Спосіб прямого охолодження високодисперсної порошкоподібної твердої речовини та пристрій для здійснення способу

1. Спосіб прямого охолодження високодисперсної порошкоподібної твердої речовини з підвищеною температурою шляхом подачі охолодного середовища і наступної розфасовки в тару для сипучих матеріалів, який відрізняється тим, що в тверду речовину з середнім розміром частинок менше, ніж 50 мкм, переважно менше, ніж 20 мкм, із неорганічного чи органічного пігменту, зокрема діоксиду титану, оксиду заліза, оксиду хрому, світлостійкого пігменту, кольорового пігменту, металопігменту, магнітного пігменту або сажі, із цементу або із сполуки, чутливої до температури, або твердої речовини, покритої сполукою, чутливою до температури, вводять охолодне середовище, яке складається: a) або з одного чи кількох різних низькокиплячих конденсованих газів, b) або з холодного газу чи газової суміші, виготовлених за допомогою одного чи кількох різних низькокиплячих конденсованих газів, c) або з холодного газу чи газової суміші, попередньо охолоджених за допомогою одного чи кількох різних низькокиплячих конденсованих газів. 2 (19) 1 3 77190 4 коподібних твердих речовин у транспортний трупісля охолодження розфасовують у тару для сипубопровід дозують охолодне середовище. чих матеріалів, зокрема у паперові або пластикові 9. Спосіб за п.1, який відрізняється тим, що як мішки, або в автоцистерни для перевезення сипуохолодне середовище використовують газоподібчих вантажів. 16. Спосіб за п.1, який відрізняється тим, що твений азот або газоподібний діоксид вуглецю. 10. Спосіб за п.1, який відрізняється тим, що як рду речовину таким чином обробляють охолодним охолодне середовище використовують рідкий азот середовищем і розфасовують у тару для сипучих або рідкий чи твердий діоксид вуглецю. матеріалів, що газова фаза між частинками пігме11. Спосіб за п.1, який відрізняється тим, що винту містить менше 20 % мас. кисню, переважно сокодисперсні порошкоподібні тверді речовини менше 15 % мас. кисню. 17. Спосіб за п.1, який відрізняється тим, що твеохолоджують протягом короткого проміжку часу, необхідного для змішування з охолодним середорду речовину таким чином обробляють охолодним вищем щонайменше на 20°С, переважно щонайсередовищем і розфасовують у тару для сипучих менше на 50°С. матеріалів, що масове відношення азоту до кисню 12. Спосіб за п.1, який відрізняється тим, що вив газовій фазі між частинками пігменту становить сокодисперсну порошкоподібну тверду речовину більше 4, переважно більше 5,7. охолоджують до температури максимум 100°С, 18. Пристрій прямого охолодження високодисперпереважно до температури максимум 70°С, зоксної порошкової твердої речовини, що містить транспортний трубопровід, призначений для пнерема до температури 60°С. 13. Спосіб за п.1, який відрізняється тим, що вмотранспортування твердої речовини, сполучений з пароструминним млином, сепараційний приохолодне середовище вводять у транспортувальстрій, що відокремлює тверду речовину і пару, а ний газ, використовуваний для пневмотранспортутакож керуюче і регулююче устаткування, який вання високодисперсної порошкоподібної твердої відрізняється тим, що він має збірник для низкоречовини, перш ніж транспортувальний газ встукиплячого конденсованого газу, ізольований спопає в контакт із частинками твердої речовини. 14. Спосіб за п.1, який відрізняється тим, що вилучний трубопровід між збірником і транспортним трубопроводом і насадку для подачі низкокиплячокористовуване для прямого охолодження охолодго конденсованого газу в транспортний трубопроне середовище містить менше 0,0001 масової часвід, а сепараційний пристрій розташований у натки води, завдяки чому знижується точка роси прямі транспортування після пароструминного газової фази, яка містить частинки твердої речомлина і перед розфасовувальною машиною. вини. 15. Спосіб за п.1, який відрізняється тим, що високодисперсну порошкоподібну тверду речовину Винахід стосується способу і пристрою для прямого охолодження високодисперсних порошкоподібних твердих речовин перед розфасовкою в тару для сипучих матеріалів відповідно до обмежувальної частини п.1 і п.18 формули винаходу. Численні високодисперсні порошкоподібні тверді речовини з метою продажу, транспортування, захисту від впливу навколишнього середовища або збереження розфасовують у тару для сипучих матеріалів. У зв'язку з особливостями технології одержання і переробки температура високодисперсних порошкоподібних твердих речовин найчастіше буває занадто високою, щоб можна було без утруднень розфасувати їх у бажану тару для сипучих матеріалів. Відсутність достатнього охолодження може привести до численних проблем або недоліків, якими, зокрема, є: - підвищений знос чуттєвих до температури деталей устаткування, наприклад, гумових прокладок або клапанів дробильних пристроїв, - ушкодження тари для сипучих матеріалів, наприклад, паперових або пластикових мішків, обумовлене надмірно високою температурою твердих речовин, - знижена насипна вага твердих речовин у момент розфасовки, - незадовільні деаераційні властивості, що проявляються при заповненні тари для сипучих матеріалів і автоцистерн для перевезення сипучих вантажів, що обумовлено порівняно високою в'язкістю гарячої газової фази, - мала кількість сипучого матеріалу, що заповнює відповідну тару або автоцистерни для перевезення сипучих вантажів, - велика тривалість заповнення тари для сипучих матеріалів і автоцистерн для перевезення сипучих вантажів, - ушкодження тари для сипучих матеріалів (наприклад, паперових мішків), обумовлене занадто великим насипним об'ємом, - схильність до сильного пилоутворення при розфасовці твердих речовин у тару для сипучих матеріалів, - малопривабливий зовнішній вигляд мішків і піддонів, - конденсація вологи усередині піддонів з усадочними стяжними кришками, - порушення безпеки праці при наступних операціях (наприклад, навантаженні або транспортуванню) у зв'язку з гарячою поверхнею тари для сипучих матеріалів. Ці проблеми або недоліки при розфасовці високодисперсних порошкоподібних твердих речовин у тару для сипучих матеріалів можуть проявлятися як індивідуально, так і у визначених поєднаннях. При цьому з деякими зазначеними 5 77190 6 проблемами і недоліками зіштовхуються постійно, до 300°С. Після відділення пігменту від водяної якщо змушені поводитися з гарячими сипучими пари в циклоні або на пиловловлювальному фільречовинами і розфасовувати їх у відповідну тару, у трі температура сипучої пігментної маси, що містой час як інші зазначені проблеми і недоліки (натить водяну пару, зазвичай складає від 200 до приклад, низька насипна вага, незадовільні деае250°С. Незважаючи на те, що після проміжного раційні властивості) характерні для поводження збереження в бункері або механічного або пневлише з дуже високодисперсними гарячими порошматичного транспортування відбувається певне коподібними твердими речовинами і їхньої розфаохолодження пігменту, його температура в момент совки в тару для сипучих матеріалів. У цьому зв'язаповнення мішків або іншої тари найчастіше зку в даній публікації високодисперсними складає близько 100°С або вище. Це може привепозначають такі порошкоподібні тверді речовини, сти до виникнення численних, описаних вище просередній розмір часток яких складає менше блем і недоліків. 50мкм, переважно менше 20мкм, і, зокрема, такі Ефект охолодження високодисперсних пороштверді речовини, середній розмір часток яких коподібних твердих матеріалів, забезпечуваний складає менше 5мкм, переважно менше 1мкм. шляхом подачі повітря з температурою навколишПід тарою для сипучих матеріалів у даній пубнього середовища, наприклад, ефект, що досягалікації мають на увазі тару, використовувану з меється в результаті пневмотранспортування висотою продажу, транспортування, захисту від впливу кодисперсних порошкоподібних твердих навколишнього середовища і тривалого зберематеріалів, буває невеликий, що обумовлено неження сипучих матеріалів, наприклад, паперові великою різницею температур і незначною теплоабо пластикові мішки, бочки, великі резервуари, ємністю повітря. Таким чином, використання напакети, вмістища з паперу, картону, пластмаси або віть великих кількостей повітря забезпечує інших матеріалів. порівняно незначне зниження температури, і, отЗазначені вище проблеми в принципі можуть же, зазначені вище недоліки усуваються лише в виникнути при розфасовці в тару для сипучих мамалому ступені. теріалів будь-яких високодисперсних порошкопоНезважаючи на те, що, використовуючи дуже дібних твердих речовин, підвищена температура велику кількість повітря, і можна істотно знизити яких обумовлена специфічним способом їхнього температуру, даний спосіб охолодження страждає одержання або переробки, наприклад, кальцинуістотними недоліками, що проявляються при віддіванням, кальцинуванням з наступним подрібнюленні газової фази від високодисперсних порошванням, сушінням, іншою високотемпературною коподібних твердих речовин і їхній розфасовці, і, обробкою або високотемпературним способом крім того, зв'язаний з високими виробничими виодержання. тратами. До того ж,зростає небезпека забрудненЦе стосується, наприклад, цементу, сажі або ня високодисперсних порошкоподібних твердих пігментів, підданих тепловій обробці, зокрема, каречовин вологою, пилом, діоксидом вуглецю, окльцинуванню, що підлягають розфасовці в тару сидами сірки або азоту, слідами олії або іншими для сипучих матеріалів. Особливо це відноситься домішками, що містяться в повітрі. до пігментів, підданих пароструминному здрібнюКонвекційне охолодження протягом тривалого ванню. проміжку часу також страждає недоліком, обумовТверді речовини з дуже високою дисперснісленим поганою теплопровідністю більшості висотю, що складає 1мкм і менше, часто одержують кодисперсних порошкоподібних твердих речовин, способом пароструминного здрібнювання. Мова а, отже, занадто тривалим блокуванням вмістищ при цьому йде про струминно-ударний спосіб, віддля сипучих матеріалів. Це може привести до знаповідно до якого здійснюють прискорення розмечного скорочення виробничої потужності. леного матеріалу у високошвидкісному газовому [У німецькій заявці на патент DE 3 414 035 А1] потоці і його здрібнювання, що відбувається в реописано непряме охолодження газу, що містить зультаті зіткнення частинок одна з іншою або з пил, відповідно до якого газ пропускають через внутрішніми стінками струминно-ударного млина. регенератори, заповнені масою, що акумулює теЕфект здрібнювання, що досягається при цьому, у пло. вирішальній ступені залежить від швидкості й енеВикористання аналогічних або порівнянних ргії зіткнення. способів непрямого охолодження за допомогою Якщо здрібнювання або деагломерація тверохолодних поверхонь або теплообмінників є мало дих речовин вимагає особливо великих енергетидоцільним, оскільки необхідна для їхнього здійсчних витрат або необхідно забезпечити особливо нення поверхня теплообміну повинна бути дуже високий ступінь дисперсності: наприклад, якщо великою. Крім того, вміст пилу в газі відповідно до мова йде про різні неорганічні пігменти, то зазвиописаного [в німецькій заявці на патент DE 3 414 чай використовують спосіб пароструминного здрі035 А1] способу складає близько 20мг/м3, що є бнювання з перегрітою парою як робоче середонезрівнянно малою величиною у порівнянні зі звивище. Спосіб одержання пігментного діоксиду чайним вмістом твердих речовин у суміші з газом, титана, відповідно до якого на заключній стадії якого прагнуть забезпечити, наприклад, при роздіоксид титану піддають пароструминному здрібфасовці пігментів у тару для сипучих матеріалів нюванню, описується в німецькій заявці [на патент (найчастіше він складає декілька кг/м3). Досвід DE195 36 657A1]. показує, що при більш високому вмісті твердих При пароструминному способі здрібнювання речовин у газовій фазі зростає небезпека їх притемпература суміші пігменту з газом, що залишає липания до охолодних контактних поверхонь. млин, найчастіше знаходиться в інтервалі від 200 Для непрямого охолодження високодисперс 7 77190 8 них порошкоподібних твердих речовин нерідко [У патенті США US 3330046] описується тепвикористовують охолодні шнекові конвеєри, однак лообмін між газами і високодисперсними твердими і цей спосіб страждає недоліками, що полягають у речовинами з розміром частинок менше 50мкм, прилипанні, недостатній експлуатаційній надійноспричому використовують пристрій, що складається ті і високих капітальних витратах. з декількох, з'єднаних між собою камер, через які у [У німецькій заявці на патент DE 3713571 А1] взаємно протилежних напрямках пропускають гаописується пристрій, призначений для заповнення зовий потік і потік твердого матеріалу. пластикових мішків порошкоподібними або грануВикористовуваний пристрій є дорогим, і необльованими матеріалами, причому заповнені мішки хідна велика витрата охолодного газу. Отже, спозаварюють і поміщають у зону охолодження, щоб сіб має недоліки, аналогічні зазначеним вище, при забезпечити стабільність звареного шва. Оскільки описі охолодження великими кількостями повітря. описане в цьому патенті охолодження здійснюють Крім того, відсутні будь-які дані щодо зазначених тільки після заповнення мішків, воно непридатне вище специфічних проблем, що виникають при для усунення зазначених вище недоліків. поводженні з високодисперсними порошкоподіб[У патенті США US 3664385] описується механими твердими речовинами і їхній розфасовці в нічне ущільнення порошків для заповнення пакутару для сипучих матеріалів, а також шляхів їхньовальної тари, причому для знепилювання може го рішення. також використовуватися імпульс охолодженого [У європейських заявках на патент ЕР 611 928 повітря. А1, ЕР 501 495 А1 і німецькій заявці на патент DE Однак, ефект імпульсу охолодженого повітря, 38 33 830 А1] описується пряме охолодження мащо охолоджує, буває недостатнім, щоб забезпечитеріалу, що подрібнюється, низькокиплячими конти необхідне ущільнення високодисперсних породенсованими газами. Однак задачею цього здійсшкоподібних твердих речовин, у зв'язку з чим понюваного перед здрібнюванням охолодження є рошки повинні бути піддані додатковому оптимізація процесу безпосереднього здрібнюванмеханічному ущільненню. Крім того, цей спосіб ня шляхом підвищення крихкості матеріалу, що мало придатний для високодисперсних порошкоподрібнюється, і, отже, спосіб не забезпечує ріподібних твердих речовин з підвищеними вимогашення зазначених вище проблем. ми до диспергованості і ступеня дисперсності, наЗабезпечуване завдяки такому охолодженню приклад, для пігментів, оскільки виникає небезпека зниження температури матеріалу перед здрібнюагломерації частинок при механічному ущільненні, ванням, як правило, компенсується підвищенням у результаті чого досягнута шляхом здрібнювання температури внаслідок тепловиділення, що супроціль може бути частково нівельована. воджує здрібнювання, і, отже, будь-яких переваг [У патенті США US 4619113] описується пряме при розфасовці не одержують. охолодження пральних порошків у бункері за доКрім того, відсутні будь-які дані щодо зазначепомогою рідкого азоту для забезпечення можлиних вище специфічних проблем, що виникають вості наступного додавання до них чуттєвих до при поводженні з високодисперсними порошкопотемператури присадків. Хоча середній розмір часдібними твердими речовинами і їхній розфасовці в тинок охолоджуваного прального порошку і склатару для сипучих матеріалів, а також шляхів їхньодає 500мкм (стовпчик 1, рядки 24-25), описаний [у го рішення. патенті US 4619113] спосіб не містить ніяких указіЗадача більшості зазначених вище способів вок ні з приводу особливих проблем, що виникаполягає в тому, щоб завдяки використанню тих чи ють при розфасовці порошкоподібних твердих інших варіантів охолодження пом'якшити наступні речовин з дуже високою дисперсністю в тару для теплові проблеми. Однак вони не містять явних сипучих матеріалів, ні з приводу можливих шляхів вказівок, що стосуються специфічних вимог до їхнього рішення. високодисперсних порошкоподібних твердих ре[У німецькій заявці на патент DE 3941262] опичовин, наприклад, надзвичайно високих вимог до сується пряме охолодження порошкоподібної редисперсності і диспергованості пігментів, і зв'язачовини за допомогою рідкого азоту, причому потік них з цим проблем, що виникають при розфасовці порошку перед контактуванням з рідким азотом в тару для сипучих матеріалів. розсіюють за допомогою вмонтованих механічних Таким чином, недолік зазначених способів попристроїв. лягає в тому, що вони не усувають описані вище [У німецькій заявці на патент DE 3623724 А1] проблеми, що виникають при поводженні з висоописується пряме охолодження цементу за допокодисперсними порошкоподібними твердими ремогою рідкого азоту, причому цемент вдувають у човинами і їхній розфасовці в тару для сипучих відповідний бункер одночасно з рідким азотом. матеріалів, або лише в незначному ступені усуваЗадачею описаних [у німецьких заявках на пають ці проблеми. Зокрема, це відноситься до затент DE 3941262 і DE 3623724 А1] способів є лише значених вище, характерних для пігментів проохолодження сипучих матеріалів, а не поліпшення блем. якості їхньої розфасовки у відповідну тару. У цих Задача винаходу полягала в тому, щоб надати публікаціях відсутні дані, що стосуються специфічв розпорядження спосіб, який дозволяє таким чиних вимог до порошкоподібних твердих речовин з ном обробляти гарячу високодисперсну порошкодуже високою дисперсністю і зазначених вище подібну тверду речовину, щоб цілком або принайпроблем, що виникають при поводженні з високомні, в основному усунути зазначені вище дисперсними порошкоподібними твердими матеріпроблеми, які виникають при поводженні з високоалами і їхній розфасовці в тару для сипучих матедисперсними порошкоподібними твердими речоріалів, а також шляхів їхнього рішення. винами і їхній наступній розфасовці в тару для 9 77190 10 сипучих матеріалів. охолодного середовища переважно підбирають Крім того, задача винаходу полягала в тому, таким чином, щоб високодисперсні порошкоподібні щоб при поводженні з високодисперсними пороштверді речовини, які підлягають охолодженню, коподібними твердими речовинами і їхній наступбули охолоджені, щонайменше, до 20°С, переважній розфасовці в тару для сипучих матеріалів вино, щонайменше, до 50°С. Шляхом прямого охокористовувати якомога менші об'єми газу, щоб у лодження їхню температуру переважно знижують максимально можливому ступені скоротити витрамаксимум на 100°С, особливо переважно максити на виділення й знепилення газу. мум на 70°С. Крім того, задача винаходу полягала у ствоВміст вологи у використовуваному для пряморенні пристрою, за допомогою якого можна було го охолодження охолодному середовищі переважпростим і ефективним способом охолоджувати но складає менше 0,0001 масової частини. Завдясуміш високодисперсної порошкоподібної твердої ки цьому можна знизити точку роси суміші твердих речовини з газом. речовин з газом і, відповідно, зменшити схильність Крім того, задача винаходу полягала в тому, твердих речовин до утворення агломератів. Точка щоб вміст кисню в газовій фазі між частинками роси в сипучій масі твердих речовин може бути високодисперсних порошкоподібних твердих репереважно знижена, наприклад, завдяки викорисчовин, що знаходяться в тарі для сипучих матерітанню рідкого азоту з надзвичайно низьким вмісалів, був більш низьким у порівнянні з повітрям. том вологи. Вказана задача вирішується завдяки способу і Високодисперсні порошкоподібні тверді речопристрою за п.1 і п.18 формули винаходу. вини в принципі можуть бути піддані охолодженню Спосіб відповідно до винаходу включає пряме на різних стадіях процесу одержання і переробки, охолодження високодисперсних порошкоподібних наприклад, відразу після теплової обробки пороштвердих речовин шляхом подачі охолодного серекоподібних твердих речовин, у транспортних трудовища і здійснювану безпосередньо слідом за бопроводах або безпосередньо перед розфасовцим розфасовку здрібненого продукту в тару для кою в тару для сипучих матеріалів. сипучих матеріалів, причому охолодне середовиСпосіб відповідно до винаходу особливо доціще складається або з одного або з декількох різльний, якщо високодисперсні порошкоподібні твених низькокиплячих конденсованих газів, або з рді речовини з урахуванням технологічних або холодного газу або газової суміші, що були вигологістичних передумов виготовляють або переротовлені за допомогою одного або декількох різних бляють при високих температурах, а зниження низькокиплячих конденсованих газів, або охолодтемператури шляхом конвективного охолодження не середовище складається з холодного газу або або охолодження повітрям може бути недостатнім, газової суміші, що були попередньо охолоджені за у зв'язку з чим звичайна розфасовка в тару для допомогою одного або декількох різних низькокипсипучих матеріалів виявляється сильно утруднелячих конденсованих газів. Цей спосіб має особною. ливе значення для охолодження і наступної розПриклади процесів, для яких охолодження віфасовки високодисперсних порошкоподібних дповідно до винаходу може забезпечити перетвердих речовин у тару для сипучих матеріалів, ваги: наприклад, у стандартні паперові мішки, пластико- пряме охолодження і розфасовка високодисві мішки, пакети, бочки або іншу дрібну, виконану з персних порошкоподібних твердих речовин відрарізних матеріалів бочкотару. Спосіб забезпечує зу після теплового сушіння і, при необхідності, переваги і при заповненні автоцистерн для перездрібнювання, везення сипучих вантажів. - пряме охолодження і розфасовка високодисЯк охолодне середовище придатні будь-які персних порошкоподібних твердих речовин відрасполуки, інертні стосовно відповідних високодисзу після кальцинування і, при необхідності, здрібперсних порошкоподібних твердих речовин. Такинювання, ми сполуками можуть бути, наприклад, благородні - пряме охолодження і розфасовка високодисгази, діоксид вуглецю, азот, кисень або суміші заперсних порошкоподібних твердих речовин відразначених речовин (наприклад, повітря). зу по завершенні процесу піролітичного одержанВикористовуване для прямого охолодження ня або випалювання домішок, охолодне середовище переважно одержують - пряме охолодження і розфасовка високодисшляхом випаровування низькокиплячих конденсоперсних порошкоподібних твердих речовин відраваних газів. Особливо придатними є рідкий кисень, зу після пароструминного здрібнювання. рідке повітря або рідкий діоксид вуглецю. ПридатВиявилося, що реологічні властивості високоний також твердий діоксид вуглецю, особливо, дисперсних порошкоподібних твердих речовин із якщо він знаходиться в тонкоздрібненому стані. середнім розміром частинок менше 50мкм, переПричому, щоб забезпечити високу ефективважно менше 20мкм, і, зокрема, дуже високодисність охолодження, використовуване для прямого персних порошкоподібних твердих речовин із сеохолодження, охолодне середовище переважно реднім розміром частинок менше 5мкм, особливо с має температуру нижче 0 С, переважно нижче переважно менше 1мкм, а, отже, умови поводжен20сС, особливо переважно нижче -40°С. ня з ними явно залежать від температури. НаприТемпература високодисперсних порошкоподіклад, насипна вага високодисперсних порошкопобних твердих речовин або сумішей, що містять дібних твердих речовин, які розфасовують у тверді речовини, які підлягають охолодженню, яку зазвичай використовувану тару, зокрема, мішки, мають намір досягти, зрозуміло, залежить від виду бочки, великі резервуари або бункери при знижетвердих речовин і вимог до якості. Тип і кількість ній температурі, набагато вища в порівнянні з ро 11 77190 12 зфасовкою цього продукту в зазначену тару, здійгає використання менших об'ємів газової фази, що снюваної при більш високій температурі. істотно спрощує її відділення від високодисперсВисокодисперсними порошкоподібними тверних порошкоподібних твердих речовин перед задими речовинами, що підлягають охолодженню і повненням тари для сипучих матеріалів або під розфасовці, можуть бути, наприклад, діоксид тичас його. Крім того, значно скорочуються витрати тану, оксид заліза, оксид хрому, світлостійкі пігмена знепилення газу. нти, кольорові пігменти, металопігменти, сажі або Разом з тим, зменшується або цілком усувацемент. ється забруднення високодисперсних порошкопоПід високодисперсними порошкоподібними дібних твердих речовин вологою, пилом, діокситвердими речовинами можуть також матися на дом вуглецю, оксидами сірки або азоту, слідами увазі чуттєві до температури сполуки або тверді олії або іншими домішками, що містяться в повітрі. речовини з покриттям з чуттєвих до температури Зокрема, у випадку основного характеру поверхні сполук. високодисперсних порошкоподібних твердих реВідповідно до винаходу пряме охолодження човин (наприклад, обумовленого хімічною обробохолодним середовищем можна здійснювати, накою відповідними сполуками) при використанні приклад, шляхом дозованої подачі охолодного великих кількостей повітря може відбутися небасередовища в трубопровід, призначений для пнежана нейтралізація поверхні кислими компонентавмотранспортування високодисперсних порошкоми, що містяться в повітрі. подібних твердих речовин. Крім того, щоб забезНарешті, завдяки тому, що, як правило, дуже печити особливо сильне зниження температури, сухе охолодне середовище має високу здатність переважним може виявитися подача охолодного до вологовбирання, знижується залишковий волосередовища в кілька різних місць. За певних умов говміст високодисперсних порошкоподібних тверзавдяки такому способу дозування охолодне седих речовин. редовище може внести істотний вклад у пневмотХоча кріогенне охолодження високодисперсранспортування. них порошкоподібних твердих речовин за допомоУ залежності від того, сильну чи слабку турбугою низькокиплячих конденсованих газів і характелізацію прагнуть забезпечити, охолодне середоризується відносно високими витратами на вище в транспортний трубопровід через відповідні охолодне середовище, при ближчому розгляді насадки можна подавати як у напрямку руху потозненацька з'ясовується, що вони компенсуються ку, так і в протилежному напрямку. завдяки цілому ряду переваг такої технології. НаПристрій для прямого охолодження відповідно приклад, завдяки більш низькій температурі суміші до винаходу складається із збірника для низькокитвердих речовин з газом і меншим питомим вмісплячих конденсованих газів, ізольованого сполучтом газу (по відношенню твердої речовини) моного трубопроводу між збірником і транспортним жуть бути забезпечені наступні переваги: трубопроводом, призначеним для пневмотранспо- менший знос чуттєвих до температури детартування високодисперсних порошкоподібних твелей устаткування, наприклад, гумових прокладок, рдих речовин, насадки для подачі низькокиплячих - менше ушкодження чуттєвої до температури конденсованих газів у транспортний трубопровід і тари для сипучих матеріалів, наприклад, паперокеруючої та регулюючої апаратури. вих і пластикових мішків, що обумовлено більш Перевага способу прямого охолодження віднизькою температурою високодисперсних порошповідно до винаходу в порівнянні зі способом некоподібних твердих речовин, що підлягають розпрямого охолодження через контактні поверхні фасовці, полягає у відсутності необхідних для теплопере- можливість використання більш дешевої тадачі контактних поверхонь великої площі. Разом з ри у зв'язку з меншим тепловим впливом, тим, остигання матеріалу відбувається значно - більша насипна вага високодисперсних пошвидше, ніж при непрямому охолодженні, що вирошкоподібних твердих речовин у момент розфаявляється особливо переважним, якщо мова йде совки, про чуттєві до температури здрібнені продукти або - кращі деаераційні властивості, що проявляякщо прагнуть сильно знизити температуру протяються при заповненні тари для сипучих матеріалів гом короткого проміжку часу. і автоцистерн для перевезення сипучих вантажів, На відміну від прямого охолодження при нещо обумовлено більш низькою в'язкістю газової прямому охолодженні у зв'язку з порівняно велифази, ким температурним градієнтом існує небезпека - більша кількість сипучого матеріалу, що залокальної конденсації вологи в матеріалі, що підповнює відповідну тару і автоцистерни для передається охолодженню, особливо в області охоловезення сипучих вантажів, дних поверхонь. - більш швидке заповнення тари для сипучих Перевага способу відповідно до винаходу в матеріалів і автоцистерн для перевезення сипучих порівнянні з охолодженням великими кількостями вантажів, повітря з температурою навколишнього середо- менше ушкодження тари для сипучих матерівища, по-перше, полягає в тому, що завдяки пряалів (наприклад, паперових мішків), що відбувамому охолодженню з використанням низькокипляється через занадто великий насипний об'єм, чих конденсованих газів ефект остигання в зв'язку - менше пилоутворення при розфасовці тверз наявністю ентальпії випаровування може бути дих речовин у тару для сипучих матеріалів, набагато більшим і може бути досягнутий набагато - менший об'єм газу, використовуваного для швидше. пневмотранспортування й охолодження, і, відповіПо-друге, спосіб відповідно до винаходу вимадно, менша робоча поверхня фільтра, використо 13 77190 14 вуваного для знепилювання газу, і більш висока вання частину газової фази, що містить водяну місткість пиловловлювального фільтру при однапару, спочатку відокремлюють від здрібнених пігковій площі робочої поверхні, ментів, а потім здрібнені пігменти охолоджують - більш привабливий зовнішній вигляд, напришляхом прямого охолодження за допомогою охоклад, мішків і піддонів, лодного середовища. Це відділення частини газо- менша вологість продукту завдяки високому вої фази, що містить водяну пару, здійснюють, вологовбиранню охолодного середовища, наприклад, за допомогою циклона і/або пиловлов- менша конденсація вологи усередині піддонів лювального фільтра. з усадочними стяжними кришками, Спосіб відповідно до винаходу особливо при- підвищення безпеки праці при наступних датний для пігментів на основі діоксиду титану у операціях (наприклад, навантаженні або транспозв'язку із сильним впливом температури на їхні ртуванні) завдяки більш низькій температурі розхарактеристики, зокрема, насипну вагу при розфафасованих високодисперсних порошкоподібних совці. Спосіб відповідно до винаходу особливо твердих речовин. переважний, якщо мова йде про марки діоксиду Результатом застосування способу охолотитану, призначені для фарбування полімерних дження високодисперсних порошкоподібних тверматеріалів або для використання в складі диспердих речовин відповідно до винаходу є не тільки сійних фарб і у зв'язку зі специфічним складом, скорочення частки неякісних партій товару, наприякий має особливо низьку насипну вагу. Завдяки клад, упакованого в порвані мішки, але й інші педаному способу можна відмовитися від альтернареваги, що полягають в більш надійній роботі і тивних способів, зокрема, гранулювання або табпідвищеній продуктивності устаткування, меншій летування. схильності до пилоутворення і більш привабливоКрім того, підвищені температури можуть нему зовнішньому вигляді окремих мішків або підгативно впливати на схильність частинок пігменту донів. органічних присадків, що знаходяться на поверхні, Спосіб відповідно до винаходу особливо при(інтенсифікаторів розмелу) до деструкції, що, зокдатний для прямого охолодження неорганічних рема, може негативно вплинути на колірний тон. або органічних пігментів і їхньої наступної розфаЗавдяки способу відповідно до винаходу цього совки в тару для сипучих матеріалів, оскільки до явища можна уникнути. цих пігментів найчастіше висуваються особливо Спосіб відповідно до винаходу особливо крависокі вимоги відносно диспергованості і дисперсщий при експлуатації декількох, паралельно праності, і одночасно особливе значення надається цюючих пароструминних млинів, якщо у зв'язку з реологічним властивостям здрібнених пігментів і, високою продуктивністю температура пігменту не відповідно, можливості поводження з ними. може бути знижена до достатнього рівня шляхом Особливі переваги способу відповідно до виконвекційного охолодження або іншими традиційнаходу при використанні до пігментів полягають у ними способами. тому, що можуть бути задоволені найбільш важКрім того, спосіб відповідно до винаходу добре ливі з пропонованих до них вимог, зокрема, однопридатний для залізооксидних пігментів. Забезпечасно можуть бути забезпечені висока диспергочувані в даному випадку переваги аналогічні одеваність, гарні оптичні властивості і можливість ржуваним для пігментного діоксиду титану. Крім зручного поводження із здрібненими пігментами того, якщо мова йде про окислювані залізооксидні при розфасовці в тару для сипучих матеріалів. пігменти, наприклад, про залізооксидні пігменти в Саме реологічні властивості пігментів, а, отже, модифікації магнетиту, то завдяки використанню зручність поводження з ними сильно залежать від як охолодне середовище газів, не здатних виклитемператури. Наприклад, насипна вага пігментів, кати окислювання, наприклад, діоксида вуглецю що розфасовують у зазвичай використовувану або азоту, схильність пігментів до окислювання в тару, зокрема, мішки, бочки, великі резервуари процесі їхньої переробки і збереження може бути або бункери при зниженій температурі, значно подавлена шляхом часткового або максимально вище в порівнянні з аналогічним продуктом, що повного витіснення кисню охолодним середовизаповнює зазначену тару при більш високій темщем. Додатково завдяки зниженню температури пературі. пігментів при їхній розфасовці в мішки, забезпечуНаприклад, здрібнені шляхом пароструминнованому способом відповідно до винаходу, може го розмелу пігменти можуть бути піддані охолобути зменшена їхня здатність до взаємодії з залидженню безпосередньо на виході з пароструминшковими кількостями кисню. ного млина після пропущення через змонтований Таким чином, завдяки використанню способу в транспортному трубопроводі пристрій, що сепавідповідно до винаходу в деяких випадках дається рує, наприклад, пиловловлювальний фільтр або можливість здрібнювання таких пігментів за допоциклон, або безпосередньо перед розфасовкою в могою пароструминних млинів, що зазвичай не тару для сипучих матеріалів. Щоб уникнути обумоможуть бути здрібнені на цьому надзвичайно ефевленого прямим охолодженням переходу в темпективному устаткуванні, що розмелює. ратурну область нижче точки роси, може виявитиГазова фаза в проміжках між частинками твеся кращим додавання охолодного середовища рдих речовин, що отримані відповідно до винаходу лише після того, як парціальний тиск водяної пари і знаходяться в тарі для сипучих матеріалів, переу складі газової фази здрібненого матеріалу досяважно містить менше 20% мас. кисню, особливо гне досить низької величини завдяки частковій переважно менше 15% мас. кисню, і, відповідно, заміні або розведенню водяної пари повітрям. масове відношення азоту до кисню складає більПереважно після пароструминного здрібнюше 2, переважно більше 5,7. 15 77190 16 Оскільки в залежності від специфічного складу човин і, отже, підтримувати цілеспрямовано встависокодисперсні порошкоподібні тверді речовини новлені, оптимізовані і постійні умови транспортуможуть мати реологічні характеристики, які істотно вання або якісні параметри заповнення тари для відрізняються, можна цілеспрямовано впливати на сипучих матеріалів. їхню здатність до транспортування завдяки вибору Високодисперсні порошкоподібні тверді речопридатної подачі охолодного середовища, а, отже, вини зазвичай завантажують у паперові або пласвідповідно температури. В залежності від типу тикові мішки через фасувальний бункер за допотвердої речовини більш сприятливим може бути могою системи транспортування твердих речовин. охолодження, здійснюване до пневматичного або Якщо температура матеріалу складає 60°С і вище, механічного транспортування або після нього. Пето використання економічних пластикових мішків реважним може виявитися також охолодження, (наприклад, з поліетилену або поліпропілену),як здійснюване лише безпосередньо перед розфасоправило, виключається. Для цієї мети можна виковкою в тару для сипучих матеріалів. ристовувати лише спеціальні, дорогі пластикові Відповідно до переважного варіанту здійсненмішки, що мають високу теплостійкість. ня винаходу охолоджують призначене для пневОднак завдяки способу відповідно до винахомотранспортування повітря, і цим холодним, транду замість таких дорогих пластикових мішків моспортувальним, використовуваним як охолодне жуть використовуватися економічні поліетиленові середовище, повітрям здійснюють пряме охолоабо поліпропіленові мішки. Для цього, як правило, дження високодисперсних порошкоподібних твернеобхідно, щоб матеріал був охолоджений до 60°С дих речовин. При цьому температура транспортубільш низької температури. вального повітря може бути підібрана таким Крім того, завдяки способу відповідно до виначином, щоб після його змішування з високодиспеходу дається можливість використання менш дорсними порошкоподібними твердими речовинами, рогих паперових мішків або паперових мішків, посщо підлягають охолодженню, була досягнута батачених пластиковими вкладишами або жана кінцева температура. Транспортувальне попластиковими складовими частинами в зоні зносу, вітря може бути охолоджене, наприклад, за допоякі мають меншу теплостійкість. могою теплообмінника або шляхом прямої подачі Поряд з цим, спосіб відповідно до винаходу в транспортувальне повітря низкокиплячих кондозволяє використовувати й інші засоби упакуванденсованих газів або твердого діоксида вуглецю. ня, що не мають стійкість до впливу характерних При цьому охолодження транспортувального повідля рівня техніки температур, наприклад, великі тря за допомогою теплообмінника може бути здійрезервуари з полімерів з обмеженою термостабіснено будь-яким відомим фахівцям способом. При льністю або іншу тару з полімерних матеріалів, такій технологічній послідовності особливо перечуттєвих до впливу тепла. важно, щоб непрямому охолодженню піддавався Приклад 1 газ, що не містить твердих речовин, а прямому Отриманий відповідно до рівня техніки, додатохолодженню піддавалася суміш твердої речовини ково оброблений і висушений пігментний діоксид і газу. титану піддають мікронізації в пароструминному Охолодження використовуваного для пневмомлині. транспорту транспортувального повітря перед Масове співвідношення продукту і пари склаконтактуванням з високодисперсними порошкоподає 1:2,2. Температура пари складає 260°С. У падібними твердими речовинами, що підлягають роструминний млин разом з пігментом, що підляохолодженню, з технологічної точки зору може гає здрібнюванню, уводять близько 100 м3 бути більш сприятливим, ніж охолодження газу, транспортувального повітря на тону ТіО2. Темпещо містить тверді речовини, що утворюється після ратура суміші пігменту з газом на виході з паростзмішування транспортувального повітря з високоруминного млина складає близько 230°С; темпедисперсними порошкоподібними твердими речоратура сипучої пігментної маси, яка містить водяну винами, що підлягають транспортуванню. пару, після відділення пігменту від газової фази за Можливо також комбінування описаних варіадопомогою циклона складає близько 180°С. Волонтів охолодження один з іншим. Наприклад, можна говміст газової фази складає близько 95% мас, здійснювати як охолодження (пряме чи непряме) вологовміст газової фази в перерахуванні на ТіО2 транспортувального повітря і пряме охолодження складає близько 0,2% мас. при насипній вазі ТіО2 цим повітрям суміші твердої речовини з газом, так 0,5г/см3. Після проміжного зберігання в бункері і додатково братися за пряме охолодження суміші здійснюють пневмотранспортування сипучої пігтвердої речовини з газом (наприклад, низькокипментної маси, яка містить водяну пару, до машини лячими конденсованими газами). для розфасовки в мішки. Витрата висушеного траНезалежно від типу охолодного середовища нспортувального повітря складає 75м3 на тону для способу прямого охолодження високодисперТіО2. У транспортний трубопровід через насадку сних порошкоподібних твердих речовин відповідно уводять 97 літрів рідкого азоту на тону ТiO2. Задо винаходу особливо переважною є можливість вдяки цьому температура суміші діоксиду титану з цілеспрямованого керування залежними від темгазом знижується з 110°С до 60°С. Вологовміст ператури параметрами загального процесу і їхньогазової фази складає близько 1% мас, вологовміст го регулювання. Наприклад, шляхом регулювання газової фази в перерахуванні на ТiO2 складає бликількості, що додається, або температури охолодзько 0,2% мас. ного середовища в залежності від продукту можна Відділення газової фази від ТіО2 відбувається встановлювати оптимальну і постійну температуру у фасувальному бункері, з якого здійснюється зависокодисперсних порошкоподібних твердих реповнення мішків. Температура сипучої пігментної 17 77190 18 маси, що містить газ, до моменту розфасовки в ртування пігментної сипучої маси до машини для паперові мішки складає 60°С. Склад газові фази, розфасовки у мішки. У транспортний трубопровід що знаходиться в проміжках між частинками ТiO2: через насадку подають рідкий азот у такій кількос87% мас. N2, 12% мас. О2. Вологовміст газової ті, щоб до моменту розфасовки в мішки сипучої фази в перерахуванні на ТіО2 складає менше пігментної маси, яка містить газ, її температура 0,01% мас. Незалежно від цього в ТiО2 міститься складала 60°С. майже 0,3% мас. адсорбованої води. Завдяки високій насипній вазі сипуча пігментна Завдяки високій насипній вазі сипуча пігментна маса, яка містить газ, при заповненні мішків має маса, що містить газ, при заповненні мішків має гарну здатність до розфасовки і деаерації. Крім гарну здатність до розфасовки і деаерації. Наслідтого, завдяки зниженій температурі сипучої пігменком цього є привабливий зовнішній вигляд підтної маси (60°С), яка містить газ, продукт може донів. бути розфасований у стандартні поліетиленові або Приклад 2 поліпропіленові мішки. Отриманий відповідно до рівня техніки, додатПриклад 6 ково оброблений і висушений пігментний діоксид Отриману відповідно до рівня техніки пічну титану, призначений для фарбування полімерів, сажу відокремлюють на пиловловлювальному фіпіддають мікронізації в пароструминному млині з льтрі від газової фази і зберігають у проміжному додаванням 1% мас. силіконової олії. Подальші бункері. Здійснюють пневмотранспортування сажі технологічні операції, включаючи розфасовку в з бункера до машини для розфасовки у мішки. У мішки, здійснюють аналогічно прикладу 1. транспортний трубопровід через насадку подають Однак на відміну від прикладу 1 пігмент розрідкий азот у такій кількості, щоб до моменту розфасовують у стандартні мішки з поліпропілену. фасовки в мішки сипучої пігментної маси, яка місЗавдяки зниженій температурі сипучої пігментної тить газ, її температура складала 60°С. маси (60°С), яка містить газ, ушкодження поліпроЗавдяки високій насипній вазі сипуча пігментна піленових мішків у процесі розфасовки відсутнє. маса, яка містить газ, при заповненні мішків має Завдяки високій насипній вазі сипуча пігментна гарну здатність до розфасовки і деаерації. Крім маса, яка містить газ, при заповненні мішків має того, завдяки зниженій температурі сипучої пігменгарну здатність до розфасовки і деаерації. Наслідтної маси (60°С), яка містить газ, продукт може ком цього є привабливий зовнішній вигляд підбути розфасований у стандартні поліетиленові або донів. поліпропіленові мішки. Пігмент особливо придатний для фарбування Приклад 7 полімерних матеріалів. Можливе спільне викорисОтриманий відповідно до рівня техніки магнетання пігменту і тари в процесі безпосередньої титний пігмент (Fe3O4) піддають здрібнюванню в переробки. пароструминному млині. Після відділення основної Приклад 3 частини газової фази за допомогою циклона або Отриманий відповідно до рівня техніки, додатпиловловлювального фільтра і проміжного збереково оброблений 15% мас. SiO2 і АІ2О3 (у розрахуження в бункері здійснюють пневмотранспортунку на ТіО2) і висушений пігментний діоксид титану вання сипучої пігментної маси до машини для ропіддають мікронізації в пароструминному млині. зфасовки в мішки, використовуючи азот як Подальші технологічні операції здійснюють аналотранспортувальний газ. У транспортний трубопрогічно прикладу 1. Завдяки високій насипній вазі від через насадку подають рідкий азот у такій кільсипуча пігментна маса, яка містить газ, при заповкості, щоб до моменту розфасовки в мішки сипучої ненні мішків має гарну здатність до розфасовки і пігментної маси, яка містить газ, її температура не деаерації. Наслідком цього є привабливий зовнішперевищувала 30°С. ній вигляд піддонів. Пігмент особливо придатний Завдяки високій насипній вазі сипуча пігментна для одержання дисперсійних фарб. маса, яка містить газ, при заповненні мішків має Приклад 4 гарну здатність до розфасовки і деаерації. Завдяки Червоний залізооксидний пігмент (Fe2O3), зниженій температурі розфасовки подавляється отриманий відповідно до рівня техніки шляхом реакційна здатність по відношенню до залишкової прожарювання з магнетиту, піддають мікронізації в кількості кисню. пароструминному млині. Масове співвідношення Здрібнений пароструминним методом магнепродукту і пари складає 1:2. Температура пари тит має високий ступінь дисперсності і відмінною складає 260°С. Подальші технологічні операції диспергованістю. здійснюють аналогічно прикладу 1. Приклад 8 (порівняльний) Завдяки високій насипній вазі сипуча пігментна Отриманий відповідно до рівня техніки, додатмаса, яка містить газ, при заповненні мішків має ково оброблений і висушений пігментний діоксид гарну здатність до розфасовки і деаерації. Крім титану піддають мікронізації в пароструминному того, завдяки зниженій температурі сипучої пігменмлині. тної маси (60°С), яка містить газ, продукт може Масове співвідношення продукту і пари склабути розфасований у стандартні поліетиленові або дає 1:2,2. Температура пари складає 260°С. У паполіпропіленові мішки. роструминний млин разом з пігментом, який підляПриклад 5 гає здрібнюванню, уводять близько 100м3 Отриманий відповідно до рівня техніки шляхом транспортувального повітря на тону ТiO2. Темпепрожарювання нікель-рутиловьій жовтий пігмент ратура суміші пігменту з газом на виході з паростподрібнюють у млині Реймонда. Після проміжного руминного млина складає близько 230°С; темпезбереження в бункері здійснюють пневмотранспоратура сипучої пігментної маси, яка містить водяну 19 77190 20 пару, після відділення пігменту від газової фази за титану піддають мікронізації в пароструминному допомогою циклона складає близько 180°С. Воломлині. говміст газової фази складає близько 95% мас, Масове співвідношення продукту і пари склавологовміст газової фази в перерахуванні на ТіО2 дає 1:2,2. Температура пари складає 260°С. У паскладає близько 0,2% мас. при насипній вазі ТіО2 роструминний млин разом з пігментом, що підля3 3 0,5г/см . Після проміжного збереження в бункері гає здрібнюванню, уводять близько 100м здійснюють пневмотранспортування сипучої пігтранспортувального повітря на тону ТіО2. Темпементної маси, яка містить водяну пару, до машини ратура суміші пігменту з газом на виході з паростдля розфасовки в мішки. Витрата транспортуваруминного млина складає близько 230°С; темпельного повітря складає 150м3 на тону ТіО2. Волоратура сипучої пігментної маси, яка містить водяну говміст газової фази складає близько 1% мас, вопару, після відділення пігменту від газової фази за логовміст газової фази в перерахуванні на ТіО2 допомогою циклона складає близько 180°С. Після складає близько 0,2% мас. короткочасного проміжного зберігання в бункері Відділення газової фази від ТіО2 відбувається здійснюють пневмотранспортування сипучої пігу фасувальному бункері, з якого здійснюється заментної маси, яка містить водяну пару, до машини повнення мішків. Температура сипучої пігментної для розфасовки в мішки. Щоб забезпечити достамаси, яка містить газ, до моменту розфасовки в тнє охолодження діоксиду титану, використовують паперові мішки складає 110°С. Склад газової фа730м3 транспортувального повітря на тону ТіО2. зи, що знаходиться в проміжках між частинками Відділення газової фази від ТіО2 відбувається ТіО2: 76% мас. N2, 23% мас. О2. у фасувальному бункері, з якого здійснюється заУ зв'язку з низькою насипною вагою сипуча піповнення мішків. Температура сипучої пігментної гментна маса, яка містить газ, при заповненні мішмаси, яка містить газ, до моменту розфасовки в ків має незадовільну здатність до розфасовки і паперові мішки складає 60°С. деаерації. Наслідком цього є малопривабливий Через велику кількість використовуваного газу зовнішній вигляд піддонів. відділення газової фази пов'язано з підвищеними Розфасовка продукту в стандартні поліетилевитратами. В одиницю часу можна транспортувати нові або поліпропіленові мішки у зв'язку з його винабагато меншу кількість діоксиду титану, якщо сокою температурою не є можливою. для знепилення транспортувального газу не викоПриклад 9 (порівняльний) ристовувати фільтр із відповідним чином збільшеОтриманий відповідно до рівня техніки, додатною площею фільтруючої поверхні. ково оброблений і висушений пігментний діоксид Комп’ютерна верстка Т. Чепелева Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601