Спосіб гранулювання в псевдозрідженому шарі та гранулятор для його здійснення

1. Спосіб гранулювання речовини в псевдозрідженому шарі (F1) з охолодженням готових гранул у іншому псевдозрідженому шарі (F2), який відрізняється тим, що один і той самий потік охолодного повітря послідовно використовують для безперервного формування і підтримування охолодного (F2) і відповідно гранулюючого (F1) псевдозріджених шарів, які розташовані по суті послідовно відносно зазначеного потоку повітря, яке протікає через них. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що готові гранули речовини, яку гранулюють, зсипають по суті каскадом із гранулюючого псевдозрідженого шару в охолодний псевдозріджений шар. 3. Гранулятор для гранулювання в псевдозрідженому шарі способом за п. 1, який містить самонесучу конструкцію (2), яка має по суті форму контейнера та обмежує внутрішню порожнину (А), у якій протікає процес гранулювання та у якій розташована перегородка (14), що є опорою для гранулюючого псевдозрідженого шару (F1), який відрізняється тим, що він містить розташований у внутрішній порожнині (А) самонесучої конструкції під перегородкою (14) з відступом від неї утворюючий основу лист (4), який є опорою для охолодного псевдозрідженого шару (F2), який містить одержані у гранулюючому псевдозрідженому шарі (F1) гарячі гранули та який з'єднаний з гранулюючим псевдозрідженим шаром (F1) через перегоро 2 (19) 1 3 Даний винахід стосується способу гранулювання в псевдозрідженому шарі різних речовин, наприклад, сечовини, нітрату амонію, хлориду амонію і інших аналогічних їм речовин, придатних до гранулювання. Винахід стосується, зокрема, способу гранулювання в псевдозрідженому шарі з охолодженням одержаних гранул у другому псевдозрідженому шарі та їх направленням після охолодження на зберігання і/або на упакування. Винахід стосується також гранулятора для здійснення зазначеного вище способу. При гранулюванні в псевдозрідженому шарі утворення гранул певної речовини відбувається шляхом безперервного росту (за об'ємом і масою) зерен затравки або частинок цієї речовини, яку безперервно подають у псевдозріджений шар одночасно з потоком відповідної речовини для вирощування гранул, яка знаходиться в рідкому стані. Речовина для вирощування гранул, яка має ту ж природу, що і речовина, яку гранулюють, і знаходиться в рідкому стані, змочує зерна затравки та зростаючі гранули, які у сукупності утворюють псевдозріджений шар, прилипає до них і твердіє на них. Речовина для вирощування гранул, яка знаходиться в рідкому стані та яку подають у псевдозріджений шар при певній температурі, яка, наприклад, при гранулюванні сечовини знаходиться у межах від 120 до 140°С, твердіє на кристалах затравки і при збереженні своїх адгезійних властивостей налипає на поступово зростаючі в псевдозрідженому шарі гранули. Температура зовнішньої поверхні гранул, які утворюються в псевдозрідженому шарі, на виході з псевдозрідженого шару по суті не відрізняється від температури речовини для вирощування гранул, яка подається в псевдозріджений шар у рідкому стані. При гранулюванні, зокрема, сечовини температура зовнішньої поверхні гранул, які утворилися в псевдозрідженому шарі, на виході з нього коливається від 110 до 120°С. Одержані гранули для їх подальшого використання, наприклад, як добрива, необхідно охолоджувати до температури, при якій їх можна зберігати на відповідному складі. Гранули сечовини, зокрема, звичайно зберігають при температурі близько 50°С. Для дотримання цієї вимоги був запропонований інший спосіб гранулювання в псевдозрідженому шарі з охолодженням готових гранул. Такий спосіб гранулювання в псевдозрідженому шарі описаний, зокрема, у патенті US 4219589, у якому одержані в першому псевдозрідженому шарі гарячі гранули охолоджують у другому псевдозрідженому шарі. Однак незважаючи на всі свої очевидні переваги цей спосіб гранулювання в псевдозрідженому шарі має один дуже серйозний недолік. Крім високої витрати повітря, необхідного для формування та підтримування першого псевдозрідженого шару, у якому відбувається процес утворення гранул, цей спосіб вимагає і безперервної витрати великої кількості повітря для формування 87820 4 та підтримування другого псевдозрідженого шару, який охолоджує готові гранули, та відповідного збільшення споживаної енергії, додаткова витрата якої, як очевидно, негативно позначається на економічності всього процесу гранулювання. В основу даного винаходу була покладена задача розробити спосіб гранулювання в псевдозрідженому шарі зазначеного на початку опису типу, функціональні особливостіякого дозволяли б усунути описані вище недоліки відомих способів і, зокрема, істотно зменшити сумарну витрату повітря, необхідну для завершення процесу гранулювання. Ця задача вирішується за допомогою пропонованого у винаході способу гранулювання відповідної речовини в псевдозрідженому шарі з охолодженням готових гранул у другому псевдозрідженому шарі, який відрізняється тим, що один і той самий потік зріджувального повітря використовують для безперервного формування і підтримування охолодного та відповідно гранулюючого псевдозріджених шарів, які розташовані по суті послідовно відносно зазначеного потоку повітря, яке протікає через них. Інші особливості та переваги винаходу більш докладно розглянуті нижче на прикладі одного з варіантів здійснення пропонованого у винаході способу гранулювання в псевдозрідженому шарі з посиланням на прикладені до опису креслення, які лише ілюструють винахід, але не обмежують його обсяг. На прикладених до опису кресленнях, зокрема, показано: на фіг. 1 - схематичний вигляд в аксонометрії гранулятора для гранулювання різних речовин у псевдозрідженому шарі пропонованим у винаході способом і на фіг. 2 - схематичний розріз гранулятора, показаного на фіг. 1. Кращий варіант здійснення винаходу На прикладених до опису кресленнях показаний позначений загальною позицією 1 гранулятор, призначений для гранулювання відповідних речовин у псевдозрідженому шарі пропонованим у винаході способом. Показаний на кресленнях гранулятор має жорстку самонесучу конструкцію 2, яка виконана у вигляді контейнера, що має форму паралелепіпеда і яка обмежує порожнину А, у якій у двох описаних більш докладно нижче псевдозріджених шарах F1 та F2 відбувається процес гранулювання пропонованим у винаході способом. Несуча конструкція 2 гранулятора (яка називається далі просто контейнером 2) має дві довгі бічні стінки 5, 6 і короткі передню (або верхню) 7 і задню 8 стінки та закрита зверху не показаною на кресленнях кришкою, а в основі виготовлена полою з двох листів - верхнього листа 4 та нижнього листа 4а. Однією з відмітних рис пропонованого у винаході гранулятора є наявність у ньому розташованого між нижнім краєм 7а верхньої (передньої) стінки 7 контейнера 2 і верхнім листом 4 основи проходу (або вікна) 20, який складається з двох 5 87820 6 листів та через який внутрішня порожнина А конНа фіг.1 схематично показані розташований у тейнера 2 сполучається з навколишнім простором. верхній частині контейнера 2 звичайний (відомий Відповідно до іншої відмітної риси винаходу листи як такий) розподільник 10 зерен затравки або час4 та 4а основи контейнера 2 примикають до його тинок речовини, яку гранулюють, і (також добре задньої стінки 8 і проходять під його передньою відомі і тому не потребують докладного опису) стінкою 7, виступаючи за її межі на задану величирозподільники 12 та 13 речовини для вирощуванну. До передніх вільних країв листів 4, 4а основи ня гранул, яка знаходиться в рідкому стані. приварена передня, розташована по суті паралеНа фіг.2 схематично показаний розташований льно до передньої (верхньої) стінки 7 контейнера на задній стінці 8 контейнера патрубок 22, через панель 17, яка утворює у нижній передній частині який у камеру 19 подають повітря. Патрубок 22 контейнера свого роду карман 18, який у показаз'єднаний відомими і тому не показаними на кресному на кресленнях варіанті проходить за всією ленні пристроями з зовнішньою магістраллю, з шириною передньої стінки 7 контейнера та через якої в камеру 19 під надлишковим тиском подають вікно 20 сполучається з його внутрішньою порожнеобхідне для гранулювання в псевдозрідженому ниною А. шарі повітря. Листи 4, 4а основи контейнера 2, його задня Нижче з посиланням на фіг.1 та 2 розглянутий стінка 8 і передня панель 17 утворюють в основі один з варіантів здійснення пропонованого у винаконтейнера камеру 19, яка безпосередньо сполуході способу гранулювання. чається з його внутрішньою порожниною А через При безперервній подачі в гранулятор зерен верхній лист 4 основи, який для цього виконаний затравки або частинок речовини, яку гранулюють, і перфорованим, сітчастим, ґратчастим або іншим речовини, яка необхідна для вирощування гранул, способом проникним для газу. Розташована в осу зоні В над перегородкою 14 утворюється гранунові контейнера під його внутрішньою порожниною люючий псевдозріджений шар F1. Формування і А камера 19 має обмежену висоту і призначена, підтримування цього гранулюючого псевдозріджепро що більш докладно сказано нижче, для рівноного шару відбувається при безперервній подачі в мірного розподілу потоку зріджувального повітря, камеру 19 зріджувального повітря, яке проходить з яке подається в порожнину А. неї через перфорований лист 4 основи в розташоЩе однією відмітною рисою винаходу є конічвану під перегородкою 14 нижню частину внутріна форма розподільної камери 19, яка поступово шньої порожнини А контейнера. У процесі гранузвужується від задньої стінки 8 контейнера 2 до лювання (росту гранул) висота псевдозрідженого передньої панелі 17. Така геометрія розподільної шару F1 поступово збільшується, і його вільна камери забезпечується певним нахилом нижнього поверхня піднімається до (попередньо розраховалиста 4а основи до його верхнього листа 4 з поного) рівня нижнього краю отвору 11. У той моступовим зменшенням відстані між листами осномент, коли вільна поверхня псевдозрідженого шави в напрямку передньої панелі 17. ру F1 доходить до нижнього краю отвору 11, дуже Усередині контейнера 2 на деякій відстані від гарячі готові гранули, які утворюються заданого його задньої стінки 8 розташована паралельна їй розміру в псевдозрідженому шарі (температура прямокутна вертикальна панель 15, яка утворює яких залежить від температури речовини, з якої усередині контейнера біля його задньої стінки зливирощують гранули), починають безперервним вний стакан 16. потоком, як у греблі, "переливатися" із псевдозріВертикальна панель 15 кріпиться до протиледженого шару вниз через нижній край отвору 11. жних довгих стінок 5 та 6 контейнера 2, та її нижній Починаючи з цього моменту, висота гранулюгоризонтальний край 15а, розташований на деякій ючого псевдозрідженого шару F1 залишається по відстані від верхнього листа 4 основи контейнера, суті постійною. утворює прохід (або вікно) 25, через який розтаГотові гранули безперервним потоком прохошований в задній частині контейнера зливний стадять через проміжний (напрямний) зливний стакан кан 16 сполучається з його внутрішньою порожни16 і "падають" (каскадом) на псевдо зріджений ною А. Зливний стакан 16 сполучається з шар F2, який складається з готових гранул та який внутрішньою порожниною А контейнера також чеформується на верхньому перфорованому листі 4 рез отвір 11, виконаний у верхній частині панелі основи контейнера й у якому вони охолоджуються 15. тим же потоком зріджувального повітря, яким фоУсередині контейнера 2 на певній відстані від рмується і підтримується псевдозріджений шар F1. верхнього листа 4 основи розташована прямокутДругий псевдозріджений шар F2, який утворюється на перегородка 14, яка за периметром герметично в потоці зріджувального повітря, складається тількріпиться до довгих бічних стінок 5, 6, передньої ки з готових гранул, які заповнюють внутрішню стінки 7 контейнера та до панелі 15. Перегородка порожнину А контейнера над верхнім перфорова14, яка утворює у внутрішній порожнині А контейним листом 4 його основи, проміжний зливний станера зону В гранулювання і виконує функції опори кан 16 і сполучений з нею карман 18. для псевдозрідженого шару F1, у якому протікає Тиск на вільній поверхні псевдозрідженого процес гранулювання речовини, яка завантажушару F2 у зливному стакані 16 і в кармані 18 менється в гранулятор, виконана перфорованою, сітший тиску на вільній поверхні псевдозрідженого частою, ґратчастою або іншим способом проникшару F2 у внутрішній порожнині А контейнера між ною для зріджувального повітря, яке потрібно для стінками 7 та 15, і тому з урахуванням того, що всі формування та підтримування псевдозрідженого ці зони функціонально подібні на сполучені посушару F1. дини, висота псевдозрідженого шару F2 у зливному стакані 16 та в кармані 18 виявляється більше 7 87820 8 висоти псевдозрідженого шару F2 на верхньому підтримування псевдозріджених шарів F1 та F2 перфорованому листі 4 основи контейнера між відповідно для гранулювання та охолодження гостінками 7 та 15. тових гранул одним і тим самим потоком зріджуНеобхідно підкреслити, що охолодний псевдовального повітря, який проходить через обидва зріджений шар F2 сполучається з верхнім гранупсевдозріджені шари F1 та F2, які по суті послідолюючим псевдозрідженим шаром F1 тільки через вно розташовані відносно нього. перегородку 14, яка виконує функції його опори. Другою відмітною рисою пропонованого у виНеобхідно також відзначити, що зливний станаході способу є по суті каскадне перетікання гокан 16 виконує функцію каналу або так називаного тових гарячих гранул із гранулюючого псевдозрістояка або труби перетікання, по якій гарячі гранудженого шару в охолодний псевдозріджений шар. ли з псевдозрідженого шару F1 потрапляють у Основною перевагою даного винаходу є істотпсевдозріджений шар F2. не в порівнянні з відомими способами гранулюУ псевдозрідженому шарі F2 у процесі тепловання в псевдозрідженому шарі зниження витрати обміну з частиною потоку зріджувального повітря зріджувального повітря, необхідного для формуготові гранули поступово охолоджуються. Тому вання і підтримування псевдозрідженого шару. розташовану між листом 4 основи контейнера і При високій витраті зріджувального повітря, необперегородкою 14 частину внутрішньої порожнини хідного для гранулювання в псевдозрідженому А контейнера можна назвати зоною охолодження шарі, помітне зниження витрати повітря відповідно гранул. забезпечує й істотне зниження споживаної енергії. При відповідній висоті (охолодного) псевдозріУ найбільш кращому варіанті здійснення винадженого шару F2 його вільна поверхня в кармані ходу верхня частина передньої панелі 17 виконана 18 доходить до верхнього краю передньої панелі у вигляді рухомої заслінки 21, положення якої за 17, через який з контейнера 2 вивантажують готові висотою можна відповідним чином регулювати (її та охолоджені гранули. переміщенням у вертикальному напрямку). РегуОскільки властивості псевдозрідженого шару лювання положення заслінки за висотою дозволяє схожі, як відомо, на властивості рідини, рівень градинамічно регулювати висоту охолодного псевдонул у кармані 18, у зливному стакані 16 та у внутзрідженого шару F2 і при будь-якій температурі рішній порожнині А контейнера під час роботи стазріджувального повітря, яке подається у внутрібілізується на відповідній п'єзометричній висоті. шню порожнину А гранулятора, подавати в псевНеобхідно підкреслити, що від висоти переддозріджений шар F1 повітря з оптимальною темньої панелі 17 залежить не тільки висота псевдопературою (наприклад, різною, але постійною зрідженого шару F2, але і середній час перебузимою і влітку), а також відмовитися за рахунок вання готових гранул у зоні охолодження, а тим цього від застосування неефективних теплообмінсамим і температура готових гранул, які вивантаників. жуються з пропонованого у винаході контейнера Даний винахід не виключає можливості вне(гранулятора) 2. сення в розглянутий вище варіант різних змін та Починаючи з моменту "вивантаження" готових удосконалень, не виходячи при цьому за обсяг гранул процес одержання гранул пропонованим у винаходу, визначений його формулою. винаході способом у пропонованому у винаході Так, наприклад, ширина кармана 18 і зливного грануляторі продовжується в сталому режимі. стакана 16 може бути менше ширини відповідно Головною відмітною рисою пропонованого у короткої передньої стінки 7 контейнера і його внувинаході способу гранулювання є формування і трішньої панелі 15. Комп’ютерна верстка В. Мацело Підписне Тираж 28 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