Гранулирование

Опыт эксплуатации и направления совершенствования конструкций грануляторов

Из описанных в данном разделе разнообразных аппаратов для промышленного применения следует рекомендовать преж­де всего наиболее надежные и удобные в эксплуатации, т. е. аппараты, не требующие больших трудозатрат, имеющие ма­лое число отказов и длительный пробег между ремонтами. При­чины отказов делятся на две категории: поломки отдельных узлов, связанные с некачественным изготовлением и ремонтом (механическая надежность), и несоответствие режима работы требуемому на данной стадии качеству продукта, возникающее без внешнего воздействия (технологическая надежность).

Большую механическую надежность имеют грануляторы простой конструкции. В этом смысле перспективны аппараты с псевдоожиженным слоем и башни. Вращающиеся барабаны и в особенности валковые прессы, таблетмашины чаще находят­ся в текущем ремонте и требуют более квалифицированного обслуживания. Основные поломки, например, в барабанах: об­рыв встроенных устройств, разгерметизация, износ бандажей, шестерен, редуктора; в прессах: износ валков, системы гидро­поджима, подшипников.

Технологическая надежность грануляторов определяется их функциональным назначением как аппаратов, способствующих когезии материала с целью получения частиц определенных размеров. При этом естественно, что происходит адгезия к стен­кам аппарата. Главным образом это и сказывается на техно­логической надежнося-и грануляторов. Их чистка, например в туковой промышленности, занимает 0,1—1% времени простоев линии, а в некоторых производствах по схеме с АГ — до 6—9%.

Предотвращение налипания материала на стенки аппара­та— основной способ увеличения наработки на отказ грануля­торов. Это достигается переносом места обработки влажного материала внутрь аппарата с удалением влаги до соприкосно­вения гранул со стенкой. Например, орошение шихты в ока - точном барабане или на тарелке производят в верхней части так, чтобы влажная гранула «обросла» частицами еще в ска­тывающемся слое. Расход жидкости и ее распределение по длине барабана должны обеспечить удаление влаги с поверхно­сти частиц с учетом кинетики процессов ее поглощения массой гранулы, испарения, охлаждения и т. и. С той же целью при­меняют интенсивное перемешивание реагентов и теплоносите­ля. Примером является узел смешения топочных газов, ретура и пульпы в головной части БГС (см. рис. 9.13). Такая конст­рукция обеспечивает равномерное смачивание ретура, интен­сифицирует тепломассообмен, понижая одновременно темпера­туру топочных газов, что предотвращает плавление, налипание, а иногда и разложение материала, т. е. увеличивает надежность работы аппарата.

Особое значение имеет распределение жидкости по поверхно­сти гранул, т. е. предотвращение локальных переувлажнений. Достигается это совершенствованием конструкции и работы дис­пергаторов. Надежность работы форсунки оценивается време­нем ее стабильной работы, возможностью чистки и регулирова­ния режима распыливания. Отказы в работе механических фор­сунок вызваны, главным образом, забиванием сопла механичес­кими примесями или кристаллизацией в нем диспергируемого вещества. С ростом производительности механической форсун-

и

ки, вызванным увеличением давления жидкости и диаметра соп - ла, надежность ее работы возрастает.

Нарушение работы пневматических форсунок происходит вследствие забивания кристаллами канала, подводящего рас­пиливающий агент. Вблизи устья форсунки образуется зона разрежения, в которую подсасываются мелкие частицы, оседа­ющие на горячей поверхности сопла, что приводит к изменению режима распиливания. Подобное явление наблюдается при обдуве механических форсунок теплоносителем.

Чтобы устранить зарастание форсунок, последние экраниру­ют от воздействия горячего газа, поддувая в него холодный распиливающий агент (рис. 9.46,а). Однако это увеличивает вероятность кристаллизации вещества из жидкости в канале форсунки. Другой путь устранения зарастания — изготовление сопел форсунок из материала, неадгезионного по отношению к гранулируемому материалу. Конструкция такого сопла для ме­ханической форсунки с обдувом приведена на рис. 9.46, б.

Общепринято экранирование поверхности аппаратов слоем гранулированного продукта, что достигается увеличением ре - турности. Наиболее эффективна внутренняя циркуляция мате­риала, которая, например в БГС, обеспечивается обратным шнеком, создающим заполнение барабана материалом и его об­мен. Увеличение степени заполнения БГС до 13—15% в сочета­нии с оптимальным режимом сушки позволяет устранить коль­цеобразное зарастание барабана в хвостовой зоне жидкостного факела, куда сдуваются недосушенные частицы. Чистка таких аппаратов между ремонтами практически полностью исклю­чается.

Решающее влияние на надежность гранулятора оказывает то, насколько его тип соответствует осуществляемому процессу с учетом исходного сырья. Так, для гранулирования сухих по-

рошков оптимальным является прессование; для влажных — окатывание. Окатывание совместно с химической реакцией осу­ществляют во вращающемся барабане. Для вязких материалов более подходят лопастные аппараты. Гранулирование из рас­творов и пульп сопровождается сушкой в аппаратах БГС и с псевдоожиженным слоем. Плавы гранулируют методом раз­брызгивания в аппаратах с инертной средой.

Выбор конструкции аппарата внутри группы, обеспечиваю­щей одинаковый механизм гранулообразования, зависит от фи­зико-механических и химических свойств сырья и продукта. Так, из очень влажных пульп успешно получают гранулы в аппарате с псевдоожиженным слоем и верхней подачей пульпы и тепло­носителя. При средней влажности (25—35%) применим БГС, при влажности менее 25% хорошо зарекомендовал себя аппарат с псевдоожиженным слоем и боковой подачей пульпы.

Рассмотрение только внутренних причин отказов гранулято­ров не дает полной картины их работы, поскольку они функ­ционируют в технологической линии совместно с другими аппа­ратами. Изменение параметров работы практически любого узла линии прямо или косвенно влияет на процесс гранулиро­вания. Следовательно, для полной оценки работы узла грану­лирования, выбора конструкции аппарата и режима его рабо­ты необходимо рассматривать всю совокупность процессов по­лучения гранулированного продукта.

Глава 10