Успешно используют в производстве азотных удобрений башню со встроенным в нижней части аппаратом с псевдоожиженным слоем, что позволяет сократить в 1,5 раза высоту полета гранул, повысить в 5-8 раз плотность орошения и устранить налипание продукта. Подача воздуха через псевдоожиженный слой позволяет к тому же равномерно распределять его по сечению башни. Полузатвердевшие гранулы попадают на поверхность псевдоожиженного слоя, в котором охлаждаются до требуемой температуры и выгружаются из аппарата. Для интенсификации процесса охлаждения снижают высоту падения гранул и увеличивают скорость воздуха, который используют: сначала для прохождения через псевдоожиженный слой, а затем для омывания падающих гранул.

Псевдоожиженный слой может состоять как из гранул продукта, так и из инертного материала. В последнем случае необходима дополнительная очистка выгружаемого продукта, осуществляемая обычно рассевом.

 

Схемы типовых башен с одно-, и двухступенчатым псевдоожиженным слоем приведены на рис. 13.4. Большие диаметры аппаратов накладывают некоторые особенности на конструкции выгрузочных устройств. Возможные схемы потоков гранул в одноступенчатом двухзональном псевдоожиженном слое башни видны из рис. 13.5.

Серьезными вопросами эксплуатации башен являются образование и унос пыли. Наблюдения показывают, что основная часть пыли находится вблизи разбрызгивателя. Источниками образования пыли являются мелкие капли при обычном дроблении жидкости и при нарушении режима дробления, т. е. образованные соударением струй или дополнительными возмущениями, а также истирание в псевдоожиженном слое. Выравнивание гранулометрического состава частиц наложением вибрации при разбрызгивании, созданием высококачественных разбрызгивателей и тщательным соблюдением правил их эксплуатации позволит уменьшить унос.

В промышленных грануляционных башнях, где скорость воздушного потока изменяется в пределах 0,3- 0,4 м/с, унос пыли обычно составляет 1-2 кг/т. В башнях с псевдоожиженным слоем скорость воздуха воз-растает до 1,5-2,0 м/с и при том же фракционном составе получаемых гранул унос пыли неизбежно возрастает, что недопустимо, поскольку в промышленных башнях пыль не улавливается.

Унос пыли полностью устранен в аппаратах с инертной жидкостью. Кроме того, эти аппараты более компактны и производительны, по сравнению с башнями, что обусловлено улучшенным теплообменом. К недостаткам аппарата следует отнести необходимость отделения гранул продукта от инертной жидкости, ее охлаждения и возвращения в цикл, что связано с дополнительными затратами. Аппарат представляет собой цилиндро-коническую емкость, заполненную маслом. Сверху установлен центробежный разбрызгиватель, образующий капли, которые под действием собственного веса проходят слой масла, охлаждаются, омасливаются и собираются в нижней части конуса. Аппарат снабжен затвором для выгрузки продукта и патрубком для возврата регенерированного масла (рис. 13.6).

Значительная интенсификация процесса достигается при прокачке масла снизу вверх аппарата со скоростью, обеспечивающей псевдоожижение гранул. Выгрузку в этом случае осуществляют на уровне зеркала слоя, а днище аппарата выполняют в виде распределительной решетки.

На рис. 13.7 показана схема гранулятора с движущейся инертной жидкостью. Жидкость приводится в движение мешалкой. Гранулируемая жидкость в виде конических пленок поступает в аппарат, где она под воздействием потока инертной жидкости турбулизуется и дробится на капли, которые по спиральным траекториям опускаются на дно сосуда, откуда выгружаются через шлюзовое устройство. Аппарат снабжен патрубками для подпитки и слива инертной жидкости. Чем меньше скорость вращения мешалки и чем дальше она расположена от уровня жидкости, тем крупнее гранулы продукта. Аппарат пригоден для гранулирования из вязких, загрязненных, плохо диспергируемых жидкостей.

Машины для гранулирования методами таблетирования, прессования и формования

Таблеточные машины. Эти машины широко применяют в производстве катализаторов, при переработке термореактивных пластмасс, в фармацевтической промышленности и т. п. При таблетировании возможно получение из порошка компактных гранул-таблеток определенных физико-механических свойств. Процесс табле тирования состоит из трех стадий: дозирование порошка в матрицу, прессование, выталкивание таблетки (рис. 13.8).

Основные стадии процесса таблетирования: а - дозирование порошка; б - прессование порошка; в - выталкивание таблетки. 1 - пуансон верхний; 2 - башмак питателя дозатора; 3 - матрица; 4 - пуансон нижний

Техническая характеристика типовой таблеточной машины ТП-1 приведена ниже:

Диаметр таблеток, до 12мм; глубина заполнения матрицы, 15 мм; максимальное усилие прессования, 17 кН; часовая производительность, до 3000 шт. Мощность двигателя, 1,1 кВт.

Применимость таблеточных машин определяется возможной производительностью, которая ограничена величиной 6-10 кг/ч.

 

Валковые и вальцевые прессы для уплотнения сухих порошков.

Валковые и вальцевые прессы распространены в металлургической и химической промышленности, а также в промышленности стройматериалов. Их применяют для уплотнения и брикетирования порошков металлов и сплавов, керамических масс и удобрений.

Для уплотнения порошки винтовым подпрессователем подают в зону деформации, образуемую двумя валками, непрерывно вращающимися навстречу друг другу. Схема работы валкового и вальцевого прессов с подпрессователями изображена на рис. 13.9. Установки гранулирования с валковыми и вальцевыми прессами имеют высокую производительность: 50-60 т/ч брикетов и 20-30 т/ч гранул в зависимости от требований, предъявляемых к гранулометрическому составу.

 

Прессы для формования шихты и экструдеры.

В прессах для формования и экструдерах обрабатывают пластичные и легко формующиеся продукты.

Принцип формования или экструзии пластифицированной шихты заключается в продавливании ее при помощи одного или нескольких прижимных валков через перфорированные поверхности. Различают машины для формования материала бегунами с продавливанием через перфорации горизонтальной поверхности и через поверхность перфорированного барабана вращающимися прижимными валками .

Прессы для формования применяют преимущественно при гранулировании пластических масс и в производстве гранулированных кормов.

Прессы с бегунами имеют приводимую в движение дисковую матрицу и стационарно вращающиеся бегуны или стационарную дисковую матрицу и приводимые в движение вращающиеся вокруг центральной оси бегуны. На рис. 13.9 показана схема пресса с дисковой матрицей и бегунами фирмы <Каhl>. Мощность привода этих прессов изменяется от 4,4 до 165,5 кВт.

Наряду с прессами для формования с дисковыми матрицами существуют прессы с вращающимися (рис. 13.11) или стационарными матрицами барабанного типа. На практике чаще применяют матрицы с горизонтальной осью вращения. Прессуемый материал прижимными валками продавливается через отверстия матрицы и на выходе срезается ножами на формовке определенной длины. Диаметр формованных гранул изменяется в зависимости от величины отверстий матрицы в пределах 1-25 мм.

Удельная энергоемкость пресса зависит от диаметра формовок следующим образом:

 

Диаметр формовки, мм	2,5	5	10	15	20
Энергозатраты, кВт-ч/т	40	12	9	8	7

 

Барабанную матрицу изготавливают обычно из дорогостоящих износостойких сплавов.

Шнековые прессы с перфорированным диском (экструдеры) применяют для холодного или горячего формования пластичных или влажных масс. Различают одновальные или двухзальные экструдеры

Для формования применяют также зубчатые валки (рис. 13.10). Два зубчатых валка, находящиеся в зацеплении и вращающиеся навстречу друг другу, продавливают материал через отверстия, расположенные в основании зубьев, радиально внутрь. Продукт ножом срезается на цилиндрические формовки. По мере необходимости валки можно нагревать или охлаждать. Диаметр отверстий может быть в пределах от 1 до 10 мм. Производительность этих машин составляет от 30 до 200 кг/ч.