основе метафосфатов использовался стекритовый тигель объемом 0,7 л с высотой чаши 170 мм, внешний диаметр которой 90 мм, а толщина стенок 7 мм. Донный патрубок 4 имеет длину 140 мм, диаметр поперечного сечения от дна чаши до выходного отверстия равномерно сужается и имеет средний наружный диаметр 14 мм, средний диаметр канала равен 8 мм, диаметр выходного отверстия 2 мм. Температура расплава в чаше тигля достигала 1000°С, а в донном патрубке - 800°С.
Выход капель расплава из отверстия патрубка происходит в режиме двух капель в секунду. Из сопла 12 от компрессора 11 в конус 7 подавалась воздушная струя, создаваемая с помощью компрессора с всасывающей мощностью 500 Вт в течение 10 часов.
Средний диаметр образованных гранул составлял 5 мм. Производительность процесса грануляции составляла не менее 1500 гранул в час. Обеспечено достаточно хорошее качество полученных гранул стекла: обтекаемая, почти сферическая форма и одинаковость по размеру. При этом процесс образования гранул не требовал дополнительных механических устройств и дополнительного охлаждения. Накопитель 10 периодически разгружался от гранул по мере его заполнения. Выход годного продукта составлял 85%.
Предлагаемые способ и устройство целесообразно использовать для изготовления стеклообразного удобрения пролонгированного действия.
Claims (3)
1. Способ гранулирования расплава, включающий подачу расплава в емкость в виде перевернутого конуса и формирование в нем гранул под действием хладагента, отличающийся тем, что осуществляют капельную подачу расплава на боковую верхнюю часть внутренней поверхности конуса и подают в этой части по касательной к внутренней поверхности конуса горизонтальную струю воздуха, создавая вихревое движение воздуха и обеспечивая поступательное передвижение остывающих капель вниз по поверхности конуса по спиральному пути, в конце которого уже сформированные гранулы перемещаются в накопитель.
2. Гранулятор, включающий нагревательный модуль, содержащий тигель с донным патрубком, расположенные в двухзонной нагревательной печи, и приемный модуль, содержащий перевернутый конус с отверстием внизу, при этом верхнее отверстие конуса расположено под донным патрубком, а также компрессор и накопитель, отличающийся тем, что открытый сверху конус установлен с возможностью попадания капель расплава из донного патрубка на верхнюю часть внутренней поверхности конуса, на которую направлено сопло выходной трубы компрессора, а нижний конец конуса находится в накопителе.
3. Гранулятор по п.2, отличающийся тем, что верхняя часть внутренней поверхности конуса, предназначенная для приема капель расплава из донного патрубка, снабжена платформой-демпфером для приема капель расплава в виде тонкой металлической пластинки, закрепленной на стенке конуса таким образом, что ее плоскость обращена внутрь конуса и расположена с небольшим отклонением от горизонтали и вертикали.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007108009/15A RU2343967C2 (ru) | 2007-02-22 | 2007-02-22 | Способ гранулирования расплава и гранулятор |
PCT/RU2008/000112 WO2008121017A1 (ru) | 2007-02-22 | 2008-02-20 | Способ гранулирования расплава и гранулятор |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007108009/15A RU2343967C2 (ru) | 2007-02-22 | 2007-02-22 | Способ гранулирования расплава и гранулятор |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2007108009A RU2007108009A (ru) | 2008-09-10 |
RU2343967C2 true RU2343967C2 (ru) | 2009-01-20 |
Family
ID=39808509
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007108009/15A RU2343967C2 (ru) | 2007-02-22 | 2007-02-22 | Способ гранулирования расплава и гранулятор |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2343967C2 (ru) |
WO (1) | WO2008121017A1 (ru) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102126901B (zh) * | 2011-01-25 | 2013-06-05 | 中国科学院南京土壤研究所 | 包膜15n尿素的造粒装置及其制备方法 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1103892A1 (ru) * | 1979-04-17 | 1984-07-23 | Сумский Филиал Харьковского Ордена Ленина Политехнического Института Им.В.И.Ленина | Способ гранулировани расплава и устройство дл его осуществлени |
RU2049537C1 (ru) * | 1994-08-03 | 1995-12-10 | Чиндяскин Вячеслав Александрович | Устройство для получения гранулированных материалов |
JP4433455B2 (ja) * | 2003-09-09 | 2010-03-17 | 財団法人電力中央研究所 | 溶融スラグの粒状化方法および溶融スラグの粒状化装置 |
-
2007
- 2007-02-22 RU RU2007108009/15A patent/RU2343967C2/ru not_active IP Right Cessation
-
2008
- 2008-02-20 WO PCT/RU2008/000112 patent/WO2008121017A1/ru active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2007108009A (ru) | 2008-09-10 |
WO2008121017A1 (ru) | 2008-10-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5216890A (en) | Device for and method of producing hyperfine frozen particles | |
US10029943B2 (en) | Rotary atomiser for atomising molten material | |
US20190262859A1 (en) | Fluid Bed Granulation Process and Apparatus | |
EA005897B1 (ru) | Получение сферических частиц из расплава полимера | |
CN100493783C (zh) | 制造微粒的方法和装置 | |
KR101695171B1 (ko) | 슬래그 과립화 시스템 및 작동 방법 | |
RU2343967C2 (ru) | Способ гранулирования расплава и гранулятор | |
CN100574623C (zh) | 液体的冷却 | |
RU2350381C2 (ru) | Устройство для получения гранул из расплава | |
CN102597279A (zh) | 使用喷嘴和熔融收集器冷凝金属蒸汽的方法和设备 | |
KR100256864B1 (ko) | 용융물질의 입상화장치 및 그 방법 | |
JP3957738B1 (ja) | 球状金属粒子の製造方法及び製造装置 | |
RU2049537C1 (ru) | Устройство для получения гранулированных материалов | |
RU2550356C2 (ru) | Способ и устройство для получения частично кристаллизованного полимерного материала | |
RU2049540C1 (ru) | Устройство для получения гранул из расплава | |
CN217450047U (zh) | 一种硫化剂造粒机冷却机构 | |
CN117443279A (zh) | 双酚a氮气冷却造粒喷盘结构 | |
CN109806810B (zh) | 一种稳定化生产肥料颗粒的方法和设备 | |
SU921618A1 (ru) | Устройство дл гранулировани и/или капсулировани сыпучих материалов | |
RU2049539C1 (ru) | Устройство для получения гранул | |
KR830001410B1 (ko) | 조 립 방 법 | |
RU2232628C1 (ru) | Способ гранулирования жидкого материала и устройство для его осуществления | |
KR20020047080A (ko) | 금속용탕으로부터의 금속분말 제조방법과 그 장치 | |
UA46560A (uk) | Спосіб гранулювання розплавів, розчинів і суспензій і пристрій для його здійснення | |
KR20240028878A (ko) | 인젝션 가스 충돌식 마이크로 금속파우더 제작장치 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100223 |