Устройство для смачивания солевых гранул

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Сефз СоветсиикСвиапистичвскикРеснубпии(31) Р 2926713;8 " (33) ФРГ СССР Опубликовано 07. 02. 83. Бюллетень яЪ 5лв делам мэобретенмй и вткрытнй(72) Автор изобретения Иностранец Хартмут Ришель"Машиненфабрик Кепперн ГмбХ унд Ко, КГ ф(5 й) устРойство для сиАцивАния СОЛЕВЫХ ГРАНУЛИзобретение относится к устройствам для смачивания солевых гранулятов с помощью форсунок, опрыскивающих жидкостью падающий поток обрабатываемого материала. 5Промышленность, производящая удоб рения, вследствие применения механи-. ческих разбрасывателей производит грануляты с величиной зерен преимущественно 1-4 мм. Грануляты выпуска о ются прежде всего калийной промышленностью с применением способа гранулирования прессованием. При этом мелкозернистая туковая соль сперва спрессовывается валковым прессом, а затем при последующем прохождении измельчительно-фильтрующей цепи превращается в гранулят. Прочность гранулята зависит в значительной степени от предварительной обработки калийной соли.Соли, прошедшие процесс кристаллизации и не имеющие примесей веществ, противодействующих спеканию, легко поддаются переработке в гранулы высокой прочности, а гранулы, производи-,мые из флотационных солей, обладают 1меньшей прочностью. Это объясняетсятем, что остатки химикатов от процесса флотации, в особенности амины,удерживаются на поверхности первичных частиц и предотвращают их прочное соединение. Такие грануляты вбольшинстве случаев подвергаются дополнительной обработке, состоящей восновном из смачивания с последующейсушкой. Целью дополнительной обработки является уменьшение истирания гранулята во время погрузочно-разгрузочных работ и транспортировки и ограни.чение связанного с этим пылеобразова"ния. Для этого в жидкость, применяе-,мую для смачивания, добавляют средства, предупреждающие образование пыли. Благодаря смачиванию поверхности гранулята водой в количестве 0,5"2 от веса гранулята при последующей сушке наступает твердение поверхности гранул, что приводит к повышению прочности гранулята на истирание.9957Известны два различных технологических принципа смачивания,В первом случае перемещаемый на ленточном транспортере гранулят обрызгивается смачивающей жидкостью, при этом и/или вслед за этим переворачивается на ленте лемехоподобным приспособлением. В способе обработки наблюдается неравномерное распределение жидкости, Во втором случае увлаж нители устанавливаются в пункте сопряжения транспортеров, причем жидкость вбрызгивается в поток материала, падающего с конца ленты. Этим способом невозможно достичь равномер ного смачиаания из-эа относительно высокой плотности потоков перемещаемых материалов. Но в обоих случаях гранулят в ходе процесса увлажнения не испытывает значительных механических нагрузок.1Чтобы добиться более существенного увеличения равномерности смачивания поверхности гранул, применяется способ смешивания гранулята с помощью смесительных шнеков, смесительных барабанов и других смесителей с одновременным обрызгиванием водой. Однако эти устройства создают значительные механические нагрузки на гранулят, в30 результате чего возможны, в зависимости от твердости гранул, потери от истирания до достижения желаемой прочности поверхности гранул, что равноценно производственным,потерям. Повы- З 5 шение прочности гранулята на истирание достигается только за время или после высыхания гранулята в ходе процесса рекристаллизации, Определенные механические нагрузки желательны, чтобы предупредить последующее истирание. Но в упомянутых смесителях механические истирающие нагрузки действуют до и во время увлажнения, т,е.слишком рано, Механические нагрузки 45 на гранулят во время и после высыхания совпадают с возрастающим поверхностным твердением отдельных гранул, е результате чего шлифуются только цувствительные к истиранию края. 50Наиболее близким к изобретению является устройство для обработки гранул жидкостью, включающее вертикальную загрузочную шахту, конусный распределитель, расположенный под загру зоцной шахтой и соосно с ней, кожух и распылительные форсунки, укрепленные на противоположных стенках кожу 01 4ха, сопла форсунок направлены радиально и навстречу друг другу 1 .Однако известное устройство необеспечивает равномерного смачиваниягранул при незначительных расходахжидкости,Степень нагрузки жидкостью отдельных частиц крайне неравномерна, Этоприводит к тому, что радиальные струижидкости, попадающие извне, пронизывают пылевое облако с высокой толщиной слоя, что вызывает соответственноразлицные степени увлажнения. При наличии двух противоположно размещенныхраспыляющих форсунок пылевое облако,имеющее цилиндрическую форму, соприкасается лишь тангенциально са струями, ограничивающими снаружи лучевойконус. Поэтому в этой области происходит незначительное увлажнение, между тем как внутри лучевого конуса достигается более высокая степень увлажнения, Такая неравномерность увлажнения сохраняется независимо от числафорсунок, Даже в случае, если числоих бесконечно большое, а внешняя загрузка цилиндрического пылевого телавнутри корпуса однородная, ширинастолба пыли в радиальном направлениизначительная.Поверхность гранул должна при увлажнении упроцняться. Благодаря такому увлажнению в наиболее близком кповерхности слое образуются кристаллические мостики, приводящие к упрочнению краевой зоны, за сцет чего сокращается истирание. При этом за счетуплотнения поверхности уменьшаетсяпылеобразование при обращении с гранулированным продуктом эа период времени от упаковки до его рассеиванияпосредством механических разбрасывающих аппаратов в полевых условиях,Увлажнение производят водой в количестве 0,5-23 от веса гранулята.Трудно осуществить равномерное уелажнение гранулированного продукта водой в количестве, необходимом для формирования кристаллических мостиков (0,5-2 от веса гранул). Неравномерное увлажнение приводит к тому, что одна часть гранулята подвергается слишком сильному увлажнению, а другая часть увлажняется слишком мало. Если нужно добиться минимального увлажнения, это приводит к сильному увлажнейию существенной доли гранулированного продукта. Нанесенную на гра- фнулы воду надлежит снова испарить доколичества связанной воды, требуе мой для образования кристаллическихмостиков, до.,того., как гранулы упакованы. 5Калийная соль в мелкозернистом виде выходит после высушивания обычнопри температуре выше 100 оС, и гранулированный.продукт после прессованияи гранулирования сохраняет температу ру, превышающую 100 оС, При этой температуре производят увлажнение.Удельная теплоемкость калийной соли составляет 0,6908 кДж/кг. Такимобразом, 1 кг гранулята при 100 С иимеет теплоемкость 69 кДж.Если 1 кг гранулированной калийной соли увлажнить 2 воды, то на1 кг такого гранулята откладывается20 г воды. Теплота испарения для воды составляет 2257 кДж/кг. Для испарения 20 г воды затрачивают, такимобразом, 45 кДж,При температуре окружающей среды25 С для испарения воды необходима 25теплоемкость калийной соли при 100 ОС,69 кДж/кг, а при 75 оС - 52 кДж. Таким образом, тепла, высвобождающегося из гранулированной калийной солипри охлаждении, достаточно для осу- Эвществления испарения воды, на что затрачивается 45 кДж.Удельной теплоты калийного гранулята достаточно для испарения водыбеэ подвода энергии извне не только3иэ гранулята, если степень неравномерности его увлажнения превышает15 Ф, но также из части гранулята, увлажненного более чем 2,33 воды.Установлено, что увлажнение осуществляют незначительным в процентном отношении количеством воды (0,52), Такое количество воды нанестиравномерно на гранулят с размеромзерна 1-5 мм, т.е. с высокой степеньюоднородности по размеру, затруднительно,Цель изобретения " повышение равномерности смачивания гранул при мини"мальных расходах жидкости.Указанная цель достигается тем,что в устройстве для смачивания солевых гранул, содержащем вертикальнуюзагрузочную шахту, конусный распределитель, расположенный под загрузочнойшахтой и соосно с ней, кожух и распы- ффлительные форсунки, последние расположены под конусным распределителемсоосно с ним и выходные сопла форсу 014нок направлены вверх и формируют распыляемую жидкость в виде полого конуса.Конусный распределитель установлен на штанге, соединенной с загрузочной шахтой посредством винта и гайки для вращения и вертикального перемещения распределителя;При этом конусный распределитель. снабжен вибратором, кожух снабжен эластичными экранами, которые снабже-. ны желобами для улавливания жидкости, расположенными у нижнего конца элас" тичных экранов.Кроме того, эластичные экраны снабжены штангами для встряхивания, а кожух снабжен трубой для отвода газов и паров.Гранулят сходит с рассеивающей тарелки в виде тонкостенного полого цилиндра. Расположенные соосно в полом цилиндре форсунки с колЬцевым конусом при этом оказывают равномерное дейст" вие на ниспадающий гранулят, так как выходящие из форсунок капельки вплоть до попадания на оболочку гранул проходят по всему объему равномерный путь. За счет направленного вверх факела отдельные зерна гранулята приобретают импульс вращения, так что они во время свободного падения вращают" ся. Это способствует их равномерному увлажнению со всех сторон. Таким образом, на грануляте можно сохранять увлажнение в пределах 0,5-2 вес. Ф воды, удается осуществить испарение за счет теплосодержания гранулята и отпадает необходимость подвода тепла извне для испарения влаги. Но для ус" корения испарения возможно проводить поток материала через участок для притока воздуха, за счет чего воздух, имеющий температуру окружающей среды, продувается через продуктовый поток, и ускоряется отвод из продуктового потока водяного пара, образующегося при испарении.На чертеже показано устройство, вертикальный разрез.Устройство для смачивания гранул содержит вертикальную загрузочную шахту 1, конусный распределитель 2, расположенный под загрузочной шахтой соосно с ней, кожух 3 и распцлительные форсунки 4. Последние расположены под конусным распределителем 2 соос" но с ним,.и выходные сопла форсунок направлены вверх и формируют распыляемую жидкость в виде полого конуса, 9957Конусный распределитель 2 установлен на несущей штанге 5, соединенной с загрузочной шахтой 1 посредством резьбового участка 6 гайки 7 для вращения и вертикального перемещения З распределителя. Конусный распределитель 2 снабжен вибратором 8. Кожух снабжен эластичными экранами 9, которые снабжены желобами 10 для улавливания жидкости, расположенными у ниж него конца эластичных экранов 9. Эластичные экраны снабжены штангами 11 для встряхивания, а кожух 3 - трубой 12 для отвода газа или паров,Штанга 5 в шахте удерживается с 15 помощью подшипниковых колец 13, которые в свою очередь крепятся на радиальных кронштейнах 14. В верхней части штанга 5 проходит через отверстие .15 в крышке 16 шахты 1. Это отверстие 20 перекрывается сильфоном 17, расположенным внутри шахты 1. На верхней стороне помещена гайка 7, приводимая в действие мотором, которая взаимодействует с резьбовым участком 6 на 2 В верхнем конце штанги 5. На верхнем конце штанги 5 предусмотрен также расположенный соосно анкерный болт 18, входящий в индукционную катушку 19.Вибратор 8, расположенный на нижней части распределителя 2, можно поместить на верхней стороне распределителя под коническим колпаком 20. Снабжение электромагнитного вибратора током осуществляется через штангу 5, выполненную полой.Соосно со штангой 5 под распреде- лителем 2 расположены в осевом направлении друг над другом распылительные форсунки 4, выполненные вогнуто-коническими, например, с углом распыления 90 , причем распыляемая жидкость направляется кверху (пунктирной линией показан конус разбрызгивания).45Каждая распылительная форсунка питается от соответствующей трубы (показана труба, 21). Расстояние между распылительными форсунками в осевом направлении устанавливается в соответствии с конкретными условиями.В зоне распределителя на внутренней стороне кожуха имеется кольцо 22, на котором подвешены эластичные экраны Применяться могут как отдельные эластичные экраны, так .и сплошное И круглое эластичное полотно. У нижне,го конца экранов 9 .расположены направленные вовнутрь водоулавливающие О 1 8желоба 10, соединенные с водостоками 23.Для эластичных экранов предусмотрено встряхивающее устройство, изображенное в виде встряхивающих штанг11, проходящих через отверстия в кожухе и находящихся в контакте с эластичным экраном, Можно, например, предусмотреть кольцо, удерживаемое встряхивающими штангами и свободно охватывающее снаружи эластичные экраны.Эластичные экраны доходят до конического дна 24 кожуха 3. Коническоедно 24 снабжено эластичной обшивкой25. Предпочтительно выполнять диаметр выходного отверстия 26 меньшедиаметра распределителя 2,Устройство работает следующим образом,Ленточным транспортером 27 подается подлежащий смачиванию соляной гранулят и сбрасывается в загрузочнуювахту 1. Распределитель 2 при этомустановлен таким образом, что в загрузочной шахте образуется столб обрабатываемого материала, который сохраняется в течение работы устройства.Подаваемый на транспортере гранулятимеет благодаря этому относительномалую высоту падения до достиженияповерхности материала, находящегосяв загрузочной шахте. Через щель между нижней частью загрузочной шахтыи коническим колпаком 20 гранулят падает вниз под действием силы тяжести.Образованный щелью поток гранулятапо пути к внешней окружности разрежается и затем стекает вниз через краяраспределителя в виде тонкой цилиндрической завесы. В конце пути падениягранулят попадает на наклонную внутреннюю сторону конического дна кожуха,которая сдерживает его падение, не повреждая его структуры, и направляетего наружу,С помощью помещенных друг над другом распылительных форсунок 4 образуется цилиндр распыляемой жидкости, направленной на гранулят. Из-за того, что мельчайшие капли жидкости на всей высоте падения гранулята, которая может варьироваться в пределах 0,4- 1,2 м,попадают на гранулят, отдельные гранулы получают импульсы вращения, врезультате чего они поворачиваютсяво время свободного падения и, следовательно, равномерно увлажняются со всех сторон.Плотность потока увлажняемого материала регулируется установочнойгайкой 7, с помощью которой изменяется щель между нижней частью загрузочной шахты и коническим распределителем,В верхней части загрузочной шахтыпомещен зонд высоты 28, которыйсрабатывает на повышение или снижение уровня обрабатываемого материала 6в загрузочной шахте и .через устройство автоматического регулирования 29дает сигнал для приведения в действиес помощью мотора установочной гайкинесущей штанги, которая на непродолжительное время. увеличивает или умень-.шает щель в нижней части загрузочнойшахты, чтобы привести пропускную способность в соответствие с подачей обрабатываемого материала. 26С помощью зонда высоты можно одновременно или альтернативно управлятьтакже скоростью транспортера 27.Посредством выходного сигнала индукционной -катушки 19, зависящего от иположения несущей штанги 5 и, следовательно, от величины щели, регулируется подача воды распылительным форсункам и автоматически согласовывается количество распыляемой воды с интенсивностью потока обраба 1 ьваемогоматериала.На загрузочном конце транспортера .27 в кожухе расположен еще один органуправления, который выполняется, например, в форме подпружиненного качающегося рычага 30. Если подача гранулята транспортером 27 прекращается,рычаг 30 под действием пружинь поворачивается .в направлении против часо-щвой стрелки и может при этом отключить главный вентиль водоподачи краспылительным форсункам. Таким .образом, рычаг служит в качестве контрольного прибора водоснабжения, Чтобыпредотвратить конденсацию внутри кожуха водяного пара, возникающего от,горячего гранулята, кожух снабженизоляцией 31 и вытяжным устройствомдля удаления испарений. Эти туковыесолипрессуются при температурах выше 100 оС, иногда выше 130 С,. а затемподвергаются грануляции. После этогогранулят непрерывным потоком подается в смачивающее устройство.Вытяжное устройство для удаленияЯиспарений выполняется в форме кольцевого трубопровода 32, соединенного струбами 12, которые на определенном,расстоянии друг отдруга проходят через верхнюю часть кожуха, Кольцевой трубопровод присоединен при этом к вытяжке. С помощью вытяжки воздух засасывается через нижнее выходное отверстие 26, благодаря, чему обеспечивается удаление испарений по всей высоте кожуха, Одновременно с этим водяная пыль проносится потоком засасываемого воздуха через падающий вниз гранулят, что улучшает увлажнение последнего.Несмотря на это, неизбежно осаждение водяной. пыли также на стенках, в особенности на участке расположе", ния эластичных экранов 9. Чтобы эта вода не стекала вниз на разгрузочный транспортер, предусмотрены водосборные желоба 1 О. Возможно расположение на верхней стороне кольца 22 водосбор- ного желоба, с помощью которого обеспечивается возможность удаления воды, осаждающейся на стенках верхней части кожуха 2.Пыль, выносимая распыляемой в радиальном направлении водой из,завесы падающего гранулята, оседает на эластичных экранах и должна с них перио- дически стряхиваться.Для этой цели предусмотрено встряхивающее устройство, которое время о времени приводится в действие либо во время работы, либо после выклю-чения установки.Описанное увлажнительное устройство обеспечивает равномерное смачивание солевых гранулятов, которые не подвергаются большим механическим на" грузкам, При этом данное устройство имеет большую пропускную способность,например, при диаметре распределите" ля 2, равном 636 мм, длина разгрузочной кромки может составить 2 м. С по-.мощью выполненного таким образом устройства можно, например, поток грану-. лята, проходящий со скоростью 75 т/ч,формировать в равномерную цилиндрическую завесу из гранулята и равномерно смачивать водой отдельные гранулы по всей поверхности, в результате чего увлажнение поверхности гранулятов 0,5-27. воды может быть соблюдено впределах жестких допусков. Устройст" во не содержит движущихся частей, смесительных органов или транспортныхсредств.Описанное устройство предусматривается прежде всего для смачивания увлажнения) горячих граиулятое. Но11 995701его можно применять и при обработкедругих зернистых сыпучих материалов,где необходимо равномерное увлажнениев пределах жестких допусковформула изобретения 1. Устройство для смачивания солевых гранул, включающее вертикальную загрузочную шахту, конусный распреде литель, расположенный под загрузочной шахтой соосно с ней, кожух, подсоединенный к нижней части загрузочной шахты, и распылительные форсунки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с 1 Э целью повышения равномерности смачивания гранул при минимальном расходе жидкости, распылительные форсунки расположены под конусным распределителем соосно с ним и выходные сопла и форсунок направлены вверх и формируют распыляемую жидкость в виде полого конуса.2. Устройство по и. 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что конусный распре делитель установлен на штанге, соеди 12ненной с загрузочной шахтой посредством винта и гайки для вращения и вертикального перемещения распределителя.3. Устройство по пп, 1 или 3, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что конусный распределитель снабжен вибратором.4. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что кожух снабжен эластичными экранами.5. Устройство по п. 4, о т л ич а ю щ е е с я тем, что оно содержит желоба для улавливания жидкости,расположенные у нижнего конца эластичных экранов.6. Устройство по и. 5, о т л ич а ю щ е е с я тем, что эластичныеэкраны снабжены штангами для встряхивания.7. Устройство по и, 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что кожух снабжен трубой для отвода газов и паров.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Патент ФРГ й 926072, кл, 16 е 3/00,опублик. 1955