N3 N3
4 four
35 Изобретение относитс к гранулированию и сушке материалов и может быть использовано в химической и смежных Отрасл х промьгашенности, в частности в производстве гранулированных минеральных удобрений. Цель изобретени - повьшгение выхода товарной фракции. На чертеже представлено предлагае мое устройство дл гранулировани ма териалов, продольньй разрез. Устройство дл гранулировани сос тоит из вращающегос барабана 1, внутри которого установлены подъемно-лопастна насадка 2, обратный шнек 3 и конусньш классификатор 4, а на его входе 1 - конус 5, который со стороны малого основани соединен с выходом обратного шнека 3, а со стороны большего основани имеет подпорное кольцо 6. Внутри конуса 5 закреплена подъемно-лопастна насадка 7 и соосный ленточный шнек 8. По торцам барабана 1 смонтированы загрузочна камера 9, снабженна трубой 10 со щелевыми окнами дл танген циального ввода теплоносител , патрубком 11 подачи мелкой фракции продукта и форсункой 12 дл распыливани раствора, и разгрузочна камера 13, имеюща патрубки 14 и 15 соот ветственно дл отвода отработанного теплоносител и вывода гранулированного материала. Устройство дл гранулировани материалов работает следующим образо Раствор распьшиваетс форсункой на вихревую завесу, создаваемую со стороны узкого основани в конусе 5 за счет тангенциального ввода теплоносител через трубу 10 со щелевыми окнами. I Подача мелкой фракции продукта в вихревой поток осуществл етс с по мощью подъемно-лопастной наса,а,ки 7 при вращении барабана 1 s направлении , аналогичном направлению вращени закрученного потока теплоносител . По мере продвижени последнего к большему основанию конуса 5 скорость его уменьшаетс , исчезает ее тангенциальна составл юща и завеса превращаетс из вихревой в завесу падающих частиц. Укрупнившиес частицы и агломераты частиц, попада в слой которьй образуетс над лопатками на садки, всплывают на поверхность ска тывающегос сло и за счет его накл 0 а в сторону большего основани 5 и ействи ленточного шнека 8 перемеаютс к пoдпopнo fy кольцу 6. В процессе передвижени по барабану 1 частицы окатываютс и досушиваютс . Посе -разделени на классификаторе 4 мелка фракци продукта подаетс обратным шнеком 3 на лопастную насадку7 в малом основании конуса 5, а крупна фракци выводитс из барабана 1 через патрубок 15. Отработанный теплоноситель выходит через патрубок 14. В отсутствии конуса в головной части барабана 1 скапливаютс крупные агломераты - окатьш1И, что вл етс следствием некоторого наклона барабана 1 в сторону разгрузки и работы обратного шнека его внешней поверхностью. В начале завесы содержитс 35-40% окатышей. В предлагаемом устройстве реализуетс эффект разделени полидисперсных частиц по размерам в завале при вращении барабана, который заключаетс в том, что при вращении барабана крупные частицы всплывают на поверхность скатывающегос сло завала, а мелкие погружаютс внутрь завала. Использование этого эффекта позвол ет выводить крупные частицы и агломераты из зоны гранулообразо- . вани , предотвращать образование окатьш1ей, которые ухудшают качество завесы ц истирают гранулы, и в результате повышать однородность гранулометрического состава продукта, выход товарной фракции и уменьшать пылеобразование . Элементы конструкции предлагаемого устройства имеют следующие геометрические параметры. Длина усеченного конуса равна длине зоны факел - завеса, в которой проходит процесс гранулообразовани и длина которой дл промьшшенных аппаратов составл ет 2-3 м. Угол между образующей конусной поверхности и осью Koiiyca выбираетс по рекомендаци м дл конусных классификаторов. Угол между образующей конусной поверхности, проход щей по внешнему диаметру шнека, и его осью не должен превьш1ать угла естественного откоса материала, поскольку в противном случае часть материала проходит через конус без контакта со шнеком. В св зи с функциональным назначением последнего (перемещать крупные,частицы в скатывающемс слое завала к выходу из конуса) его наружный диаметр должен равн тьс со стороны меньшего основани конуса диаметру БД окружности, описываемой концами лопастей насадки, и диаметру D отверсти в подпорном кольце с другой стороны. Откуда следует, что наружный диаметр D шнека на любом рассто нии X от меньшего основани конуса длиной L определ етс по форму Дл достижени максимального эффекта разделени по размерам шаг ленточного шнека принимаетс равным 0,15-0,2 длины усеченного конуса. Ширина ленты шнека определ етс из услови обеспечени необходимой производительности и минимального гидравлического сопротивлени . Существенность отличительных при знаков с точки зрени поставленной дели - повьшение выхода товарной фракции снижение пьшеобразовани показана экспериментальным путем. Пример. Определ ют вли ние на выход товарной фракхщи (1-4 мм) новых элементов. Исследовани прово д тс на барабанном аппарате: диаметр барабана 0,5 м, длина 1,5 м, скорость вращени 11 об/мин, производительность 100 кг/ч (режимные параметры процесса гранулировани и сушки, а также гранулометрический состав ретура во всех экспериментах неизменны). Конструкци предлагаемо установки позвол ет мен ть внутренние устройства в барабане. При отсутствии лопаток в конусе не обеспечиваетс нормальное протекание процесса гранулировани и суш ки (на участке размещени конуса ап парат работает как распылительна сушилка), поэтому исследовани в этом случае не привод тс . Напыл ют раствор исходного материала (аммофоса) с помощью иневмати ческой форсунки на вихревую завесу, создаваемую лопастной насадкой и закрученным потоком теплоносител , сушат гранулированный материал и оп редел ют гранулометрический состав продукта в стационарном состо нии. Результаты экспериментальньпс исследований , полученных на предлагае MOM барабанном аппарате с различными внутренними устройствами, приведены в таблице. Результаты показывают, что ленточный шнек в отсутствии конуса с насадкой оказывает небольшое вли ние на увеличение выхода товарной фракции и существенно способствует увеличению выхода в совокупности с конусом . Это объ сн етс тем, что в отсутствии конуса действие ленточного шнека в значительной мере компенсируетс работой обратного шнека, его наружной поверхностью. Кроме того, при установке внутри конуса ленточный шнек начинает вьтолн ть роль насадки (дополнительного завихрител газового потока). Отклонение диаметра шнека от рассчитанного в соответствии с предлагаемой формулой принципиально нарушает работоспособность устройства и преп тствует выполнению его функционального назначени - обеспечени активного контакта мелких частиц с закрученным потоком теплоносител , выведени крупных частиц из зоны гранулообразовани и предотвращени образовани окатьшгей. Увеличение диаметра шнека () приводит к тому, что шнек транспортирует не только крупные частицы скатывающегос сло завала, но и мелкие частицы из внутненнего сло . Тем самым часть мелкой фракции выводитс из активной зоны факел - завеса и попадает в готовый продукт, а лопасти в малом основании конуса не ПОЛНОСТЬЮ заполн ютс материалом, что снижает плотность вихревойзавесы . При уменьшении диаметра шнека (D|.D|J) тер етс его контакт с частицами , движущимис на поверхности завала, и в результате часть крупных гранул ocтaeтd в конусе. Режим движени частиц в последнем со стороны малого основани , который при В|)Вд близок к идеальному вытеснению , при нарушаетс . Оставшиес в зоне факел - завеса крупные гранулы существенно ухудшают услови гранулообразовани , способству получению неоднородного по гранулометрическому составу продукта. Предлагаемое устройство позвол ет сконцентрировать мелкие частицы в начале завесы, обеспечить активгьй35 The invention relates to the granulation and drying of materials and can be used in the chemical and related fields, in particular in the production of granular mineral fertilizers. The purpose of the invention is to increase the yield of the product fraction. The drawing shows the proposed device for granulating materials, a longitudinal section. A granulating unit consisting of a rotating drum 1, inside of which a lifting-blade nozzle 2, a return screw 3 and a cone classifier 4 are installed, and at its inlet 1 there is a cone 5, which from the small base side is connected to the output of the return screw 3, and co the larger base has a retaining ring 6. Inside the cone 5 there is a lifting-blade nozzle 7 and a coaxial tape auger 8 secured. At the ends of the drum 1, the loading chamber 9 is fitted, equipped with a pipe 10 with slit windows for tangential entry of heat carrier, pa a supply pipe 11 for the fine fraction of the product and a nozzle 12 for spraying the solution; and an unloading chamber 13 having nozzles 14 and 15, respectively, for draining the spent heat carrier and discharging the granulated material. The device for granulating materials works as follows. The solution is sprayed by the nozzle onto a vortex curtain created on the side of the narrow base in the cone 5 by tangentially introducing the heat transfer fluid through the pipe 10 with slotted windows. I The supply of the fine fraction of the product to the vortex flow is carried out with the help of an elevator blade, a, ki 7, while rotating the drum 1 s in a direction similar to the direction of rotation of the swirling flow of the heat transfer medium. As the latter moves toward a larger base of the cone 5, its speed decreases, its tangential component disappears, and the curtain turns from a vortex into a curtain of falling particles. Enlarged particles and agglomerates of particles that fall into the layer that forms above the paddles on the cages, float to the surface of the rolling layer and due to its inclination 0 and towards the larger base 5 and the action of the belt screw 8 will shift to the supporting fy ring 6. In the process of moving The drum 1 particles are rolled and dried. The subdivision on the classifier 4 fine product fraction is fed by the return screw 3 to the paddle nozzle 7 in the small base of the cone 5, and the large fraction is withdrawn from the drum 1 through the nozzle 15. The spent coolant comes out through the nozzle 14. In the absence of the cone, large the agglomerates are made, which is a consequence of a certain inclination of the drum 1 towards the unloading and operation of the reverse screw of its outer surface. At the beginning of the veil contains 35-40% of pellets. The proposed device realizes the effect of separating polydisperse particles by size in the blockage during the rotation of the drum, which consists in the fact that during the rotation of the drum large particles float to the surface of the roll-off layer of the dam, and small particles sink into the dam. The use of this effect allows to remove large particles and agglomerates from the zone of granuloform. to prevent the formation of oats that impair the quality of the curtain and abrade the granules, and as a result improve the uniformity of the product’s particle size distribution, yield of the product fraction and reduce dust generation. The structural elements of the proposed device have the following geometrical parameters. The length of the truncated cone is equal to the length of the torch-curtain zone in which the granulation process takes place and the length of which for industrial vehicles is 2-3 m. The angle between the cone-forming surface and the Koiiyca axis is selected according to the recommendations for conical classifiers. The angle between the generatrix of the conical surface passing through the outer diameter of the screw and its axis should not exceed the angle of repose of the material, since otherwise a part of the material passes through the cone without contact with the screw. In connection with the functional purpose of the latter (to move large particles in the rolling dam layer to the exit from the cone), its outer diameter should be equal from the side of the smaller base of the cone to the diameter of the OBD circumference described by the tips of the nozzle blades and the diameter D of the hole in the retaining ring with another parties. From which it follows that the outer diameter D of the screw at any distance X from the smaller base of the cone of length L is determined by the shape. To achieve the maximum separation effect by size, the step of the tape auger is taken equal to 0.15-0.2 of the length of the truncated cone. The tape width of the screw is determined from the condition of providing the necessary performance and minimum hydraulic resistance. The significance of the distinctive signs from the point of view of the set business - the increase in the yield of the product fraction, the decrease in food production, is shown experimentally. Example. The effect on the yield of product fractions (1–4 mm) of new elements is determined. Research conducted on a drum machine: a drum diameter of 0.5 m, a length of 1.5 m, a rotation speed of 11 rpm, a capacity of 100 kg / h (the regime parameters of the granulation and drying process, as well as the granulometric composition of the retur in all experiments are unchanged ). The design of the proposed plant allows changing internal devices in the drum. In the absence of blades in the cone, the normal course of the granulation and drying process is not ensured (at the site where the cone is located, the apparatus works as a spray dryer), therefore, no studies are performed in this case. The solution of the starting material (ammophos) is sprayed with the help of an injector nozzle onto the vortex curtain created by the paddle nozzle and the swirling flow of the heat carrier, the granulated material is dried and the particle size distribution of the product is determined in a steady state. The results of experimental studies obtained on the MOM drum offer with various internal devices are shown in the table. The results show that a belt auger in the absence of a cone with a nozzle has little effect on the increase in the yield of the product fraction and significantly contributes to an increase in output combined with the cone. This is due to the fact that in the absence of a cone, the action of the belt auger is largely compensated by the operation of the reverse screw, its outer surface. In addition, when installed inside a cone, the belt auger begins to play the role of a nozzle (additional gas flow swirler). The deviation of the screw diameter from that calculated in accordance with the proposed formula fundamentally disrupts the device’s performance and prevents its functional purpose — ensuring active contact of small particles with a swirling flow of heat-transfer agent, removal of large particles from the granule-forming zone and preventing formation of an octaggeum. Increasing the diameter of the screw () leads to the fact that the screw transports not only large particles of the rolling dam layer, but also small particles from the inner layer. Thus, part of the fines fraction is removed from the active zone of the torch - curtain and gets into the finished product, and the blades in the small base of the cone are not FULLY filled with material, which reduces the density of the vortex curtain. As the screw diameter decreases (D | .D | J), its contact with particles moving on the surface of the dam is lost, and as a result, some of the large granules are found in a cone. The mode of motion of the particles in the latter from the side of the small base, which, at B) B, is close to the ideal displacement, is disturbed for. The large granules remaining in the torch-veil zone significantly worsen the conditions of granulometry, contributing to obtaining a product with a non-uniform granulometric composition. The proposed device allows to concentrate fine particles at the beginning of the curtain, to ensure active
их контакт с закрученным потоком теплоносител , имеющим вихревую центральную область, предотвратить образование и скопление окатьш1ек, истирающих гранулы и уменьшающих плотность завесы, и вывести крупные частицы из зоны гранулообразовани . По сравнению с известным предлагаемое устройство обеспечивает получение продукта более однородного гранулометрического состава, увеличение выхода товарной фракции, уменьшение пылеобразовани , что улучшает технико-экономические показатели производства .their contact with the swirling flow of heat-transfer fluid having a vortex central region, to prevent the formation and accumulation of air, abrading granules and reducing the density of the curtain, and to remove large particles from the zone of granulation. Compared with the known, the proposed device provides a more uniform particle size distribution, an increase in the yield of the product fraction, a reduction in dust generation, which improves the technical and economic indicators of production.