Гранулирование

Кинетика поглощения жидкости гранулами

В аммонизаторе-грануляторе в первую очередь увлажняется мелкая фракция, а затем происходит перераспределение влаги между частицами всех размеров. Для определения оптималь­ного режима увлажнения необходимо изучить кинетику и ме­ханизм этого процесса в зависимости от ряда параметров.

Для изучения кинетики увлажнения сухого ретура, смеши­ваемого с порошком, проведены [127] экспериментальные ис­следования, методика которых в отличие от описанной в разд.

1.3, заключалась в определении влагосодержания гранул, извле­каемых через определенное время из влажного порошка, что удовлетворительно моделирует условия реального процесса в АГ. Обработка результатов показала, что влагосодержание гранул зависит от времени контакта с шихтой, влагосодержания шихты и гранул и не зависит от размера гранул. Характерные кривые поглощения влаги гранулами двойного суперфосфата при различных режимах приведены на рис. 6.6, а.

Как видно из графика, скорость приращения влагосодержа­ния в грануле тем больше, чем выше влагосодержание порошка. Обработка данных в полулогарифмических координатах (рис. 6.6,6) показала, что начальный участок кривых описыва­ется уравнением

Е— (кр — Ыр0)/(ы„ — Мр0) = 1 — ехр(—0,6т/т"), (6.12)

где Е — относительное влагосодержание шихты; ир, и иР)) — текущее и исход­ное влагосодержание ретура; ип — влагосодержание порошка; т — продолжи­тельность процесса; т"— время увлажнения гранул в порошке с влагосодёр - жанием, равным его максимальной капиллярной влагоемкости, до половины этой величины.

Изменение характера влагопоглощения с течением времени объясняется, по-видимому, тем, что вначале происходит погло­щение влаги поверхностным слоем гранул. По мере насыщения

V, кг/кг 1д(;-Е)

Рис. 6.7. Зависимость критического време
ни влагонасыщения %' от влагосодержання
шихты иш

этого слоя влага по капиллярам продвигается внутрь гранулы, где имеются не только открытые, но и закрытые поры, заполненные воз­духом. Дальнейшее поглощение влаги резко замедляется и лимити­руется процессом растворения в жидкой фазе. Чем выше влагосо - держание порошка, тем быстрее на­сыщается поверхностный слой гранул и тем быстрее наступает переход от одного характера влагопоглощения к другому. Зави­симость времени х' изменения характера влагопоглощения от влагосодержання порошка показана на рис. 6.7.

Таким образом, по уравнению (6.12) в пределах изменениях от 0 до х' можно рассчитать ир. Применяемые в технике грану­лирования влагосодержание шихты и время пребывания в гра­нуляторе Хпр таковы, что Хпр<х'. Следовательно, уравнение

(6.12) пригодно для инженерных расчетов.

При проведении процесса следует учитывать кинетику вла­гопоглощения. Единовременное введение требуемого количества влаги приводит к чрезмерному локальному увлажнению поверх­ности частиц, что способствует образованию крупных агломера­тов. Поэтому слой материала следует орошать постоянно и рав­номерно в течение всего процесса аммонизации и гранулиро­вания.