RU2049538C1

RU2049538C1 - Device for granulating melts

Info

Publication number: RU2049538C1
Application number: RU94026941A
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: RU94026941A

Abstract

FIELD: granulating materials. SUBSTANCE: device has housing. The first granulator is made as overturned trancated cone opened from the bottom and positioned at the top part of the housing. The second granulator made up as a trancated cone opened from the top is positioned at the bottom part of the housing. Both of the granulators are provided with facilities for supplying coolant. The facility for supplying melt is constructed as a branch pipe mounted for permitting vertical movement. The drops of the melt, which are formed inside the first granulator, are entrained by the coolant flow and enter the second granulator wherein the large drops are broken down into the small drops, the drops are cooled, and granules are obtained under the action of the fluidized liquid on the drops. EFFECT: enhanced reliability. 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 отраслях 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 установки польского воздушного гранулирования (ПВГ), разработанные для технологии "Полиш Прилл" (см. В. Р. Грунвальд, Технология газовой серы, М. Химия, 1992 г. с. 244-245). Грануляционная башня круглого поперечного сечения имеет диаметр 7 м и высоту 85-100 м. 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 является собственно разбрызгивателем. Капли жидкой серы по мере прохождения по высоте башни охлаждаются восходящим потоком и застывают. Готовые гранулы из нижней части башни попадают на транспортерную ленту. Known devices for granulating sulfur, which use air cooling. Plants of Polish air granulation (PVG) developed for the Polish Prill technology are widely used (see V. R. Grunwald, Gas Sulfur Technology, M. Chemistry, 1992, pp. 244-245). The granulation tower of circular cross section has a diameter of 7 m and a height of 85-100 m. The installation is equipped with means for introducing a sulfur melt into the upper part of the granulation tower, with 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. The vertical pipe is constantly filled with sulfur to a height of 1 m, which creates the necessary hydrostatic pressure. The horizontal pipe with holes is the sprinkler itself. Drops of liquid sulfur as they pass along the height of the tower are cooled by an upward flow and solidify. Finished granules from the bottom of the tower fall onto the conveyor belt.

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

Другим недостатком являются значительные капитальные затраты при создании таких устройств. Another disadvantage is the significant capital costs in creating such devices.

Известны устройства для 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 Сьюпел (см. В. Р. Грунвальд, Технология газовой серы, М. Химия, 1992 г. с. 249-250). 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. Гранулирование 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, Cooling drops of the melt in liquid media can reduce the drop height necessary for their complete solidification and create compact and small-sized granulation plants. The sulfur forming method by the Supel method has proven itself well (see V.R. Grunwald, Gas Sulfur Technology, M. Chemistry, 1992, pp. 249-250). 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. 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 и 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, которые проходят через отверстия, выполненные в пластине и решетке, снабженной средством для нагрева. Расплав через входной патрубок поступает на решетку, попадает в отверстия решетки и стекает по движущимся стержням 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. 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 and are 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 vertical pipes connected to it for supplying a cooling agent, which pass through holes made in a plate and a grill equipped with a means for heating. The melt through the inlet pipe enters the grate, enters the holes of the grate and flows along the moving rods with uniform jets into the coolant located in the granulation column, where it is crushed into droplets and solidifies, forming granules.

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

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.

Технический результат достигается тем, что в установке для гранулирования расплавов, содержащей корпус, средства для ввода расплава и жидкого хладагента, в верхней части корпуса размещен первый гранулятор в виде открытого снизу перевернутого усеченного конуса. В верхней части конуса по оси симметрии установлен с возможностью перемещения в вертикальном направлении патрубок для ввода расплава, а в горизонтальной плоскости размещена кольцевая труба с отверстиями для ввода хладагента. В нижней части корпуса расположен второй гранулятор в виде открытого сверху перевернутого усеченного конуса, внутри которого горизонтально размещены соединенные с компрессором перфорированные кольцевые трубы, в верхней части расположен патрубок для подачи хладагента, в нижней части второй гранулятор снабжен заслонкой, а под ним расположен выходящий из корпуса наклонный желоб. The technical result is achieved by the fact that in the installation for granulating melts comprising a housing, means for introducing a melt and liquid refrigerant, in the upper part of the housing there is a first granulator in the form of an inverted truncated cone open from below. In the upper part of the cone along the axis of symmetry, a nozzle for introducing the melt is installed with the possibility of movement in the vertical direction, and an annular pipe with holes for introducing the refrigerant is placed in the horizontal plane. In the lower part of the casing there is a second granulator in the form of an inverted truncated cone open on top, inside of which horizontally arranged perforated annular pipes connected to the compressor, a pipe for refrigerant supply is located in the upper part, a second granulator is equipped with a shutter in the lower part, and an outlet from the casing inclined trough.

На чертеже представлена предлагаемая установка, общий вид. The drawing shows the proposed installation, General view.

Установка для грануляции включает в себя корпус 1, в верхней части которого размещен первый гранулятор 2 в виде открытого снизу перевернутого усеченного конуса. В верхней части гранулятора выполнено отверстие для патрубка ввода расплава 3 с паровой рубашкой 4. Внутри гранулятора в горизонтальной плоскости размещена кольцевая труба 5 для ввода хладагента в гранулятор 2. В нижней части корпуса расположен второй гранулятор 6 в виде открытого сверху перевернутого усеченного конуса с заслонкой 7. Второй гранулятор содержит размещенные горизонтально перфорированные кольцевые трубы 8, которые соединены с компрессором 9. В верхней части второго гранулятора расположена труба 10 для подачи хладагента. Регулировка подачи хладагента к первому гранулятору осуществляется с помощью вентиля 11, а ко второму гранулятору с помощью вентиля 12. В нижней части корпуса расположен наклонный желоб 13. Установка смонтирована на жесткой раме 14. Installation for granulation includes a housing 1, in the upper part of which is placed the first granulator 2 in the form of an open inverted truncated cone. An opening was made in the upper part of the granulator for the melt inlet pipe 3 with a steam jacket 4. An annular pipe 5 was placed in the horizontal plane inside the granulator to introduce refrigerant into the granulator 2. The second granulator 6 is located in the lower part of the casing in the form of an inverted truncated cone with a shutter 7 The second granulator comprises horizontally perforated annular tubes 8 which are connected to a compressor 9. A pipe 10 for supplying refrigerant is located in the upper part of the second granulator. Adjustment of the refrigerant supply to the first granulator is carried out using valve 11, and to the second granulator using valve 12. In the lower part of the casing there is an inclined groove 13. The installation is mounted on a rigid frame 14.

Установка работает следующим образом. В паровую рубашку патрубка 3 поступает пар. После прогрева патрубка 3 в первый и второй грануляторы поступает хладагент. В первый гранулятор 2 в виде перевернутого усеченного конуса хладагент поступает через регулирующий вентиль 11 в кольцевую трубу 5 и через отверстия в кольцевой трубе попадает на конические стенки первого гранулятора, по которым стекает вниз. Струи хладагента, вытекая из открытого снизу первого гранулятора, продолжают свое движение по инерции и образуют полую V-образную воронку в области пересечения струй. Ниже области воронки струи, слившись, образуют сплошную струю. Во второй гранулятор хладагент попадает через вентиль 12 по трубе 10. После заполнения второго гранулятора хладагентом от компрессора 9 к кольцевым трубам 8 подают под давлением воздух. В кольцевых трубах 8 выполнены отверстия через которые воздух попадает в хладагент второго гранулятора. Через патрубок 3 подают расплав. Струя расплава, вытекая из патрубка, попадает в V-образную воронку, образованную струями хладагента, и разбивается в ней на капли. Капли расплава увлекаются потоком хладагента и попадают во второй гранулятор, где в результате воздействия на капли псевдокипящей жидкости, происходит разламывание крупных капель расплава на мелкие, их охлаждение и образование гранул. Гранулы вместе с хладоагентом выводятся через нижнее отверстие второго гранулятора с задвижкой 7 в наклонный желоб 13. Installation works as follows. Steam enters the steam jacket of pipe 3. After warming the pipe 3, the refrigerant enters the first and second granulators. In the first granulator 2, in the form of an inverted truncated cone, the refrigerant enters through the control valve 11 into the annular pipe 5 and through the holes in the annular pipe enters the conical walls of the first granulator, through which it flows down. The refrigerant jets, flowing out of the first granulator open from below, continue their inertia movement and form a hollow V-shaped funnel in the area of the intersection of the jets. Below the funnel region, the jets, merging, form a continuous stream. The refrigerant enters the second granulator through the valve 12 through the pipe 10. After filling the second granulator with refrigerant, air is supplied from the compressor 9 to the annular pipes 8. In the annular pipes 8 holes are made through which air enters the refrigerant of the second granulator. Through the pipe 3 serves the melt. A stream of melt flowing out of the nozzle enters the V-shaped funnel formed by the refrigerant jets and breaks into drops in it. Drops of the melt are carried away by the flow of refrigerant and fall into the second granulator, where as a result of exposure to drops of pseudo-boiling liquid, large drops of the melt break into small ones, their cooling and the formation of granules. The granules together with the refrigerant are discharged through the lower hole of the second granulator with a valve 7 into the inclined groove 13.

Верхний гранулятор 2 изготовлен из стали 1Х18Н10Т с толщиной листа 0,8 мм и имеет следующие размеры: высота 900 мм, верхний диаметр 400 мм, нижний диаметр 100 мм, угол при вершине конуса 18^о. Кольцевая труба 5 с внутренним диаметром 30 мм имеет диаметр кольца 300 мм, по кольцу выполнены отверстия диаметром 8,5 мм (30 отверстий). Патрубок 3 имеет диаметр 40 мм, диаметр паровой рубашки 60 мм. Все трубы из стали 1Х18Н10Т.The upper granulator 2 is made of steel 1X18H10T with a sheet thickness of 0.8 mm and has the following dimensions: height 900 mm, upper diameter 400 mm, lower diameter 100 mm, angle at the tip of the cone 18 ^o . An annular tube 5 with an inner diameter of 30 mm has a ring diameter of 300 mm, holes with a diameter of 8.5 mm (30 holes) are made along the ring. The nozzle 3 has a diameter of 40 mm, the diameter of the steam jacket is 60 mm. All pipes are made of 1X18H10T steel.

Второй (нижний) гранулятор 6 изготовлен из стали 1Х10Н10Т с толщиной листа 2 мм и имеет размеры: высота 2050 мм, верхний диаметр конуса 820 мм, нижний выходной диаметр 100 мм. В грануляторе 6 на глубине 860 мм в горизонтальной плоскости расположен барботер в виде перфорированной кольцевой трубы диаметром 35 мм и диаметром кольца 470 мм, по кольцу выполнено 120 отверстий диаметром 2,7 мм. Барботер связан с компрессором 9 посредством трубы диаметром 40 мм. The second (lower) granulator 6 is made of 1X10H10T steel with a sheet thickness of 2 mm and has dimensions: height 2050 mm, upper cone diameter 820 mm, lower output diameter 100 mm. In the granulator 6 at a depth of 860 mm in the horizontal plane there is a bubbler in the form of a perforated annular pipe with a diameter of 35 mm and a diameter of 470 mm, 120 holes with a diameter of 2.7 mm are made along the ring. The bubbler is connected to the compressor 9 through a pipe with a diameter of 40 mm.

Труба 10, по которой хладагент поступает во второй гранулятор, имеет диаметр 50 мм. Общая подводка хладагента к установке осуществлена трубами с диаметром 100 мм и состыкована через переходные муфты с подпиточной трубой 10 и кольцевой трубой 5. The pipe 10, through which the refrigerant enters the second granulator, has a diameter of 50 mm. The total refrigerant inlet to the installation was carried out with pipes with a diameter of 100 mm and connected via adapter couplings with a make-up pipe 10 and an annular pipe 5.

Заслонка 7 снабжена регулировочным винтом для регулировки и фиксации ее положения. Наклонный желоб 13 имеет длину 10 м, высоту 0,5 м, угол наклона у горизонтали 10^о. Высота установки 3,5 м.The damper 7 is equipped with an adjusting screw for adjusting and fixing its position. The inclined trough 13 has a length of 10 m, a height of 0.5 m, and a horizontal tilt angle of 10 ^° . Installation height 3.5 m.

Особенностью предлагаемой установки для гранулирования расплавов является то, что ее 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 установки. A feature of the proposed installation for granulation of melts 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 installation.

Преимуществом предлагаемой установки для гранулирования расплавов 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 надежность. The advantage of the proposed installation for granulating melts 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, higher reliability.

Claims

УСТАНОВКА ДЛЯ ГРАНУЛИРОВАНИЯ РАСПЛАВОВ, содержащая корпус с размещенным в его верхней части гранулятором, средства ввода расплава и жидкого хладагента, отличающаяся тем, что она снабжена вторым гранулятором, размещенным в нижней части корпуса в виде открытого сверху перевернутого усеченного конуса с горизонтально размещенными в нем и соединенными с компрессором перфорированными кольцевыми трубами, первый гранулятор выполнен в виде открытого снизу перевернутого усеченного конуса с горизонтально установленной в нем перфорированной кольцевой трубой для ввода хладагента, а средство ввода расплава в виде патрубка установлено симметрично в первом грануляторе с возможностью вертикального перемещения. INSTALLATION FOR GRANULATION OF MELTS, comprising a housing with a granulator located in its upper part, means for introducing a melt and liquid refrigerant, characterized in that it is equipped with a second granulator located in the lower part of the housing in the form of an inverted truncated cone open from above with horizontally placed in it and connected with a compressor with perforated annular tubes, the first granulator is made in the form of an inverted truncated cone open from below with a horizontally mounted perforated cone a ring pipe for introducing refrigerant, and the melt input means in the form of a nozzle is installed symmetrically in the first granulator with the possibility of vertical movement.