Тарельчатый гранулятор

Значительное количество способов агрегирования Дисперсных материалов, однако наиболее Распространенным из них является метод Грануляции окатыванием. От прочих способов, Окатывание на вращающихся поверхностях Отличается высокими показателями по Продуктивности и экономичности. Для его Осуществления обильно применяют один Из двух типов устройств грануляторов - барабанный или тарельчатый. Тарельчатые, Дисковые, грануляторы имеют целый ряд Преимуществ перед барабанными. Они позволяют Получать гранулы с более узким фракционным Составом, имеют очень небольшую кратность Ретура, что намного снижает нагрузку На классифицирующую аппаратуру, имеют Большие возможности управления и контроля Гранулообразования, более компактны, Экономичны и требуют меньших капитальных Вложений. Гранулирование позволяет существенно Уменьшить склонность продукта к слеживанию, Упростить хранение, транспортирование И дозирование; повысить сыпучесть при Одновременном устранении пылимости и Тем самым улучшить условия труда в сферах Производства, обращения и использования. Гранулирование открывает возможность Гомогенизировать смесь в отношении физико-химических Свойств; увеличивать поверхность тепломассообмена; Регулировать структуру гранул и связанные С ней свойства. Все это приводит к интенсификации Процессов с использованием гранулированных Продуктов, повышению производительности Труда и культуры производства. Число дисперсных продуктов, для которых Требуется гранулированная или выпускная Форма постоянно увеличивается, поэтому Надежное моделирование этих процессов Весьма актуально. Окомкование, или грануляция Дисперсных отходов и последующее их складирование, По моему мнению, является следующим шагом В направлении развития технологий хранения Дисперсных минеральных остатков. В сравнении С пылевидным агрегированное состояние Материала при отвальном хранении повышает Поглотительную способность массива. Это позволяет избежать пылевыделения, Уменьшить или исключить выделение стоков, То есть поверхность гранулохранилища Не нуждается в экранировании как при Его заполнении, так и в последующем. Потребительские Свойства гранулированного материала, В сравнении с порошком, выше, поскольку Окускованный продукт удобнее в обращении, А его отбор из хранилища менее проблематичен. С другой стороны, качественные характеристики Гранулированного продукта по отношению К дисперсному аналогу, особенно из гидроотвала, Значительно выше — за счет улучшения Фазовой однородности 1 Литературный обзор 1.1Тарельчатые Грануляторы Для Окомкования шихты используют барабанные Или чашевыегрануляторы. Барабанныйгранулятор Принципиально не отличается от окомкователя Агломерационной шихты. В отличие от барабанного Рабочий орган чашевого гранулятора представляет Собой наклоненную к горизонту под углом 45 – 55 градусов чашу с плоским днищем, Которая вращается вокруг своей оси. Тарельчатые Грануляторы выпускаются различного диаметра (1— 6 м), высоты борта (0,27—0,61 м) и производительности (до 50 т/ч). Большинство грануляторов имеют Наклон оси вращения 45—65° к горизонтали. Промышленные Тарельчатые грануляторы различаются Конструкцией тарелки, борта, механизмов Подачи сыпучих материалов и увлажнителей, А также очистительных приспособлений И приводных устройств. У грануляторов Ступенчатой конструкции значительно Улучшен эффект классификации. Для улучшения Этого эффекта в тарельчатом грануляторе С высокими бортами применяют захватывающее Устройство, с помощью которого гранулы Соответствующих размеров непрерывно Выпускаются за борт тарелки. Установлено, Что площадь поверхности тарелки, необходимая Для получения 1 т продукта в 1 ч, должна Быть равной 1,1— 1,3 м?. Тарелки цилиндрической Формы имеют серьезные недостатки. В них Участки стыковки днища с бортом создают Нерабочее пространство, где гранулирование Не происходит, т. е. создается дополнительная Непроизводительная нагрузка на привод Тарелки, мощность которого приходится Завышать. Кроме того, находящиеся в этих Участках несформировавшиеся гранулы Разрушаются под тяжестью расположенного Над ними сырья. Толщина слоя сырья в нерабочей Зоне должна быть такой, чтобы не происходило Разрушения гранул, а это ограничивает Размеры и производительность гранулятора. В настоящее время разрабатываются более Эффективные сферические тарелки. Благодаря Использованию тарелки со сферической Поверхностью нерабочее пространство Исключается, потребляемая мощность привода Снижается, и рабочая полезная площадь Тарелки увеличивается. Тарельчатый гранулятор (рисунок 1.1) состоит из. наклонно расположенной Вращающейся тарелки 1, которая своим основанием Устанавливается на опорную стойку 6, представляющую Собой жесткую коробку сварной конструкции. Привод тарелки осуществляется от электродвигателя 3, расположенного на передвижной плите, Через клиноременную передачу, редуктор 4 и коническое колесо. К центральной стойке Гранулятора крепятся кронштейне с прикрепленными К ним ножами 7 для очистки дна и бортов Тарелки. Угол тарелки изменяется с помощью Регулятора угла наклона 5. Принцип Действия гранулятора показан на рисунке 1.2. Предварительно смешанные компоненты Или тонкоизмельченный суперфосфат подают В гранулятор в точке X, пластифицирующий Агент разбрызгивают над материалом или Вводят под его слой в количестве, необходимом Для агломерирования мелких частиц, который Направляются скребком 6 в зону орошения. Крупные агломерированные частицы движутся К поверхности глубокого слоя 4 в нижней Части тарелки и выгружаются из нее через Борт, а мелкие остаются в слое 5 для дальнейшего Агломерирования. Таким ом разом, в грануляторе Одновременно происходит и классификации Гранул. При Удовлетворительной пластичности тонкоизмельченного Увлажненного материала окатывание Его в неглубоком слое мелких частиц дает Такие же хорошие сферические гранулы, Как при аналогичных условиях во вращающемся Горизонтальном барабане. Конструкция И производительность тарельчатых грануляторов Могут быть различны, их выбирают в соответствии С заданной мощностью технологической Линии и видом получаемого удобрения или Другого продукта. 1-вращающаяся Тарелка; 2-течка для подачи сыпучих компонентов ; 3-электродвигатель; 4-редуктор;5-регулятор угла наклона тарелки; 6-опорная стойка; 7-ножки для очистки дна И бортов тарелки;8-труба для удаления Пыли;9-распределитель жидких ком-понентов. Рисунок1.1. Тарельчатый гранулятор 1-подача Твердых компонентов; 2-по-дача растворов; 3-скребок: 4-местовыгрузки продукта Через борт; 5-глубо-кий слой материала; 6-неглубокий слой мелких частиц. Рисунок 1.2. Принцип работы тарель-чатого гранулятора Во Вращающуюся чашу непрерывно подается Шихта, которая в присутствии распыленной Воды окомковывается, превращаясь в круглые Тела – окатыши. По мере перемещения в Барабане (чаше) окатыши увеличиваются В диаметре, выходят из барабана Через разгрузочное отверстие (пересыпаются Через борт чаши) в разгрузочный латок И из него поступают на ленточный конвейер. Тарельчатый Гранулятор состоит из населенно расположенной Вращающейся тарелки, которая своим основанием Устанавливается на опорную стойку, представляющую Собой жесткую коробку сварной конструкции. Привод тарелки осуществляется от электродвигателя, Расположенного на передвижной плите, Через клиноременную передачу, редуктор И коническое колесо. К центральной стойке Гранулятора крепятся кронштейны с прикрепленными К ним ножами для очистки дна и бортов Тарелки. Тарельчатые грануляторы также Реализуют механизм гранулообра-зования Окатыванием. При работе гранулятора порошок Через загрузочный штуцер подают на Наклонную вращающуюся тарелку, где он Увлажняется из форсунок и окатывается До гранул заданной величины. Тарельчатые Грануляторы отличают высокая удельная Производительность и хороший классифицирующий Эффект. Однако это в основном монофункциональные Аппараты: в них сложно организовать сопутствующие Тепломассообменные процессы. Приимущества Тарельчатого гранулятора: Их Приимущество: - Гранулы получаются большой прочности И близкие по форме к сферическим; - Удобство наблюдения и управления Процессом гранулирования, что позволяет Оперативно устранять возможные Отклонения от заданного режима; - Относительно невысокая стоимость Аппаратуры, простота и надежность Ее в работе; - Возможность гранулирования трудно И хорошо растворимых удобрений При небольшом содержании жидкой Фазы, а также полное гранулирование Дозируемой смеси; - Совмещение процессов гранулирования И сепарации частиц. Тарельчатые Грануляторы обладают также некоторыми Недостатками. Важнейшие из них: - Большая чувствительность к содержанию Жидкой фазы в гранулируемой Смеси и, как следствие этого, Узкие пределы рабочих режимов; - Значительные колебания технологического Режима и выхода продукта заданного Размера в связи с узким диапазоном Устойчивых рабочих режимов в сочетании С воздействием на процесс большого числа Случайных возмущений; - Зависимость производительности Гранулятора от диаметра тарелки (поскольку С увеличением диаметра гранулятора значительно Усложняется его конструкция). Применение Тарельчатого гранулятора позволяет улучшить Формовку сырьевой смеси и снизить коэффициент Гидравлического сопротивления слоя материала. Однако при некоторых видах непластичного Сырья применение для его формовки тарельчатых Грануляторов дает худшие результаты, Чем использование прессующих формовочных Аппаратов. Гранулы должны быть по возможности Более влажными и пористыми. Недостаточно Влажные ( влажность 8 - 11 %) и плотные гранулы Рассыпаются в печи. Повышение влажности Гранул не увеличивает расхода тепла, А только снижает температуру отходящих Газов до 80 - 100 С. Для получения пористых Гранул пребывание материала в грануляторе Не должно быть длительным Барабанный Гранулятор Процесс Гранулирования в аппаратах барабанного Типа любой конструкции имеет Одну общую черту — образование Гранул идет при смачивании исходного Сырья через разбрызгивающие Приспособления. Существенным Недостатком грануляторов этого типа Является скольжение материала по стенкам Барабана (налипание массы на стенки барабана Уменьшает скольжение, но поддерживать Постоянную толщину налипшего слоя трудно), Вследствие чего ухудшается перемешивание, Снижается эффективность работы аппарата И уменьшается его производительность. Кроме того, процесс гранулирования осложняется Налипанием материала на стенки барабана, Для устранения которого применяются Скребки, цепи, укрепленные внутри барабана Вдоль оси или под углом к ней; штанги, Совершающие свободное поступательное Движение в радиальном направлении. Однако Применение этих устройств незначительно Увеличивает эффективность работы аппаратов. К Основным недостаткам этого способа Следует отнести также сложность Регулирования процесса ввиду затруднения Визуального контроля за ходом гранулирования. Так же трудно организовать автоматизированный Контроль и управление процессом, что Объясняется необходимостью учитывать Множество технологических, конструктивных И других факторов на процесс гранулирования. Кроме того, при большой нагрузке снижается Эффективность работы гранулятора, вследствие Уменьшения живого сечения аппарата, а Поэтому и длины пути, проходимого гранулам. 2 Технологическая Часть 2.1Краткая Характеристика процесса Гранулирования В Настоящее время тарельчатые Грануляторы находят все более широкое Применение для гранулирования сложных, Сложно-смешанных и простых минеральных Удобрений. Возросший интерес к тарельчатым Грануляторам объясняется рядом их преимуществ, К которым относятся: значительная однородность Гранулометрического состава на выходе Из аппарата и снижение подачи ретура Благодаря сегрегации гранул по размерам На поверхности тарелки. Небольшое Время пребывания материала в Аппарате, а также конструктивные Особенности дискового гранулятора Затрудняют использование последнего В качестве химического реактора. Образование Гранул на тарельчатых грануляторах, Как и в барабанных, происходит При увлажнении исходного сырья И одновременной обкатке его На днище гранулятора. Под действием Сил трения, тяжести и центробежной силы Материал плотно прилегает к днищу и борту Гранулятора, что предотвращает его скольжение. Образовавшиеся агломераты поднимаются На некоторую высоту вместе с вращающейся Тарелкой, а затем (когда сила тяжести Преодолевает силу трения) скатываются Вниз по поверхности слоя мелкодисперсного Вещества под углом естественного откоса. При этом сырье в процессе движения послойно Накатывается на гранулы и уплотняется (как бы втирается в поверхность гранулы). Отсюда следует, что производительность Гранулятора зависит от длины траектории Движения гранулы по поверхности порошкообразного Материала в тарелке гранулятора. Длина Траектории пропорциональна диаметру Тарелки. Однако увеличение диаметра тарелки Приводит к значительному увеличению Габаритов и усложнению конструкции гранулятора И поэтому не является наиболее удачным Решением проблемы. Более целесообразным Решением является увеличение полезной Поверхности диска. Увеличивая скорость Вращения диска и уменьшая угол его наклона, Можно поднимать гранулируемый материал На большую высоту, в результате чего сокращается Мертвое пространство в верхнем секторе Тарелки. Для увеличения используемой Площади тарелки предложены грануляторы, Имеющие несколько коаксиальных бортиков Равной высоты. Исходные компоненты в Виде порошка подаются на поверхность Зоны, ограниченной первым бортиком и Окатываются там, постепенно пересыпаясь В смежную зону. Так, пересыпаясь из одной Кольцевой зоны в другую и окатываясь В них, гранулы достигают своих конечных Размеров.