RU2049540C1

RU2049540C1 - Device for obtaining granules from melt

Info

Publication number: RU2049540C1
Application number: RU94026943A
Authority: RU
Inventors: В.Д. Щугарев; В.А. Чиндяскин
Original assignee: Чиндяскин Вячеслав Александрович
Priority date: 1994-08-03
Filing date: 1994-08-03
Publication date: 1995-12-10
Also published as: RU94026943A

Abstract

FIELD: granulating materials. SUBSTANCE: housing of the device has two granulators. The first granulator is mounted at the top part of the housing. The granulator has generator of the coolant jet constructed as plate and shield mounted for permitting movement. The second granulator is made up as inclined cone having the duct for pulp and bubbler. The second generator is mounted at the bottom part of the housing. The facility for supplying melt is made up as a chute provided with the slot opening. The flat jets of coolant and melt, generated at the outlets of the jet generator, move down and are intersected at an acute angle. In so doing, the melt jet is sprayed into drops. The melt drops is then fed to the second granulator wherein the large drops are broken down into the small drops. EFFECT: enhanced efficiency and reliability and decreased sizes. 1 dwg

Description

Изобретение относится к гранулированию расплавов различных материалов, в частности серы, неорганических удобрений, полимеров, и может быть использовано в химической и смежной с ней отрасли промышленности. The invention relates to granulation of melts of various materials, in particular sulfur, inorganic fertilizers, polymers, and can be used in the chemical and related industries.

Известны устройства для гранулирования серы, в которых используется воздушное охлаждение. Широкое распространение получили польские установки воздушного гранулирования (ПВГ), разработанные для технологии "Полиш Прилл" (В. Р. Грунвальд. Технология газовой серы). Установка снабжена средствами для ввода расплава серы в верхнюю часть грануляционной башни, средствами для диспергирования жидкой серы, которые могут быть форсуночными, центробежными и др. Одно из используемых для диспергирования устройств состоит из двух труб, приваренных одна к другой в виде опрокинутой буквы Т. Вертикальная труба постоянно наполнена серой на высоту до 1 м, что создает необходимый гидростатический напор. Горизонтальная труба с отверстиями 0,8 мм является собственно разбрызгивателем. Капли жидкой серы по мере прохождения по высоте башни охлаждаются восходящим потоком воздуха и застывают. Готовые гранулы из нижней части башни попадают на транспортерную ленту. Known devices for granulating sulfur, which use air cooling. Polish air pelletizing plants (PVG), developed for the Polish Prill technology (V. R. Grunwald. Gas Sulfur Technology), are widely used. The installation is equipped with means for introducing a sulfur melt into the upper part of the granulation tower, means for dispersing liquid sulfur, which can be nozzle, centrifugal, etc. One of the devices used for dispersing consists of two pipes welded to one another in the form of an overturned letter T. Vertical the pipe is constantly filled with sulfur to a height of 1 m, which creates the necessary hydrostatic pressure. A horizontal pipe with 0.8 mm holes is the sprinkler itself. Drops of liquid sulfur as they move along the height of the tower are cooled by an upward flow of air and solidify. Finished granules from the bottom of the tower fall onto the conveyor belt.

Недостатком этой установки является наличие очень мелких фракций гранул, уносимых воздушным потоком из башни, и опасность взрыва пыли, оседающей на стенках башни. The disadvantage of this installation is the presence of very small fractions of granules, carried away by the air flow from the tower, and the danger of an explosion of dust settling on the walls of the tower.

Другим недостатком являются значительные капитальные затраты при изготовлении. Another disadvantage is the significant capital costs involved in manufacturing.

Известны устройства гранулирования материалов из расплава, в которых используются жидкие хладагенты. Охлаждение капель расплава в жидких средах позволяет уменьшить необходимую для их полного затвердевания высоту падения и создать компактные и малогабаритные грануляционные установки. Хорошо себя зарекомендовала установка формования серы методом Съюпел (В. Р. Грунвальд, Технология газовой серы). Установка содержит корпус, средства для ввода расплава материала и жидкого хладагента, разбрызгиватель в виде форсунок, средства вывода гранул и хладагента. Жидкая сера перекачивается насосом в гранулятор по кольцевому трубопроводу и разбрызгивается форсунками. Гранулообразование осуществляется в турбулентном потоке воды, которая вводится в снабженный мешалкой гранулятор под напором. Гранулированная сера вместе с водой выносится через шлюзовой затвор в коническом дне гранулятора. Known devices for granulating materials from the melt, which use liquid refrigerants. The cooling of the melt droplets in liquid media makes it possible to reduce the drop height necessary for their complete solidification and to create compact and small-sized granulation plants. The sulfur molding unit has proven itself well with the Sjupel method (V.R. Grunwald, Gas Sulfur Technology). The installation comprises a housing, means for introducing a melt of material and liquid refrigerant, a sprayer in the form of nozzles, means for removing granules and refrigerant. Liquid sulfur is pumped to the granulator through an annular pipe and sprayed with nozzles. Granulation is carried out in a turbulent flow of water, which is introduced into the granulator equipped with a mixer under pressure. Granular sulfur along with water is discharged through a sluice gate in the conical bottom of the granulator.

Недостатком установки является возможность налипания серы на элементах форсунок, что вызывает необходимость остановки для проведения ремонтных работ. The disadvantage of this installation is the possibility of adhesion of sulfur to the elements of the nozzles, which makes it necessary to stop for repair work.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство по авт. св. СССР N 897273 для гранулирования расплава, преимущественно серы, содержащее корпус, установленный в верхней части грануляционной колонны над уровнем жидкости, горизонтальную плоскую решетку, расположенную в верхней части корпуса, патрубок для подвода расплава, расположенный над решеткой, вертикальные стержни с заостренными нижними концами. Стержни проходят через отверстия в решетке, укреплены на пластине, через которую соединены с механизмом возвратно-поступательного движения стержней. Устройство содержит также коллектор и соединенные с ним вертикальные трубы для подвода охлаждающего агента. Трубы проходят через отверстия, выполненные в пластине и решетке. Решетка снабжена средством для нагрева. Расплав через входной патрубок поступает на решетку, попадает в отверстия решетки и стекает по движущимся стержням сплошными равномерными струями в охлаждающую жидкость, находящуюся в грануляционной колонне, где дробится на капли и застывает, образуя гранулы. The closest in technical essence to the proposed invention is a device according to ed. St. USSR N 897273 for granulating a melt, mainly sulfur, containing a casing installed in the upper part of the granulation column above the liquid level, a horizontal flat grating located in the upper part of the casing, a nozzle for supplying the melt located above the grating, vertical rods with pointed lower ends. The rods pass through the holes in the grate, mounted on a plate through which they are connected to the mechanism of the reciprocating motion of the rods. The device also contains a collector and connected vertical pipes for supplying a cooling agent. Pipes pass through holes made in the plate and grate. The grill is provided with means for heating. The melt through the inlet pipe enters the grate, enters the openings of the grate and flows along the moving rods with continuous uniform jets into the coolant located in the granulation column, where it is crushed into drops and solidifies, forming granules.

Недостатком устройства является возможность налипания серы на концы движущихся стержней, что вызывает необходимость остановки работы для очистки стержней, и связанное с этим уменьшение надежности, а также производительности. The disadvantage of this device is the possibility of adhesion of sulfur to the ends of the moving rods, which causes the need to stop work to clean the rods, and the associated reduction in reliability and performance.

Другим недостатком является усложнение конструкции и связанное с этим дальнейшее уменьшение надежности из-за наличия механизма возвратно-поступательного движения стержней и из-за наличия движущихся элементов в области расплава. Another disadvantage is the complexity of the design and the associated further decrease in reliability due to the presence of the mechanism of reciprocating movement of the rods and due to the presence of moving elements in the melt region.

Техническим результатом от использования предлагаемого изобретения является упрощение конструкции и повышение надежности при уменьшении габаритов устройства. The technical result from the use of the invention is to simplify the design and increase reliability while reducing the size of the device.

Для этого в устройстве для получения гранул из расплава, содержащем корпус, средства для ввода расплава материала и средства для ввода жидкого хладагента, в верхней части корпуса размещен первый гранулятор, содержащий формирователь струи хладагента, состоящий из наклонной пластины, установленной под острым углом к вертикали и снабженной экраном, установленным с возможностью перемещения, и формирователь струи расплава в виде лотка с щелевым отверстием, при этом основание лотка установлено под тупым углом к вертикали, а в нижней части корпуса размещен второй гранулятор, содержащий барботер в виде труб, в которых выполнены отверстия, основание второго гранулятора выполнено в виде наклонного конуса с пульпопроводом. To this end, in a device for producing granules from a melt containing a housing, means for introducing a melt of material and means for introducing liquid refrigerant, a first granulator is placed in the upper part of the housing, comprising a shaper of a refrigerant stream, consisting of an inclined plate mounted at an acute angle to the vertical and equipped with a screen installed with the possibility of movement, and the shaper of the melt stream in the form of a tray with a slotted hole, while the base of the tray is installed at an obtuse angle to the vertical, and in the lower part a second granulator is placed in the pus, containing a bubbler in the form of pipes in which holes are made, the base of the second granulator is made in the form of an inclined cone with a slurry pipe.

Устройство включает также средства подачи воздуха в барботер. The device also includes means for supplying air to the bubbler.

На чертеже представлен общий вид устройства. The drawing shows a General view of the device.

Устройство включает корпус 1, в котором размещен первый гранулятор, содержащий формирователь струи хладагента, состоящий из наклонной пластины 2 с экраном 3, установленным с возможностью перемещения. Первый гранулятор содержит также формирователь струи расплава в виде лотка 4, в котором выполнено щелевое отверстие для выхода расплава. В представленном на чертеже варианте устройства наклонная пластина образует острый угол с вертикалью, а основание лотка 4 тупой угол. Если поменять наклонную пластину 2 и лоток 4 местами (формирователь струи расплава переместить слева направо, а формирователь струи хладагента справа налево), то соответственно изменятся и углы наклона: у наклонной пластины 2 будет тупой угол с вертикалью, а у основания лотка острый. В нижней части корпуса размещен второй гранулятор, состоящий из камер 5 и 6, разделенных перегородкой 7. В камере 5 размещен барботер 8 в виде труб, в которых выполнены отверстия. Барботер соединен с патрубком подачи воздуха 9. В нижней части камеры 5 второго гранулятора расположен пульпопровод 10. Средство для ввода хладагента в рабочую зону первого гранулятора выполнено в виде конической емкости 11, в которой размещены кольцевые трубы 12 с соплами 13 для подачи хладагента и кольцевая труба 14 с отверстиями для подачи воздуха. В нижней части конической емкости 11 выполнено прямоугольное сопло 15, направленное в сторону наклонной пластины 2. Ввод хладагента во второй гранулятор осуществляется трубопроводом 16 подпитки. Возврат хладагента в первый гранулятор из камеры 6 осуществляется трубопроводом 17. The device includes a housing 1, in which a first granulator is placed, comprising a shaper of a refrigerant jet, consisting of an inclined plate 2 with a screen 3 mounted for movement. The first granulator also contains a melt jet former in the form of a tray 4, in which a slotted hole is provided for the melt to exit. In the embodiment of the device shown in the drawing, the inclined plate forms an acute angle with the vertical, and the base of the tray 4 has an obtuse angle. If you swap the inclined plate 2 and the tray 4 in places (move the melt shaper from left to right, and the coolant shaper from right to left), the tilt angles will change accordingly: the inclined plate 2 will have an obtuse angle with the vertical and the base of the tray will have a sharp angle. In the lower part of the housing there is a second granulator, consisting of chambers 5 and 6, separated by a partition 7. In the chamber 5 there is a bubbler 8 in the form of pipes in which holes are made. A bubbler is connected to the air supply pipe 9. In the lower part of the chamber 5 of the second granulator there is a slurry line 10. The means for introducing refrigerant into the working area of the first granulator is made in the form of a conical tank 11 in which annular tubes 12 with nozzles 13 for delivering refrigerant and an annular tube are placed 14 with openings for air supply. In the lower part of the conical tank 11, a rectangular nozzle 15 is made, directed towards the inclined plate 2. The refrigerant is introduced into the second granulator by a feed line 16. The return of the refrigerant to the first granulator from the chamber 6 is carried out by the pipe 17.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Хладагент по кольцевой трубе 12 и соплу 13 подают в коническую емкость 11, где, разгоняясь, он попадает через прямоугольное сопло 15 на наклонную пластину 2, расположенную под углом 30^о к вертикали. На наклонной пластине 2 формируется ровная плоская струя хладагента, которая выравнивается защитным экраном 3. В эту струю подают плоскую струю расплава, вытекающую из щелевого отверстия 5 в лотке 4. Температура лотка равна температуре расплава и поддерживается нагревателем. В области встречи струй происходит разбрызгивание струи расплава на капли. Затем капли расплава и хладагент попадают в нижний гранулятор, где размещен барботер. Крупные капли расплава, встречаясь с пузырьками воздуха, распадаются на более мелкие. Здесь же происходит охлаждение капель расплава и превращение их в гранулы. Для улучшения режима барботирования подаваемый хладагент через сопла 15 насыщается воздухом через кольцевую трубу 14 с отверстиями. Охлажденные гранулы опускаются на дно камеры 5, где смываются из трубопровода 16 и выводятся из корпуса через пульпопровод 10. Избыточный хладагент попадает в зону отстоя, переливаясь через перегородку 7 между камерами 5 и 6, где мелкие гранулы (диаметром менее 0,5 мм) отсеиваются. Хладагент через трубопровод 17 и кольцевую трубу 12 возвращается в верхний гранулятор.The refrigerant through the annular pipe 12 and the nozzle 13 is fed into a conical tank 11, where, accelerating, it enters through a rectangular nozzle 15 on an inclined plate 2 located at an angle of 30 ^about to the vertical. A flat flat stream of refrigerant is formed on the inclined plate 2, which is leveled by a protective shield 3. A flat stream of melt flowing from the slot 5 in tray 4 is fed into this stream. The temperature of the tray is equal to the temperature of the melt and is maintained by the heater. In the area where the jets meet, the melt stream is sprayed onto droplets. Then drops of melt and refrigerant fall into the lower granulator, where the bubbler is located. Large drops of the melt, meeting with air bubbles, break up into smaller ones. Here, the droplets of the melt are cooled and transformed into granules. To improve the bubbling regime, the supplied refrigerant through the nozzles 15 is saturated with air through the annular tube 14 with holes. The cooled granules are lowered to the bottom of the chamber 5, where they are washed off from the pipeline 16 and removed from the housing through the slurry pipeline 10. The excess refrigerant enters the sludge zone, overflowing through the partition 7 between the chambers 5 and 6, where small granules (with a diameter of less than 0.5 mm) are screened out . The refrigerant through the pipe 17 and the annular pipe 12 is returned to the upper granulator.

Устройство смонтировано на жестком каркасе из толстостенных труб диаметром 64 мм. Высота устройства 5 м, в основании его квадрат со стороной 1 м. В конической емкости 11 размещен трубопровод подачи хладагента, изготовленный в виде кольца из трубы диаметром 64 мм с соплами в количестве 8 штук из труб диаметром 42 мм. Кольцевой трубопровод с отверстиями подачи воздуха изготовлен из трубы диаметром 30 мм, направленные вниз отверстия имеют диаметр 5 мм. К нижней части корпуса через фланцевое соединение присоединено прямоугольное сопло 15 с выходным отверстием 650х20 мм. Сопло выполнено под углом 30^о к вертикали. Под соплом на расстоянии 100 мм расположена наклонная стальная пластина 2 под углом 30^о к вертикали, на стальную пластину наклеена пластина из оргстекла. Пластина имеет размеры 1200х800 мм. Перед пластиной 2 на шарнире размещен подвижный стальной экран 3 размером 1000х800 мм, на который также наклеена пластина из органического стекла. Покрытие из органического стекла служит для выравнивания и формирования плоской и равномерной по ширине струи хладагента. Перед экраном на расстоянии 250 мм размещен на направляющих опорах лоток 4, изготовленный из стали 1Х18Н10Т, шириной 700 мм, длиной 770 мм. Днище лотка выполнено под углом 14^о к горизонтали, щелевое отверстие 5 мм высотой и шириной 700 мм, температура лотка регулируется нагревателем с терморегулятором. Нижний гранулятор, служащий для вторичной грануляции крупных капель расплава и охлаждения гранул, содержит барботер 8, изготовленный из труб диаметром 32 мм. На высоте 3 м перед лотком 4 расположена плавильная емкость объемом 5 м³ с изотермической оболочкой, электрическим нагревателем мощностью 50 кВт и регулятором температуры ВРТ-3. Корпус изготовлен из листовой стали СТ 3. Все узлы устройства изготовлены из стали СТ 45, кроме лотка подачи расплава. Нагреватели изготовлены из нихромовой проволоки диаметром 1 мм, пропущенной в керамические трубки.The device is mounted on a rigid frame made of thick-walled pipes with a diameter of 64 mm. The height of the device is 5 m, at the base it is square with a side of 1 m. In the conical tank 11 there is a refrigerant supply pipe made in the form of a ring from a pipe with a diameter of 64 mm with nozzles in the amount of 8 pieces from pipes with a diameter of 42 mm. An annular pipeline with air supply openings is made of a pipe with a diameter of 30 mm, downward-directed openings have a diameter of 5 mm. A rectangular nozzle 15 with an outlet of 650x20 mm is connected to the lower part of the housing through a flange connection. The nozzle is formed at an angle of ³⁰ ° to the vertical. Under the nozzle at a distance of 100 mm is inclined steel plate 2 at an angle of ³⁰ ° to the vertical, the steel plate is pasted plate of plexiglass. The plate has dimensions of 1200x800 mm. In front of the plate 2, a movable steel screen 3 with a size of 1000x800 mm is placed on the hinge, on which a plate of organic glass is also glued. Plexiglass coating is used to level and form a flat and uniformly wide refrigerant stream. In front of the screen, at a distance of 250 mm, a tray 4 is placed on the guide supports, made of 1X18H10T steel, 700 mm wide, 770 mm long. The bottom of the tray is made at an angle of 14 ^degrees to the horizontal, the slot hole is 5 mm high and 700 mm wide, the temperature of the tray is regulated by a heater with a temperature regulator. The lower granulator, which is used for secondary granulation of large drops of the melt and cooling the granules, contains a bubbler 8 made of pipes with a diameter of 32 mm At a height of 3 m in front of tray 4, a 5 m ³ melting tank with an isothermal shell, an electric heater with a power of 50 kW and a temperature regulator VRT-3 is located. The housing is made of CT 3 sheet steel. All components of the device are made of CT 45 steel, except for the melt feed tray. Heaters are made of nichrome wire with a diameter of 1 mm, passed into ceramic tubes.

Особенностью предлагаемого устройства для получения гранул из расплава является то, что его конструкция обеспечивает проведение процесса разделения струи расплава на капли без использования специальных приспособлений для разбрызгивания и без соприкосновения с деталями установки. Таким образом, исключается налипание материала расплава на элементах конструкции, что увеличивает время безостановочной работы устройства. A feature of the proposed device for producing granules from the melt is that its design provides for the process of separating the jet of melt into droplets without the use of special devices for spraying and without contact with the details of the installation. Thus, the sticking of the melt material on the structural elements is excluded, which increases the time of non-stop operation of the device.

Преимуществом устройства перед известными аналогичными устройствами, в частности прототипом, является более простая конструкция, которая обеспечивает проведение процесса без использования движущихся деталей в рабочей зоне, а также меньшие габариты и, следовательно, более высокая его надежность. The advantage of the device over known similar devices, in particular a prototype, is a simpler design that ensures the process without the use of moving parts in the working area, as well as smaller dimensions and, therefore, its higher reliability.

Claims

DEVICE FOR PRODUCING GRANULES FROM MELT, containing a housing, a granulator located in its upper part and means for introducing a melt and liquid refrigerant, characterized in that it is provided with a second granulator located in the lower part of the housing in the form of an inclined cone with a slurry conduit and a bubbler in the form of pipes with holes , the first granulator is made with a shaper of a refrigerant stream in the form of an inclined plate and a screen mounted with the possibility of movement, and the means for introducing the melt of material is made in the form of a tray with a slotted hole pation.