RU2049539C1 - Device for obtaining granules - Google Patents

Abstract

FIELD: obtaining granulated materials. SUBSTANCE: device has housing constructed as overturned trancated cone opened from the bottom and branch pipe for supplying melt. The perforated ring pipe for supplying coolant is positioned horizontally at the top part of the cone. The cylindric protecting shield is interposed between the ring pipe and branch pipe for supplying melt. The melt is issued from the branch pipes and enters the hopper defined by the coolant. As the melt drops move down in the coolant jet they are solidified and converted into granules. EFFECT: simplified design and enhanced reliability and efficiency. 1 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для гранулирования 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 a device for granulating melts of various materials, in particular sulfur inorganic fertilizers, polymers, and can be used in chemical and related industries.

Известны устройства гранулирования серы, в которых используется воздушное охлаждение. Наиболее широкое распространение получили установки польского воздушного гранулирования (ПВГ), разработанные для технологии "Полиш Прилл" (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. На Тарнобжегском комбинате, например, применяется устройство диспергирования, состоящее 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. Sulfur granulation devices are known in which air cooling is used. The most widely used plants are Polish air granulation (PVG), developed for the “Polish Prill” technology (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. At the Tarnobrzeg plant, for example, a dispersion device is used, consisting 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. 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. Другим недостатком являются большие капитальные затраты при изготовлении. 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. Another disadvantage is the high capital costs of manufacturing.

Известны устройства гранулирования материалов с жидкими хладагентами, в которых в качестве хладагента используют воду. Такой, например, является установка формования серы методом Съюпел (В. Р. Грунвальд, Технология газовой серы). Установка содержит корпус, средства для ввода расплава материала, средства для ввода жидкого хладагента, разбрызгиватель расплава 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 with liquid refrigerants, in which water is used as the refrigerant. Such, for example, is a sulfur molding plant using the Sjupel method (V. R. Grunwald, Gas Sulfur Technology). The installation comprises a housing, means for introducing a melt of material, means for introducing a liquid refrigerant, a spray of the melt in the form of nozzles, means for discharging 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, проходящие 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 vertical pipes connected to it for supplying a cooling agent passing through openings made in the plate and the grill. 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 концах движущихся стержней. The disadvantage of this device is the possibility of adhesion of sulfur at the ends of the moving rods.

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

Целью изобретения является повышение производительности, упрощение конструкции и повышение надежности. The aim of the invention is to increase productivity, simplify the design and increase reliability.

Для этого в устройстве для получения гранул, содержащем корпус, средства для ввода расплава материала, средства для ввода жидкого хладагента, корпус выполнен в виде открытого снизу перевернутого усеченного конуса, в верхней части которого по оси симметрии установлен с возможностью перемещения в вертикальном направлении патрубок для ввода расплава материала, в верхней части корпуса установлена кольцевая труба с отверстиями для ввода жидкого хладагента, а между кольцевой трубой и патрубком для ввода расплава соосно с патрубком и корпусом размещен цилиндрический защитный экран. For this, in a device for producing granules containing a housing, means for introducing a melt of material, means for introducing liquid refrigerant, the housing is made in the form of an inverted truncated cone open at the bottom, in the upper part of which an injection nozzle is mounted with a possibility of movement in the vertical direction melt material, in the upper part of the casing there is an annular pipe with holes for introducing liquid refrigerant, and between the annular pipe and the nozzle for introducing melt coaxially with the nozzle and the casing m placed a cylindrical protective screen.

На чертеже изображено предлагаемое устройство, общий вид. The drawing shows the proposed device, General view.

Устройство состоит из корпуса 1 в виде перевернутого и открытого снизу усеченного конуса. В верхней части корпуса по вертикальной оси симметрии установлен с возможностью перемещения в вертикальном направлении патрубок 2 для ввода расплава материала. Для подогрева патрубка предусмотрена паровая рубашка 3 со штуцером 4. В паровой рубашке выполнены отверстия 5 для вывода конденсата. В верхней части корпуса 1 в горизонтальной плоскости расположена кольцевая труба 6 с отверстиями 7 для подачи хладагента в рабочую зону корпуса через патрубки 8. Между кольцевой трубой 6 и патрубком для ввода расплава 2 расположен цилиндрический защитный экран 9. Корпус 1 с помощью уголков 10 крепится к несущей раме 11. В центре несущей рамы находится центрирующая шайба 12 с отверстием, через которое проходит патрубок 2. The device consists of a housing 1 in the form of an inverted and open from below a truncated cone. In the upper part of the housing along the vertical axis of symmetry is installed with the possibility of movement in the vertical direction of the pipe 2 to enter the molten material. To heat the nozzle, a steam jacket 3 with a fitting 4 is provided. Holes 5 are made in the steam jacket for condensate discharge. In the upper part of the housing 1 in the horizontal plane there is an annular pipe 6 with holes 7 for supplying refrigerant to the working area of the housing through the nozzles 8. Between the annular pipe 6 and the nozzle for introducing the melt 2 there is a cylindrical protective screen 9. The housing 1 is attached to the corners 10 the supporting frame 11. In the center of the supporting frame is a centering washer 12 with an opening through which the pipe 2 passes.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Хладагент через отверстия 7 в кольцевой трубе 6 под давлением попадает на внутреннюю стенку корпуса 1, по которой стекает, образуя конусообразную воронку ниже нижнего сечения корпуса. Расплав, истекая из патрубка 2, попадает в воронку из хладагента. При столкновении струй в воронке происходит дробление расплава на капли. Падая вниз, в струе хладагента капли расплава затвердевают и превращаются в гранулы. Хладагент подают в кольцевую трубу 6 через патрубки 8, защитный экран 9 защищает сопло патрубка 2 от попадания на него брызг и струй хладагента. The refrigerant through the openings 7 in the annular pipe 6 under pressure falls on the inner wall of the housing 1, through which it flows, forming a conical funnel below the lower section of the housing. The melt flowing out of pipe 2 enters the funnel from the refrigerant. When jets collide in a funnel, the melt is crushed into droplets. Falling down, in a stream of refrigerant, the melt drops solidify and turn into granules. The refrigerant is fed into the annular pipe 6 through the nozzles 8, a protective screen 9 protects the nozzle of the nozzle 2 from splashing and jets of refrigerant.

Устройство изготовлено из нержавеющей стали марки Х18Н10Т. Корпус 1 высотой 940 мм, верхним диаметром 360 мм, нижним диаметром 80 мм изготовлен из листа толщиной 1,5 мм. Несущая рама изготовлена из швеллера N 6 в виде креста, в центре которого приварена центрирующая шайба 12. Центрирующая шайба имеет отверстие, через которое в корпус пропущен патрубок 2 для подачи расплава, внутренний диаметр патрубка 32 мм, длина 1 м. Паровая рубашка 3 выполнена с отверстиями диаметром 5 мм для слива конденсата. Паровая рубашка с патрубком подачи расплава крепится на центрирующей шайбе 12 контргайками, диаметр паровой рубашки 50 мм. Внутри корпуса крепится на резьбовом соединении защитный экран 9 диаметром 80 мм и длиной 800 мм. Нижний конец экрана проточен под углом4о. В верхней части корпуса размещена кольцевая труба 6 с диаметром 32 мм и внешним диаметром кольца 320 мм. В кольцевой трубе выполнено тридцать отверстий 7 диаметром 6 мм, просверленных под углом 45^о к горизонтали и направленных вниз в сторону стенки корпуса. Хладагент поступает через патрубки 8, служащие одновременно креплением кольцевой трубы 6 на раме 11. Кольцо 6 для подачи хладагента опущено в корпус на глубину 100 мм.The device is made of stainless steel grade X18H10T. Case 1 with a height of 940 mm, an upper diameter of 360 mm, and a lower diameter of 80 mm is made of a sheet 1.5 mm thick. The supporting frame is made of channel N 6 in the form of a cross, in the center of which a centering washer is welded 12. The centering washer has a hole through which a nozzle 2 for supplying the melt is passed into the housing, the inner diameter of the nozzle is 32 mm, length 1 m. The steam jacket 3 is made with openings with a diameter of 5 mm for condensate discharge. The steam jacket with the melt supply pipe is mounted on the centering washer with 12 lock nuts, the diameter of the steam jacket is 50 mm. A protective shield 9 with a diameter of 80 mm and a length of 800 mm is mounted on the threaded connection inside the housing. The lower end of the screen is machined at an angle of 4 °. An annular tube 6 with a diameter of 32 mm and an outer diameter of the ring of 320 mm is placed in the upper part of the housing. In the ring tube formed 7 thirty holes 6 mm in diameter drilled at an angle of ⁴⁵ ° to the horizontal and downwardly directed towards the housing wall. The refrigerant enters through the nozzles 8, which simultaneously serve as the fastening of the annular pipe 6 on the frame 11. The ring 6 for supplying the refrigerant is lowered into the housing to a depth of 100 mm.

Особенностью устройства является то, что его конструкция обеспечивает проведение процесса разбрызгивания расплава на капли и охлаждение капель с образованием гранул вне корпуса и без использования специальных приспособлений для разбрызгивания. Таким образом, исключается налипание материала на элементах конструкции. A feature of the device is that its design provides the process of spraying the melt into droplets and cooling the droplets with the formation of granules outside the housing and without the use of special devices for spraying. Thus, the sticking of the material on the structural elements is eliminated.

По сравнению с известными аналогичными устройствами, в частности с прототипом, предлагаемое имеет более простую конструкцию и, следовательно, повышенную надежность, так как конструкция обеспечивает проведение процесса без использования движущихся деталей в рабочей зоне. Compared with known similar devices, in particular with the prototype, the proposed has a simpler design and, therefore, increased reliability, since the design ensures the process without the use of moving parts in the working area.

Claims (1)

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ГРАНУЛ, содержащее корпус, средства для ввода расплава материала и жидкого хладагента, отличающееся тем, что средство для ввода расплава выполнено в виде установленного в верхней части корпуса по оси симметрии патрубка с возможностью вертикального перемещения, средство ввода жидкого хладагента выполнено в виде установленной в верхней части корпуса кольцевой трубы с отверстиями, а корпус выполнен в виде открытого снизу перевернутого усеченного конуса с размещенным между кольцевой трубой и патрубком ввода расплава и соосно ему защитным экраном. DEVICE FOR PRODUCING GRANULES, comprising a housing, means for introducing a melt of material and liquid refrigerant, characterized in that the means for introducing a melt is made in the form of a nozzle with vertical movement installed in the upper part of the housing along the axis of symmetry, the means for introducing liquid refrigerant is made in the form of an installed in the upper part of the casing of the annular pipe with holes, and the casing is made in the form of an inverted truncated cone open from below with a distribution between the annular pipe and the inlet pipe Ava and coaxial shield him.

Images