RU2615528C2

RU2615528C2 - Method for producing composite bulk materials and device for its implementation

Info

Publication number: RU2615528C2
Application number: RU2015140213A
Authority: RU
Inventors: Александр Николаевич Ермаков; Владимир Михайлович Коблов
Priority date: 2015-09-21
Filing date: 2015-09-21
Publication date: 2017-04-05
Also published as: RU2015140213A

Abstract

FIELD: machine engineering.

SUBSTANCE: method comprises administering to the apparatus in the form of solid particles spouted stream introduction apparatus of liquid components, applying to the solid particles of the liquid components and subsequent drying in a fluidized bed apparatus spouting streams. In this case the liquid components and solid particles prior to introduction into the apparatus is dispersed in an air stream, wherein the liquid dispersion to produce components that provide their total surface is smaller drop size than in the same solid particles. The device comprises a housing open at the top for withdrawal fluidizing agents inlet for entry of solid particles provided with removable washers and exchangeable nozzles with openings providing ejecting, jet dispersion and pre-drying the solids jetting dispersing device for the liquid components, provided with interchangeable nozzles of different flow areas providing spray droplets of different size fractions, and the nozzle for discharging droplets, which communicates with the bottom of the cavity unit.

EFFECT: efficient production of composite bulk materials, reduce the consumption of liquid sorbents, reducing drying time, simplifying the design of the device, the expansion of the range of use of loose materials with different properties.

3 cl, 1 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к области изготовления сыпучих материалов с оболочками, полученными из жидких компонентов, и может использоваться в пищевой, химической, фармацевтической отраслях промышленности, в электронной технике, а также при переработке техногенных отходов (изготовление катализаторов химических реакций, глазированных пищевых и лекарственных изделий, адсорбентов и др.). Способ включает последовательные операции: соединение частиц с жидкими компонентами, предварительная подсушка частиц, нанесение и сушка в одном аппарате с псевдоожиженным слоем с фонтанирующими потоками. Причем соединение частиц с жидкими компонентами производят последовательными операциями предварительной подсушки частиц, нанесения и сушки в одном устройстве (аппарате) с псевдоожиженным слоем (ПС) в фонтанирующих потоках. И твердые, и жидкие компоненты перед поступлением в аппарат с ПС предварительно дробят, разбрызгивают на капли в струйных диспергаторах со сменными соплами, в потоке воздуха (газа), при этом твердые частицы предварительно подсушивают, их агрегаты распадаются. Диспергирование жидких компонентов производят так, чтобы при любых заданных соотношениях твердого к жидкому (Т/Ж) суммарная поверхность капель равнялась или была чуть больше поверхности твердых частиц. Аппарат в нижней части конуса снабжен сменными шайбами с различными диаметрами отверстий, что обеспечивает вместе с конической, расширяющейся вверх формой корпуса, устойчивую работу фонтанирующего потока сыпучих материалов с широким разбросом размеров частиц без выброса мелких (частиц) из аппарата с одновременным "ожижением" ("витанием") крупных кусков.The invention relates to the field of manufacturing bulk materials with shells obtained from liquid components, and can be used in the food, chemical, pharmaceutical industries, in electronic technology, as well as in the processing of industrial waste (the manufacture of catalysts for chemical reactions, glazed food and pharmaceutical products, adsorbents and etc.). The method includes sequential operations: combining particles with liquid components, pre-drying the particles, applying and drying in the same fluidized bed apparatus with gushing flows. Moreover, the connection of particles with liquid components is carried out by sequential operations of preliminary drying of particles, deposition and drying in one device (apparatus) with a fluidized bed (PS) in flowing flows. Both solid and liquid components are preliminarily crushed before entering the apparatus with PS, sprayed into droplets in jet dispersers with replaceable nozzles, in a stream of air (gas), while the solid particles are pre-dried, their aggregates disintegrate. The dispersion of the liquid components is carried out so that for any given ratios of solid to liquid (T / W), the total surface of the droplets is equal to or slightly larger than the surface of the solid particles. The apparatus in the lower part of the cone is equipped with interchangeable washers with different hole diameters, which ensures, together with the conical, expanding up form of the body, stable operation of the gushing flow of bulk materials with a wide dispersion of particle sizes without ejecting small (particles) from the apparatus with simultaneous "liquefaction" (" soaring ") of large pieces.

Известны способы использования ПС в аппаратах для сушки и классификации сыпучих (порошковых) материалов, а с частицами широкого диапазона (разброса) размеров и с разновидностью ПС - фонтанирующими потоками [1]. Недостатком таких решений является проведение в одном аппарате только операции сушки (завершающая стадия), а пропитка или покрытие твердых частиц жидкими компонентами, их взаимное перемешивание (например, механическим путем) и предварительную подсушку производят в других аппаратах с меньшей интенсивностью и большими продолжительностью и затратами энергии в сравнении с предлагаемым способом [2].Known methods of using PS in the apparatus for drying and classification of bulk (powder) materials, and with particles of a wide range (dispersion) of sizes and with a variety of PS - gushing flows [1]. The disadvantage of such solutions is to carry out only the drying operation in one apparatus (the final stage), and the impregnation or coating of solid particles with liquid components, their mutual mixing (for example, by mechanical means) and preliminary drying are carried out in other apparatuses with lower intensity and longer duration and energy consumption in comparison with the proposed method [2].

Известны способы нанесения покрытий методом распыливания расплавов на частицы сыпучих материалов, находящихся в ПС (распыливание расплава с импульсной подачей ожижающего агента - газа и наложение на частицы толстого слоя покрытия-расплава, ок 15%) с последующим охлаждением ПС воздухом [3, 4]. Способы энергозатратны, не учитывают важные для практики их использования необходимые размеры капель расплавов, пригодны для сравнительно крупных частиц (от 2÷3 мм до 10 мм) и их осуществление в аппарате с ПС сопровождается как залипанием капель на стенках, так и частиц между собой с последующим застыванием в агломераты.Known methods for coating by spraying melts on particles of bulk materials in PS (spraying the melt with a pulsed supply of a fluidizing agent — gas and applying a thick coating layer of the melt to the particles, approx. 15%), followed by cooling of the PS with air [3, 4]. The methods are energy-consuming, they do not take into account the necessary sizes of the drops of melts, which are important for the practice of their use, are suitable for relatively large particles (from 2 ÷ 3 mm to 10 mm), and their implementation in the apparatus with PS is accompanied by sticking of the drops on the walls and of particles with each other subsequent solidification in agglomerates.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ получения сорбента и устройство для его осуществления [5].The closest technical solution, selected as a prototype, is a method for producing a sorbent and a device for its implementation [5].

Способ и устройство аппарата подобраны эмпирически (без расчетов) только для двух конкретных случаев изготовления сорбента покрытием частиц (2-6 мм и 3-5 мм) перлита или вермикулита жидким гидрофобизатором (этилсиликанатом), распыляемым в аппарате сжатым воздухом температурой 30-60°C в зоне покрытия частиц и 60-150°C в зоне сушки (зоны условны). Время пребывания частиц в обоих зонах по 3-10 минут, при скоростях воздуха - 0,2÷0,8 м/с, соотношение Т/Ж=1/1. Желобообразная горизонтальная форма аппарата рационально не обоснована у прототипа и вынудила распределять воздух, подаваемый через дно, выполнив его решетчатым. Для подачи частиц, сорбента и воздуха в аппарат использованы 3 линии, а для ввода сорбента, пыли и ее фильтрации задействованы 8 дополнительных устройств к аппарату (компрессоры, нагреватели и др.).The apparatus method and device are selected empirically (without calculations) for only two specific cases of sorbent manufacturing by coating particles (2-6 mm and 3-5 mm) perlite or vermiculite with a liquid hydrophobizing agent (ethyl silicate) sprayed in the apparatus with compressed air at a temperature of 30-60 ° C in the particle coating zone and 60-150 ° C in the drying zone (conditional zones). The residence time of particles in both zones for 3-10 minutes, at air speeds of 0.2 ÷ 0.8 m / s, the ratio T / W = 1/1. The gutter-shaped horizontal form of the apparatus was not rationally justified in the prototype and forced to distribute the air supplied through the bottom, making it lattice. Three lines were used to supply particles, sorbent and air to the apparatus, and 8 additional devices to the apparatus (compressors, heaters, etc.) were used to introduce the sorbent, dust and its filtration.

Известно [1], что "фонтанирующие потоки (слой)" образуются в ПС при скорости выше второй критической у "ожиженных" частиц, а ее величина рассчитывается и различна для частиц разных как по размерам и плотности, так и для вязкости и плотности ожижающего агента (здесь воздуха разных температур). Поскольку такого расчета не произведено, утверждать, что в аппарате-протототипе поддерживался "фонтанирующий слой" неубедительно; об этом свидетельствуют и невысокие скорости воздуха (0,2÷0,8 м/с) при сравнительно крупных частицах (до 6 мм). Кроме того, размеры частиц после нанесения на них такого же по массе слоя жидкого сорбента (Т/Ж=1/1) должны или удвоиться, или (большая часть его) унестись из аппарата в виде пыли и капель, что и отмечается авторами, организовавшими пылегазоочистку (перерасход жидких сорбентов и частиц).It is known [1] that "gushing flows (layer)" are formed in PS at a speed higher than the second critical velocity for "liquefied" particles, and its value is calculated and different for particles of different sizes and densities, as well as for viscosity and density of the fluidizing agent (here air of different temperatures). Since no such calculation has been made, it is unconvincing to maintain that the “gushing layer” was maintained in the prototype device; low air velocities (0.2 ÷ 0.8 m / s) with relatively large particles (up to 6 mm) also testify to this. In addition, the size of the particles after applying to them the same mass layer of liquid sorbent (T / W = 1/1) should either double or (most of it) be removed from the apparatus in the form of dust and drops, as noted by the authors who organized dust and gas treatment (overspending of liquid sorbents and particles).

Изобретение направлено на исключение указанных недостатков прототипа, упрощение конструкции устройства и ее рациональное (согласно расчетам) исполнение, на сокращение расхода жидких сорбентов до минимального (в примере Т/Ж=10/1÷11,5/1), на исключение подогрева воздуха и на сокращение времени сушки. Предлагаемое решение позволяет применять его для изготовления композитных сыпучих материалов с разными свойствами (по размерам частиц, соотношениям Т/Ж и др.).The invention is aimed at eliminating the indicated disadvantages of the prototype, simplifying the design of the device and its rational (according to calculations) performance, at reducing the consumption of liquid sorbents to a minimum (in the example T / L = 10/1 ÷ 11.5 / 1), at eliminating air heating and to reduce drying time. The proposed solution allows it to be used for the manufacture of composite bulk materials with different properties (in terms of particle size, T / W ratios, etc.).

Предлагаемый способ изготовления композитных сыпучих материалов и устройство (аппарат) для его осуществления существенно расширяет возможности прототипа для решения следующих операций в одном аппарате, это:The proposed method of manufacturing composite bulk materials and a device (apparatus) for its implementation significantly expands the capabilities of the prototype to solve the following operations in one device, this:

1. Проведение операций предварительной сушки твердых частиц перед входом газового (воздушного) потока в аппарат и в самом аппарате (фонтанирующими потоками до введения туда жидких компонентов). Фонтанирующий поток в сочетании со сменными шайбами 2 (фиг. 1), имеющими диаметры отверстий разной величины, позволяют, в сочетании с расширяющейся вверх конусной формой корпуса 1 аппарата, работать с частицами широкого диапазона размеров и плотности, без пылегазоуноса из аппарата.1. Carrying out the operations of preliminary drying of solid particles before the gas (air) flow enters the apparatus and in the apparatus itself (flowing flows before the introduction of liquid components there). The flowing flow in combination with interchangeable washers 2 (Fig. 1), having diameters of holes of various sizes, allows, in combination with the upwardly expanding conical shape of the apparatus body 1, to work with particles of a wide range of sizes and densities, without dust and gas removal from the apparatus.

2. Регулируемое диспергирование жидких компонентов в виде капель определенных размеров (рассчитывается) обеспечивает образование суммарной поверхности этих капель, равной или немного большей, чем у частиц в аппарате, минимизирует расход жидких компонентов и затраты на последующую сушку для любых соотношений Т/Ж.2. The adjustable dispersion of liquid components in the form of droplets of certain sizes (calculated) ensures the formation of a total surface of these drops equal to or slightly larger than that of particles in the apparatus, minimizes the consumption of liquid components and the cost of subsequent drying for any T / G ratios.

3. Сушка изготовленного продукта до сыпучего состояния с минимальными энергозатратами и последующей выгрузкой из аппарата.3. Drying the manufactured product to a free-flowing state with minimal energy consumption and subsequent unloading from the apparatus.

Это достигается тем, что способ изготовления композитных сыпучих материалов в результате соединения твердых частиц и жидких компонентов, включающий операции нанесения на частицы жидких компонентов и последующую сушку в одном аппарате с псевдоожиженным слоем фонтанирующими потоками, причем все жидкие компоненты и твердые частицы перед введением в аппарат диспергируют в воздушном (газовом) потоке, это диспергирование жидких компонентов производят до размеров капель, обеспечивающих их суммарную поверхность не меньшую, чем такая же у твердых частиц. Твердые частицы перед введением их в аппарат предварительно подсушивают потоками воздуха (газа), устраняя агрегатирование их и слипание, аппарат для осуществления изготовления композитных сыпучих материалов, содержащий корпус, открытый сверху для вывода ожижающих агентов (воздуха, газов), с патрубком для ввода ожижающими агентами твердых частиц, причем этот патрубок снабжен сменными шайбами с отверстиями определенных размеров, что в сочетании с выполненным в виде расширяющегося вверх конического корпуса аппарата обеспечивает работу с частицами широкого диапазона (разброса) размеров, кроме того, патрубок снабжен сменными соплами, обеспечивающими эжектирование, струйное диспергирование и предварительную подсушку твердых частиц, а струйное диспергирующее устройство для жидких компонентов выполнено со сменными соплами разных проходных сечений, обеспечивающими распыл требуемых различных по величине фракций капель и его патрубок для выпуска капель сообщается с нижней (донной) полостью аппарата.This is achieved by the fact that the method of manufacturing composite bulk materials as a result of combining solid particles and liquid components, including the operation of applying liquid components to the particles and subsequent drying in the same fluidized bed apparatus as flowing streams, wherein all liquid components and solid particles are dispersed before being introduced into the apparatus in an air (gas) stream, this dispersion of the liquid components is carried out to the size of the droplets, ensuring their total surface is not less than the same as that of the TV rdyh particles. The solid particles are pre-dried with air (gas) streams before introducing them into the apparatus, eliminating their aggregation and adhesion, apparatus for manufacturing composite bulk materials, comprising a housing open from the top to discharge fluidizing agents (air, gases), with a nozzle for introducing fluidizing agents solid particles, moreover, this nozzle is equipped with interchangeable washers with holes of certain sizes, which, in combination with the conical body of the apparatus expanding upwards, ensures operation with particles of a wide range (spread) of sizes, in addition, the nozzle is equipped with interchangeable nozzles for ejection, inkjet dispersion and preliminary drying of solid particles, and the inkjet dispersing device for liquid components is made with interchangeable nozzles of different flow cross-sections, providing a spray of the required droplet fractions of different sizes and its branch pipe for the release of drops communicates with the lower (bottom) cavity of the apparatus.

Предлагаемое устройство (аппарат) (фиг. 1) представляет собой корпус 1 конической формы и снабжен сменными шайбами 2 на патрубке 3 для ввода снизу потока твердых частиц. Каждая из шайб имеет отверстия определенного диаметра (определяется расчетом), меньшего чем у патрубка, что, вместе с конусностью аппарата, позволяет работать с частицами значительно отличающимися по размерам и плотности без выноса мелких частиц вверх и с "витанием" самых крупных кусков внизу (что имеет место, в частности, в примере использования аппарата). Струйное диспергирующее устройство 4 вводит через патрубок 9, соединенный с днищем аппарата, жидкие компоненты в виде капель (тумана). Установкой разных по величине сменных сопел в устройстве 4 и регулировкой подачи воздуха вентилем 5 обеспечивают получение основной массы капель с размерами, которые оптимально покрывают все частицы, когда суммарные поверхности их равны или у капель чуть больше, что поддается расчету (меньшим размерам капель - d, соответствует большая их суммарная поверхность). Диспергирование твердых частиц и предварительную подсушку их осуществляют сменными соплами 7.The proposed device (apparatus) (Fig. 1) is a conical shaped housing 1 and is equipped with interchangeable washers 2 on the pipe 3 for input from below the flow of solid particles. Each of the washers has openings of a certain diameter (determined by calculation), smaller than that of the nozzle, which, together with the taper of the apparatus, allows you to work with particles significantly different in size and density without carrying small particles up and with the "wandering" of the largest pieces below (which takes place, in particular, in the example of using the apparatus). Inkjet dispersing device 4 introduces through the nozzle 9 connected to the bottom of the apparatus, liquid components in the form of drops (fog). By installing interchangeable nozzles of different sizes in the device 4 and by adjusting the air supply to the valve 5, the bulk of the droplets are obtained with dimensions that optimally cover all particles when their total surfaces are equal or slightly larger for the droplets, which can be calculated (smaller droplet sizes are d, their large total surface corresponds). The dispersion of solid particles and their preliminary drying is carried out by interchangeable nozzles 7.

В настоящее время из патентной и научно-технической литературы не известен способ изготовления композитных сыпучих материалов и устройство для его осуществления в заявленной совокупности признаков.Currently, from the patent and scientific literature is not known a method of manufacturing composite bulk materials and a device for its implementation in the claimed combination of features.

На фиг. 1 схематически изображен заявляемый аппарат (в продольном вертикальном разрезе), где реализуется предлагаемый способ.In FIG. 1 schematically depicts the inventive apparatus (in longitudinal vertical section), where the proposed method is implemented.

Пример осуществления способаAn example of the method

Предлагаемый способ проводили на стеклянном устройстве (аппарате) с ПС, изображенном на фиг. 1, в котором осуществляют изготовление сыпучих плавающих адсорбентов для сбора нефтепродуктов с поверхности воды. Для этого в качестве плавающих твердых частиц плотностью 400 кг/м³ используют отходы - пористые частицы золы, уносимой в виде оплавленных газами микросфер, при сжигании каменных углей теплоэлектростанций (средний размер частиц 180±0,07 мкм, площадь поверхности таких частиц массой 1 кг ~ 80 м²). Для покрытия частиц применяют жидкий нефтесорбент торговой марки "Микросойл". Соотношение твердого к жидкому (Т/Ж) выдерживают, как на производстве, в пределах 10/1÷11,5/1. Ожижающим агентом, в том числе и в режиме сушки, был воздух комнатной температуры, прокачиваемый через аппарат. Цикл работы представляет последовательное проведение следующих этапов:The proposed method was carried out on a glass device (apparatus) with PS shown in FIG. 1, in which the manufacture of bulk floating adsorbents for collecting petroleum products from the surface of the water. For this purpose, waste is used as floating solid particles with a density of 400 kg / m ³ - porous particles of ash carried away in the form of gas-melted microspheres when burning coal from thermal power plants (average particle size 180 ± 0.07 μm, surface area of such particles weighing 1 kg ~ 80 m ² ). To coat the particles, liquid oil sorbent of the Mikrosoil trademark is used. The ratio of solid to liquid (T / W) is maintained, as in production, within 10/1 ÷ 11.5 / 1. The fluidizing agent, including in the drying mode, was room temperature air pumped through the apparatus. The work cycle represents the sequential implementation of the following steps:

1. Прокачка микросфер по патрубку 3 (фиг. 1) воздухом снизу в аппарат с предварительной подсушкой их в нем (патрубке) в ПС за 2-3 минуты.1. Pumping microspheres through pipe 3 (Fig. 1) with air from below into the apparatus with their preliminary drying in it (pipe) in PS in 2-3 minutes.

2. Распыление жидкого нефтесорбента в струйном диспергаторе 4, который обеспечивал за счет трех сменных сопел размер капель (до 90%) в диапазоне: 5÷10 мкм, 3÷5 мкм и 0,5÷3 мкм. Продолжительность выдачи заданного количества каждой партии капель в аппарат колебалось от 3 до 6 минут (дольше с мелкими каплями).2. Spraying the liquid oil sorbent in the jet dispersant 4, which provided droplet size (up to 90%) in the range of 5 ÷ 10 μm, 3 ÷ 5 μm and 0.5 ÷ 3 μm due to three interchangeable nozzles. The duration of the delivery of a given amount of each batch of drops to the apparatus ranged from 3 to 6 minutes (longer with small drops).

3. Процесс сушки продукта в аппарате с ПС до готовности длился 5-6 минут и несущественно ускорялся при создании "тумана" из капель 0,5÷3 мкм.3. The drying process of the product in the apparatus with PS until readiness lasted 5-6 minutes and was slightly accelerated when creating a "fog" of drops of 0.5 ÷ 3 microns.

Поверхность капель F=80 м² для массы М=0,1 кг (как и поверхность 1 кг микросфер) обеспечивают капли d=7÷8 мкм (расчетная формула:

, где ρ - плотность капель), поэтому генерировать капли с d=0,5÷3 мкм оказалось нецелесообразным (удлиняется цикл работы). Суммарное время изготовления готового материала занимало 10-15 минут; материал собирает нефтепродукты с водной поверхности, не уступая изготовленному в производственных условиях. На производстве процесс загрузки мешалок и механического перемешивания (загрузка мешалок 50 кг) частиц с нефтесорбентом составляет 20-30 минут и более с последующей сушкой (при перемешивании) горячим воздухом в течение 3 часов (мощность электронагревателей воздуха 6 кВт). За такое время часть материала прилипала и присыхала к стенкам мешалок. Опыты на аппарате показали значительные преимущества предлагаемого способа и устройства по временным (производительность) и энергетическим показателям.The droplet surface F = 80 m ² for the mass M = 0.1 kg (as well as the surface of 1 kg of microspheres) provide droplets d = 7 ÷ 8 μm (calculated formula:

, where ρ is the density of the droplets); therefore, it turned out to be inexpedient to generate droplets with d = 0.5–3 μm (the work cycle lengthens). The total production time of the finished material took 10-15 minutes; the material collects petroleum products from the water surface, not inferior to manufactured in production conditions. In production, the process of loading mixers and mechanical mixing (loading mixers 50 kg) of particles with oil sorbent is 20-30 minutes or more, followed by drying (with stirring) with hot air for 3 hours (power of electric air heaters 6 kW). During this time, part of the material adhered and dried to the walls of the mixers. The experiments on the apparatus showed significant advantages of the proposed method and device in terms of time (performance) and energy indicators.

Аппарат (фиг. 1) представляет собой корпус 1 конической формы и имеет сменные шайбы 2 на патрубке 3, для ввода с воздухом потока частиц, диспергируемых с помощью сопла 7. Уменьшение диаметров отверстий шайб 2, как и коническая форма аппарата, позволяют обрабатывать в фонтанирующем слое частицы широкого диапазона размеров (от 10 мкм до 0,5 мм в примере). Струйное диспергирующее устройство 4 через патрубок 9 обеспечивает ввод в аппарат капель необходимого размера, и работает от того же воздуха из компрессора (на фиг. 1 не показан) с расходом, регулируемым вентилем 5. Емкости 6 и 8 служат для порций исходных частиц и готового продукта соответственно.The apparatus (Fig. 1) is a conical-shaped housing 1 and has interchangeable washers 2 on the nozzle 3, for introducing with the air a stream of particles dispersed by means of nozzle 7. The reduction in the diameters of the washers 2 openings, as well as the conical shape of the apparatus, can be processed in a gushing particle layer of a wide range of sizes (from 10 μm to 0.5 mm in the example). The inkjet dispersing device 4 through the nozzle 9 provides the entry of droplets of the required size into the apparatus, and works from the same air from the compressor (not shown in Fig. 1) with a flow rate controlled by valve 5. Tanks 6 and 8 serve for portions of the starting particles and the finished product respectively.

Устройство (аппарат) работает следующим образом. К патрубку 3 герметично подсоединяют емкость 6 с порцией частиц покрываемого материала (в примере - плавающие микросферы), затем в патрубок 3 подают от компрессора (не показан) воздух (газ), который, проходя через сменные сопла 7 различных диаметров, эжектирует частицы из емкости 6. Далее частицы диспергируют в турбулентном потоке, частично подсушивают и они поступают в корпус 1 аппарата с ПС в виде фонтанирующих потоков. Правильный подбор скоростей этих потоков (в зависимости от свойств частиц) обеспечивает установка сменных шайб 2 с необходимыми диаметрами отверстий и размерами корпуса 1 (высота и диаметр); этим исключают вынос из аппарата самых мелких частиц (в примере 10 мкм) при еще бурном "витании" самых крупных из них (в примере 0,5 мм). После предварительной подсушки частиц в патрубке 3 и в фонтанирующих потоках аппарата (удаляется влага с частиц и устраняется их слипание) открывают вентиль 5 и воздух (газ) поступает в диспергатор 4 для жидких компонентов, предварительно заполненный порцией их. Диспергатор снабжен сменными соплами различных диаметров. Выбором одного из них обеспечивают диспергирование капель необходимого диапазона размеров, которые (в виде тумана, в примере) через патрубок 9 вводят в фонтанирующие потоки донной части корпуса 1. Размер капель должен создать суммарную поверхность порции жидких компонентов, равную или несколько большую, чем суммарная поверхность порции твердых частиц в фонтанирующих потоках аппарата. Процесс покрытия частиц каплями интенсивен и скоротечен, он сопровождается и началом сушки прилипших капель за счет фонтанирующих потоков, омывающих частицы со всех сторон. Это выгодно отличает данный способ и аппарат от аналогов и прототипов. После выдачи всей порции жидких компонентов вентиль 5 закрывают. По окончании сушки нижнюю горловину корпуса 1 перекрывают затвором с заслонкой (не показана) и порция готового продукта самотеком ссыпается в емкость 8. Затем заслонку открывают, и цикл работы с новыми порциями твердого и жидкого компонентов повторяется в той же последовательности.The device (apparatus) operates as follows. A container 6 with a portion of particles of the material to be coated (in the example, floating microspheres) is hermetically connected to the pipe 3, then air (gas) is supplied to the pipe 3 from the compressor (not shown), which, through the replaceable nozzles 7 of various diameters, ejects particles from the container 6. Then the particles are dispersed in a turbulent flow, partially dried and they enter the housing 1 of the apparatus with PS in the form of gushing flows. The correct selection of the speeds of these flows (depending on the properties of the particles) is ensured by the installation of interchangeable washers 2 with the required hole diameters and housing dimensions 1 (height and diameter); this excludes the removal of the smallest particles from the apparatus (in the example of 10 μm) with still vigorous “floating” of the largest of them (in the example of 0.5 mm). After preliminary drying of the particles in the nozzle 3 and in the gushing flows of the apparatus (moisture is removed from the particles and their adhesion is eliminated), the valve 5 is opened and air (gas) enters the dispersant 4 for liquid components, pre-filled with a portion of them. The dispersant is equipped with interchangeable nozzles of various diameters. By choosing one of them, the droplets are dispersed in the required size range, which (in the form of fog, in the example) through the nozzle 9 is introduced into the gushing flows of the bottom of the housing 1. The size of the droplets should create a total surface of a portion of liquid components equal to or slightly larger than the total surface portions of solid particles in the gushing streams of the apparatus. The process of coating particles with droplets is intense and fleeting, it is accompanied by the beginning of drying of adhering droplets due to gushing flows washing particles from all sides. This distinguishes this method and apparatus from analogues and prototypes. After issuing the entire portion of the liquid components, the valve 5 is closed. After drying, the lower neck of the housing 1 is closed with a shutter with a shutter (not shown) and a portion of the finished product is gravity poured into a container 8. Then the shutter is opened, and the cycle of work with new portions of solid and liquid components is repeated in the same sequence.

Использование предлагаемого способа изготовления композитных сыпучих материалов и устройства для его осуществления обеспечивает по сравнению с известными следующие преимущества:Using the proposed method for the manufacture of composite bulk materials and a device for its implementation provides in comparison with the known following advantages:

1. Сушку осуществляют в более короткие сроки, без подогрева воздуха, за счет предварительного диспергирования жидких и твердых компонентов перед введением их в аппарат и предварительной подсушки твердых частиц;1. Drying is carried out in a shorter time, without heating the air, due to the preliminary dispersion of liquid and solid components before introducing them into the apparatus and preliminary drying of solid particles;

2. Снижается расход жидких компонентов за счет распыла их до капель с поверхностью, не большей поверхности покрываемых ими частиц;2. The consumption of liquid components is reduced by spraying them to drops with a surface not larger than the surface of the particles covered by them;

3. Исключают пылегазоочистку за счет рациональных (рассчитываемых) формы и размеров аппарата и сменных шайб с отверстиями;3. Exclude dust and gas cleaning due to the rational (calculated) shape and size of the apparatus and interchangeable washers with holes;

4. Количество аппаратов для осуществления способа сокращен до одного;4. The number of devices for implementing the method is reduced to one;

5. Способ и устройство позволяют применять их для изготовления композитных сыпучих материалов с разными свойствами (по размерам частиц, их плотности, и соотношению Т/Ж).5. The method and device allows them to be used for the manufacture of composite bulk materials with different properties (in terms of particle size, density, and T / W ratio).

Claims

1. A method of manufacturing composite bulk materials as a result of combining solid particles and liquid components, including the operation of applying liquid components to the particles and subsequent drying in a single fluidized bed apparatus with flowing flows, characterized in that all liquid components and solids are dispersed before being introduced into the apparatus in the air (gas) stream, and this dispersion of the liquid components is carried out to the size of the droplets, ensuring their total surface is not less than the same as in gut particles.

2. The method according to p. 1, characterized in that the solid particles are pre-dried by streams of air (gas) before introducing them into the apparatus, eliminating their aggregation and adhesion.

3. An apparatus for manufacturing composite bulk materials, comprising a housing open on top for withdrawing fluidizing agents (air, gases), with a nozzle for introducing solid particles into the fluidizing agents, characterized in that this nozzle is equipped with interchangeable washers with holes of certain sizes, which in combination with a conical casing made in the form of an expanding upwards casing, it allows work with particles of a wide range (spread) of sizes, in addition, the nozzle is equipped with replaceable nozzles providing ejections ment, the jet dispersion and the preliminary drying solids and jet dispersing device for the liquid components configured with interchangeable nozzles of different flow areas, providing the desired spray droplets of different size fractions and nozzle for discharging droplets communicates with the bottom (bottom) of the cavity unit.