Гранулирование

Особенности гранулирования в турболопастном скоростном грануляторе

Процесс гранулирования порошкообразных материалов в присутствии жидкой фазы в турболопастном скоростном гра­нуляторе по своему механизму близок к процессам окатыва­ния, осуществляемым в барабанных или тарельчатых аппара-

тах [61]. Гранулообразование © скоростном грануляторе идет под интенсивным воздействием на гранулируемую массу пере­мешивающих элементов, вращающихся с частотой 170 с-1 (рис. 2.9). Время пребывания материала в турболопастныхап­паратах составляет от нескольких секунд до 2—3 мин.

К особенностям скоростного гранулирования можно отнести четко выраженную стадийность гранулообразования, т. е. по­следовательную смену этапов формирования гранул: смешение, агломерация, дезинтегрирование, уплотнение полученных гра­нул и придание им шарообразной формы.

В процессе скоростного гранулирования возможно эффек­тивное течение химических реакций. Роль связующего в этом случае могут играть жидкие продукты реакций. Кроме того, интенсивное перемешивание вызывает повышение температуры гранулируемого слоя и может привести к термопластификации или образованию эвтектик. Термопластификация или фазовый переход части твердой фазы слоя в жидкое состояние позволя­ют осуществить гранулирование при меньшем количестве свя­зующего или без него и получить гранулы, не нуждающиеся в последующей сушке. Примером такого процесса является полу­чение сложно-смешанных удобрений на основе аммиачной се-

Рис. 2.10. Зависимость выхода товарной фракции Qr при гранулировании белково-ви­таминного концентрата (БВК) от влажно­сти W слоя при различных расходах смеси QrP и скоростях ротора vp

литры или карбамида. В результа­те анализа движения потоков обра­батываемого материала в грануля­торе окатывания скоростного типа определены [62] важнейшие пара­метры процесса.

Осевая скорость перемещения гранулируемого слоя

Оос— Qti/ЯрнфЯіЛ

где Q0 — расход гранулируемой смеси; рн—насыпная плотность гранули­руемой смеси; Ф — коэффициент заполнения рабочей камеры гранулятора; /?к — радиус рабочей камеры гранулятора; I—длина пути гранул в процес­се их обработки:

l=Lnp^fuRK3/Qo,

где L—длина рабочей камеры гранулятора; ш—частота вращения вала гранулятора.

Средний диаметр получаемых гранул рассчитывают по зависимости, аналогичной уравнению (2.2):

d=d0expm(№—№р),

где du — диаметр гранул, соответствующий началу гранулообразования; т — коэффициент, зависящий от свойств материала и величины центробеж­ного критерия Фруда; W — содержание связующего в гранулируемой смеси, соответствующее началу гранулообразования.

Расход связующего определяют по следующей зависимости:

Qc*=Q0(WH+llmn d! d0).

Выход товарной фракции зависит от содержания связующего в грану­лируемой смеси, расхода гранулируемой смеси н частоты вращения ротора (рис. 2.10) [63]. В этой же работе получена эмпирическая зависимость для расчета среднего диаметра гранул в зависимости от влажности гранулируе­мой смеси:

dcp=5,67№—1,383. (2.67)

Авторами [63] показано также, что распределение гранул, получаемых в турболопастном грануляторе, по размерам подчиняется логарифмически нормальному закону распределения:

/ (*0 = 0/d •g01/2я) exp— [(lgd-IgdCp)2/2lgT]. (2.6S)

Закономерности (2.67) и (2.68) получены в результате обобщения дан­ных по гранулированию различных по физико-мехаиическим свойствам ма­териалов (фосфоритной муки, перкарбоната натрия, паприиа и синтетиче­ских смол). При этом параметры гранулирования изменялись в пределах: 43%>№>30%, 1,12 MM>rfCp>0,31 мм; 1,38>о>1,12.