Устройство для гранулирования расплавов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1493 з 50 В 011 2 ОПИ ЕНИЯ 28 АНУ ДАРСТВЕННЬЙ КОМИТЕТ ССС М ИЗОБРЕтЕНИй И ОтНРЦТИ ИЕ ИЗОБР Н АВТОРСНОВйГ СВИДЕТЕЛЬСТ(54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГРЛИРОВАНИЯ РАСПЛАВОВ, соцержащеевертикальную башню, имеюшую в верхнейчасти раструб, установленные в верхнейчасти башни разбрызгиватель расплава ивертикальные патрубки цля отвоца возцуха, кольцевой коллектор цля подачи жидкости, смонтированные в нижней час- ти башни патрубки цля ввоца охлажцаюшего воэцуха, патрубок цля выгрузки гра нул и лоток цля сбора жицкости, укрепленный на боковой стенке башни, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью сни жения соцержания пыли в отвоцном воэцухе, оно снабжено эавихрителями, установленными в патрубках цля отвоца возцуха, и нац кажцым завихрителем установлен кольцевой коллектор.2. Устройство по и. 1 о т л и ч а ю ш е е с я тем, что оно снабжено кольцевыми желобами, имеющими зубчатые переливные кромки и установленными поц завихрителями на боковой стенке вер- д тикальных патрубков и боковой стенке башни,493них охлаждаются медленнее и, имеявысокую температуру, налипают на стенкавыходных патрубков воздуха и образуютзначительные по величине агломераты,которые периодически приходится уцалять(производить очистку воздуховодов). Впротивном случае данные образованиязначительно повышают сопротивление выходных патрубков, нарушая режим работыаппарата.Б-третьих, при гранулировании вредных и едких продуктов всегда необхоцимадополнительная очистка отходящего иэгранулятора воздуха, так как пылеуносвсегда будет иметь место. Для этой цели на выходе иэ гранулятора, как правило, устанавливают пылеулавливаюшиеаппараты (циклоны). Проходя через них,возцух очищается цо принятых санитарньйнорм и затем выбрасывается в атмосферу. Установка пылеулавливаюших устройстввсегда связана с увеличением капитальных затрат в которые входят стоимостьданных аппаратов стоимость дополни.тельных произвоцственных нлошацей,монтажных и обвязочных работ. Крометого, усложняется конструкция грануляционного аппарата. Так, например, анало.гичный по габаритам и производительности аппарат имеет расход по воздуху380000 м /ч, Это потребует установки,например, шести пылеулавливателей типа Тайфун" кажцый производительностью 60000 м /ч. Данные пылеулавли 3,ватели берутся как наиболее эффективные, экономичные (облацают наименьши- ми сопротивлениями и металлоемкостью). 1 , 1031Изобретение относится к устройствамдля гранулнрования растворимых в водепродуктов (едких щелочей, азотныхудобрений сульфидов щелочных металлови др.) .метоцом отверждения и охлажцениядиспергированных расплавов во встречномпотоке газообразного хлацагента и можетбыть использовано в химической и смежных с ней отраслях промышленности.Известно устройство цля гранулнрования расплавов, содержащее цилнндричеокую стальную башню диаметром около 9и высотой около 49 м, установленные вверхней части башни разбрызгивательрасплава, патрубки для отвода возцуха 35и кольцевой коллектор цля подачи жидко сти, смонтированные в нижней частибашни патрубки для ввода охлаждающеговозцуха, патрубок цлл выгрузки .гранул и кольцевой лоток для сбора жидкости 1 .Однако в этой конструкции при указанной высоте башни (49,0 м) невозможно беэ дополнительных устройств достичь того, чтобы пленка жидкости на стенках 25 башни была сплошной по всей высоте, По различным причинам (например, незначительное отклонение установки ко лонны от вертикали, неточность сварки отдельных царг и др,) пленка будет30 сплошной только в самом верху башни, при дальнейшем ее движении вниз плен ка будет образовывать отдельные струи (потоки), В связи с этим значительная часть внутренней поверхности будет оставаться сухой, т,е. площадь контак 35 тирования пыли с жицкой пленкой умейь шается и, следовательно, уменьшается количество пыли поглощаемой жицкой пленкой. Данное явление приводит к повышенному пылеуносу эффективность воздействия пленки на мелкодисперсные частицы снижается, Б связи с этим приходится значительно увеличиватьрасход жидкости в кольцевой коллектор 45 что вецет к повышению энергозатрат на очистку воэцуха от пыли продукта.Бо-вторых, основная масса мелкоцисперсных частиц (пыли) продукта образуется при распаде истекающих из отверстий раэбрыэгивателей струй расплава на кап ли (гранулы) н прецставляет собой, как правило, образующиеся при этом капли- спутники. При. разбрызгивании расплава в восходящий воздушный поток эти мелкодисперсные частицы сразу же захватыва ются воздухом, не соприкасаясь при этом с жидкостной пленкой, и уносятся в ат мосферу. Причем наиболее крупные иэ Известно устройство для гранулирования расплавов, содержащее вертикальнуюбашню, имеющую в верхней части раструб, установленные в верхней части башни разбрыэгиватель расппава и вертикальные патрубки для отвода воздуха,кольцевой коллектор дпя подачи жидкости,смонтированные в нижней части башнипатрубки для ввода охлажцаюшего воздуха, патрубок цля выгрузки гранул илоток для сбора жидкости, укрепленный набоковой стенке башни 2,Разбрызгиваемый жидкий продукт вводят противоточно в вертикальный воздушный поток, скорость которого возрастает по направлению вниз от величины,более низкой чем критическая скоростьпыли продукта, составляюшей эароцышкристаллизации, цо величины, превышающей критическую скорость образующихсягранул. Таким образом, предотвращается. ных патрубках, используется в .качестведополнительного хлааагента при высокихтемпературах окружающей среды. Придуэтом образующийся водяной туман пацает вниз башни и в виде тонкой пленкиоседает на ее стенках. Эта воца испаряется частично иди полностью за счеттеплоты стенок башни и теплоты, выаеляющейся при затверцевании процукта, и ееуцаляют вместе с.возцухом в атмосферуилн .сливают частично через находящую.ся в цнище башни трубу (лоток 1.Однако несмотря на снижение скорости 5воэцуха в расширяющейся верхней частиколонны, часть пыли продукта всегдабуцет уноситься вместе с воэцухом в,атмосферу, так как невозможно созцатьполную и равномерную плотность орошенияпо всему сечению расширяющейся частибашни. Например, при скорости на выхоце равной 0,5 м/с величина уноса пылисоставляет для минеральных уаобрений 0;8-2 кг на тонну готового проаукта, что при работе с врецными процуктами требует цополнительной очистки воздуха с помощью пыдеудавливатедей, аэто приводит к увеличению капзатрат наочистку от пыли. 30Бесконечное снижение скорости воздуха на выходе вецет к неоправцанном уувеличению габаритов колонны, что такжеувеличивает капзатраты. Это вызванотеь, что расширение колонны не цолжнобыть резким, так как в противном случае35в идущем вверх потоке возцуха в местерасширения башни всегаа образуютсязначительные завихрения, что способствует отбрасыванию части еше незатверцев-.ших гранул на коническую часть башни40и. вызывает значительные налипания процукта иа стенки башни, что нецопустимо,а смывание отложившегося на стенкахбашни .дроцукта в цанном устройстве непредусмотрено.Цель изобретения - снижение содержания пыли в отводимом воздухе.,Поставленная цель достигается тем,что устройство цля гранулирования расплавов, содержащее вертикальную башню,имеющую в верхней части раструб,установленные в верхней части башни разбрызгиватель расплава и вертикальныепатрубки,цля отвода воздуха, кольцевойколлектор цля подачи жидкости, смонтированные в нижней части башни патрубкацля ввоца охлажценного нозцуха, патрубокдля выгрузки гранул и лоток для сбора493 4жидкости, укрепленный на боковой стенкебашни, снабжено завихритедями, установленными в патрубках цдя отвода воэцуха,и нац кажцым эавихритедем установленкольцевой коллектор.Устройство снабжено кольцевыми желобами, имеющими зубчатые цереливныекромки и установленными поа завкхрителями на боковой стенке вертикальных О патрубков и боковой стенке башни,Вслецствие этого выхоцящий из башничерез выходные патрубки воздух, соцержашнй повышенное количество медкоциоперсного продукта, проходя эавихрители,закручивается, Возникающие при этомцентробежные силы отбрасывают содержащиеся в возаухе плотные частицы продукта к стенкам выхоаных патрубков встекающую пленку жицкости, и которой щ данные частицы растворяются и уносятсяобратно,в колонну, в результате чегосоцержание мелкодисперсных частиц продукта на выхоце уменьшается, а продукт, захваченный жидкостной пленкой,вновь отправляется на переработку. Воздух при этом очищается цо допустимыхсанитарных норм. Таким образом, за счетисключения цоподнительных срецств цляочистки газа упрощается устройство цлягранулирования и снижаются капитальныезатраты на очистку газа. Уменьшениепылеуноса на выхоце позволяет болееэкономично использовать сырье и снижает загрязнение окружающей среды,На фиг, 1 изображено устройство в разрезе, общий вид 3 на фиг. 2 - уээл 1на фиг, 1; на фиг. 3 - разрез А-А нафиг. 1; на фиг. 4 - виа Б на фиг. 2.Устройство для гранудирования содержит вертикальную башню 1, в верхнейчасти которой установлен разбрызгиватель 2 расплава, Для поцачи охлажаакщего возцуха внутрь башни 1 имеютсяпатрубки 3, для выхода возцуха - паърубки 4, Для вывоаа гранулированногопродукта в нижнЬй части башни 1 имееь.ся натрубок 5. На внутренней поверхности башни 1 равномерно друг от цруга,преимущественно на расстоянии 3 5 м,установлены кольцевые желоба 6 с зубчатой переливной кромкой. Зубья 7 навсех переливных кромках кольцевыхжелобов 6 выполнен одинаковой величины.Такое выполнение переливных кромокжелобов позволяет обеспечить равномерный перелив жицкости по всему перимеьру желобов. В нижней части башни 1установлен кольцевой лоток 8 со штуцером 9 цля сбора и выхода жпцкой смеси1493 6ется через зубчатые переливные кромкя 16и по внутренней поверхности раструба 16попацает в верхний кольцевой желоб 6.Заполнив желоб, жидкостная смесь переливается через зубчатую кромку иравномерно по всей окружности в вицетонкой сплошной жидкостной пленкистекает по внутренней стенке башни 1в следующий кольцевой желоб 6 итак далее. Благодаря наличию повысоте башни нескольких желобов 6,которые установлены иа расстоянии 3-5 мдруг от друга, жидкостная пленка навнутренней поверхности башни 1 образуется сплошной; не имеющей разрыва. Внижней части башни 1 жидкостная смесьсобирается в кольцевом лотке 8 и черезштуцер 9 сливается в бак 17,Охлаждающий воздух через патрубки 3подается в нижнюю часть башни 1 ивыводится из башни 1 в верхней частичерез патрубки 4.Расплав продукта подается в разбрызгиватель 2, Струи расплава, истекающегочерез отверстия раэбрызгивателя 2, распацаются на капли, При падении внизво встречном потоке воздуха, охлажцаяськапли застывают, превращаются в сферические гранулы, собираются в нижнейчасти башни 1 и уцадяются из нее черезпатрубок 5.1При распаде струй распдава на каплиобразуется множество медкодисперсныхчастиц. Большинство иэ них представляет,собой мельчайшие капли-спутники, обра1 эующиеся при распаде струй на отдельные капли-грануды, Часть этих мелкодисперсных частиц витает внутри башни 1.Наиболее значительная часть мелкоциьперсных частиц захватывается встречнымпотоком воздуха и уносится вместе с нимв верхнюю часть башни 1, направляясьв выходные патрубки 4. Проходя череззавихрители, воздух с содержащимися внем частицами закручивается. За счетвозникающих при этом центробежных сялмелкодисперсные частицы процукта оъбрасываются к стенкам патрубков 4 ипопадают в стекающую по стенкам жиц,костную пленку, которая поглощает ихи уносит вновь в башню 1. В результатеэтого содержание в воздухе мелкодисперсных частиц продукта значительно снижается. Пленка жидкости при дальнейшемсвоем движении вниз башни 1 поглощаетчасть мелкодйсперсных частиц, витающихвнутри башни 1, а также смывают со стенок башни возможные налипания гранудируемого материала. 5 103(водного раствора гранулируемого продукта) из башни 1 е Внутри каждого вьиодффного патрубка 4 установлен завихрительвоздуха, прецставляюший собой, например, коиическо цилинцрический обтекатель 10 с приваренными к нему поц углом 45 плоскими лопатками 11, В верхней части каждого выхоцного патрубка 4,на расстоянии около 1,5-2,0 диаметровцилиндрической части обтекателя, беэ эа 1 Озора с внутренней поверхностью патрубка 4 установлен кольцевой коллектор 12с окружным рядом выходных отверстий 13направленных к стенке выходного патрубка. Размеры кольцевого зазора междунаружной поверхностью обтекателя 10и внутренней поверхностью патрубка 4выбираются из расчета, чтобы скоростьвозцуха в этом зазоре составляла около 10-15 м/с. В нижней части каждого 20выходного патрубка 4 установлен кольцевой желоб-сборник 14 с зубчатыми переливными кромками. 15, Выходные патрубки 4 установлены таким образом,чтобы переливные кромки 15 кольцевыхжелобов-сборщиков 14 располагались надраструбом 16 башни 1. Такая установкавыходных патрубков позволяет собрать всюжидкость с поверхности выходных патрубков 4 и направить ее на внутреннююповерхность башни 1,Устройство включает также средстводля подвода в башню и удаления иэ неежидкой смеси, которое состоит из бака 17 жидкостной смеси с теплообменником 18 и датчиком 19 уровня, насо-.35са 20, трубопровода 21 цля поцводажицкостной смеси к кольцевым коллекторам 12, трубопровода 22 для отводаводы иэ лотка 8, трубопровода 23 дляподачи чистой жидкости (воды) в бак 17,40трубопровода 24 с клапаном 25 ддяслива избытка жидкостной смеси избака 17.Устройство работает сдецуюшим образом.45Иэ бака 17 жидкостная смесь определенной концентрации насосом 20 по-дается в кольцевые коллекторы 12, установленные в выходных патрубках 4.Через окружной ряд отверстий 13 в коль 50цевых коллекторах 12 жицкостная смесьв вице струй равномерно направляетсяна внутреннюю поверхность выходныхпатрубков 4 и в виде сплошной жидкоси.ной пленки, образующейся на внутреннейповерхности патрубков 4, стекает вниз,В кольцевом желобе-сборщике 14жидкостная смесь собирается, перелива7 1031 493 8Поглощенные жидкостной пленкой чао- может быть обработан с целью выделения тицы материала растворяются в ней н материала или возвращен в процесс поц уносятся в бак 17. Поступающая в бак готовки гранулируемого материала без жидкость содержит значительное колн- обработки. В баке 17 поцдержибается чество обрабатываемого материала, Вопределенная температура жидкостной некоторых случаях бывает целесообразно . смеси с помощью теплообменника 18, поддерживать в жидкости (воде)" в сбор- который нагревается или охлажцается, нике определенную степень концентра- Таким образом, благодаря тому, что цни обрабатываемого материала, С этой устройство снабжено завихрителями, целью по трубопроводу 23 подают опре установленными в выходных патрубках деленное количество свежей жицкости воздуха, н кольцевые коллекторы, разме(воды), Для поддеркания уровня жнц- щепы нац завихрителями, снижается сокостной смеси в баке 17 имеется дат- держание пыли в отводимом воздухе, что чик 19 уровня, связанный с клапаном 25, упрощает устройство для гранулированное установленным на трубопроводе 24, в 15 за счет исключения дополнительных который из бака 17 сливается избыток средств для очистки газа, а также сни жидкостной смеси (раствора), Этот избы- жаются капитальные и энергетические ток Раствора гранулируемого материала затраты на очистку газа,1031493 В, Гирняк 537 Подписное твенного комитета СССР ретений и открытий-35, Раушская наб., д. 4/5 260/4 Тираж ВНИИПИ Государс по делам из 3035, Москва, Ж