CN1212180C

CN1212180C - 将熔融液制成球形颗粒产品的造粒装置

Info

Publication number: CN1212180C
Application number: CN 03100011
Authority: CN
Inventors: 王亭杰; 方九阳; 奚元宙; 魏飞; 金涌
Original assignee: Tsinghua University
Current assignee: Tsinghua University
Priority date: 2003-01-03
Filing date: 2003-01-03
Publication date: 2005-07-27
Anticipated expiration: 2023-01-03
Also published as: CN1515350A

Abstract

将熔融液制成球形颗粒产品的造粒装置属于熔融液成型技术领域，其特征在于，当熔融液的密度小于冷却液的密度时，它含有均压的熔融液室，位于熔融液室上方且纵向装有多个喷嘴的分布板，位于上述分布板上方而纵向开有与喷嘴对应相套的保温孔且在横向从侧面开有加热介质通道的保温板，经塔体法兰与保温板连接且和保温孔相通的塔体以及和分布板相连的喷嘴通断部件，喷嘴通断部件是横向贯穿在分布板侧面且用阀门控制的可切换冷却介质和加热介质的通道，也可以是装在分布板下方的机械开关。塔体上方开有冷却液入口和产品出料口。当熔融液的密度大于冷却液的密度时，其自上而下的安装顺序为熔融液室、分布板、保温板、塔体、冷却液入口分布装置、产品排料装置，熔融液经喷嘴向下流动，液滴在塔体中向下运动并冷却成颗粒产品，通过下部机械排料装置排出。该造粒装置具有造粒效率和移热效率高，投资省、能耗低、操作容易、产品质量好的特点。

Description

将熔融液制成球形颗粒产品的造粒装置

技术领域

将熔融液制成球形颗粒产品的造粒装置，属于熔融液成型技术领域。

背景技术

化工产品成型是化工生产中的一个重要环节，众多液态化工产品需要制成固体颗粒形态，以方便储存、包装、运输和使用，如石蜡、硫磺、松香、聚合物、尿素等有机产品，以及一些中间态为熔融液的盐类产品，如化肥、氯化钙等盐类。熔融液的成型技术有多种，其造粒方法的设计与选择，取决于具体造粒原料特性，不同物料有不同的造粒方法，如油冷造粒技术、钢带造粒技术、塔式造粒技术以及其它造粒技术等。现扼要介绍部分与本发明相关的造粒技术。

油冷造粒技术是将密度大于冷却油密度的熔融液通过喷嘴形成液滴，从冷却油液面的上方撒向冷却油中，液滴在冷却油中沉降、冷却移热，液滴固化后排出，通过离心方法脱除冷却油，实现熔融液的造粒。这种油冷造粒技术存在造粒能力低，产品粒度分布范围宽，质量较差，细小颗粒在冷却油中悬浮导致油液污染等问题。

以石蜡为例，说明本发明的背景技术。

目前石蜡成型技术有链盘式块蜡成型技术和水冷钢带造粒技术。

链盘式块蜡成型技术包括以下一些基本过程，将石蜡熔融液注入不锈钢蜡盘中，蜡盘由链条传动进入冷室，层层平行上移，室内设置液氨蒸发器和鼓风机，以保持冷室温度，液蜡的热量被冷风移出，液蜡逐渐冷却成蜡块，经翻转机构将蜡块脱落，获得每块重量为5kg的块蜡产品。该石蜡成型工艺以空气为冷却介质，冷却时间约为2小时，能耗高，生产效率低，劳动强度大，而且整套装置复杂庞大，机械运动部件多，故障频繁。

瑞典山特维克的水冷钢带造粒技术的基本过程是将石蜡熔融液经由分配转鼓形成液滴，滴落在钢带上表面，钢带下表面由喷淋冷却水进行冷却，石蜡液滴冷却成固体粒蜡，通过刮板刮下后获得半球形片状粒蜡，冷却水循环使用。长期运行会降低钢带表面的光滑度，石蜡粘连钢带或粒蜡在钢带上相互粘连。由于液蜡冷却是经钢带单面间接移热，且石蜡导热系数低，因此，移热效率低，需要很长的钢带，占地面积大，一般需要多台造粒设备同时工作。

在“蜡成球工艺的研究”(《石油炼制与化工》1994年第26卷第8期第8～12页)上报道了一种用喷射法实现蜡成球的工艺，但未报道具体的装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种将熔融液制成球形颗粒产品的造粒装置，它可以制造粒径为1～10mm的类球形颗粒。

本发明的特征在于：当熔融液的密度小于冷却液的密度时，它含有均压的熔融液室，位于上述熔融液室的法兰上方且纵向装有多个喷嘴的分布板，位于上述分布板上方而纵向开有与喷嘴对应相套的多个保温孔且在横向从侧面开有加热介质通道的保温板，经塔体法兰与保温板相连且与其上保温孔相通的上述塔体以及和分布板相连的喷嘴通断部件，其中，熔融液室法兰、分布板、保温板、塔体法兰通过螺栓紧密连接，塔体上方设有冷却液的入口和产品的出料口，在分布板、保温板表面各涂有绝热涂层。所述的喷嘴通断部件是横向贯通地开在分布板侧面且有阀门控制的可切换开通用加热介质和关闭用冷却介质的通道。所述的保温孔与多个喷嘴相套。分布板上的喷嘴在保温孔方向是伸出的。所述的喷嘴通断部件是机械式的。所述的均压的熔融液室中有一个与稳压原料进口管相通的均压帽。

当熔融液的密度大于冷却液的密度时，自上而下它含有：均压的熔融液室，位于上述熔融液室的法兰下方且纵向装有多个喷嘴的分布板，位于上述分布板下方而纵向开有与喷嘴对应相套的多个保温孔且在横向从侧面开有加热介质通道的保温板，经塔体法兰与保温板相连且与其上保温孔相通的上述塔体以及和分布板相连的喷嘴通断部件，其中，熔融液室法兰、分布板、保温板、塔体法兰通过螺栓紧密连接，在塔体下方设有冷却液入口分布装置、产品排料装置，在分布板、保温板表面各涂有绝热涂层。所述的喷嘴通断部件是横向贯通地开在分布板侧面且有阀门控制的可切换开通用加热介质和关闭用冷却介质的通道。所述的保温孔与多个喷嘴相套。分布板上的喷嘴在保温孔方向是伸出的。所述的喷嘴通断部件是机械式的。所述的均压的熔融液室中有一个与稳压原料进口管相通的均压帽。

试验证明：本发明具有造粒效率和移热效率高，投资省、能耗低、操作容易、产品质量好的优点。

附图说明

图1.本发明提出的造粒装置剖视图(熔融液的密度小于冷却液的密度时)。

图2.本造粒装置组合喷嘴和保温板的结构剖视图(熔融液的密度小于冷却液的密度时)。

图3.本发明提出的造粒装置剖视图(熔融液的密度大于冷却液的密度时)。

图4.本造粒装置组合喷嘴和保温板的结构剖视图(熔融液的密度大于冷却液的密度时)。

图5.分布板机械开关在造粒装置中的连接示意图。

图6.分布板机械开关结构示意图。

图7.本发明实施例一的产品照片(颗粒2～3mm)。

图8.本发明实施例一的产品照片(颗粒5～8mm)。

具体实施方式

当熔融液的密度小于冷却液的密度时，见图1、图2。造粒熔融液1由压力泵2泵送并经过稳压装置3稳定在确定压力后，经料管4、均压帽5进入熔融液室6，熔融液室6的上部设有熔融液室法兰7a，该法兰7a的上部设有分布板8，分布板8上设有多个喷嘴9，分布板8的侧面设有开关用冷却介质和加热介质通道13，阀门11是用于控制关断用冷却介质或开通用加热介质从口10或口12进入的，经过加热介质和冷却介质通道13后，从口14流出。分布板8的上方是保温板15，保温板15开有与喷嘴9对应相套的保温孔16，在保温板15的侧面开有加热介质通道18，加热介质经过入口17、加热介质通道18后，从出口19流出。保温板15上方通过塔体法兰7b连接塔体20。熔融液室法兰7a、分布板8、保温板15、塔体法兰7b用螺栓紧密连接，在分布板8、保温板15的表面均涂有绝热涂层，在塔体20的上方设有冷却液入口21和产品出料口22。

上述造粒的开始和停止是通过对喷嘴9的通断来实现的，在分布板8的通道13中通入加热介质时，喷嘴9被加热，喷嘴9通道中的凝固物融化，喷嘴9开通，熔融液从喷嘴9中流出，造粒开始；在分布板8的通道13中切换通入冷却介质时，喷嘴9被冷却，喷嘴9通道中的熔融液凝固，喷嘴9关断，造粒停止。

此外，喷嘴9的通断，也可以采用机械方法实现。如：图5、图6，在分布板8的下方设有多孔盖板23，为了能有效地关闭由多个喷嘴9组成的组合喷嘴，在盖板23上方粘接弹性胶板24，盖板23上开有与喷嘴9位置错开的多孔，保证熔融液经过盖板23后能均匀供给喷嘴9，为保证盖板23的平行上下移动，在分布板8上设有多个平行的导轨25，盖板23的平行上下移动依靠由包括活动销钉26、连接销钉27、连杆28a、28b、转动轴29和手柄31组成的联杆机构实现。在转动轴29和熔融液室6之间有密封垫圈30。

当熔融液的密度大于冷却液的密度时，见图3、图4。造粒熔融液1由压力泵2泵送并经过稳压装置3稳定在确定压力后，经料管4、均压帽5，进入熔融液室6，熔融液室6的下部设有熔融液室法兰7a，该法兰7a的下方设有分布板8，分布板8上设有多个喷嘴9，分布板8的侧面设有开关用冷却介质和加热介质通道13，阀门11是用于控制关断用冷却介质或开通用加热介质从口10或口12进入的，经过加热介质和冷却介质通道13后，从口14流出。分布板8的下方是保温板15，保温板15开有与喷嘴9对应相套的保温孔16，在保温板15的侧面开有加热介质通道18，加热介质经过入口17、加热介质通道18后，从出口19流出。保温板15下方通过塔体法兰7b连接塔体20。熔融液室法兰7a、分布板8、保温板15、塔体法兰7b用螺栓紧密连接，在分布板8、保温板15的表面均涂有绝热涂层，在塔体20的下方设有冷却液入口分布板32，分布板32上开有多个小于颗粒粒径的孔，下部设有冷却液管路33。冷却后的颗粒产品从卸料口34、经排料装置35将产品排出。

此外，喷嘴9的通断，也可以采用机械方法实现。如：图5、图6，在分布板8的下方设有多孔盖板23，为了能有效地关闭由多个喷嘴9组成的组合喷嘴，在盖板23上方粘接弹性胶板24，盖板23上开有与喷嘴9位置错开的多孔，保证熔融液经过盖板23后能均匀供给喷嘴9，为保证盖板23的平行上下移动，在分布板8上设有多个平行的导轨25，盖板23的平行上下移动依靠由包括活动销钉26、连接销钉27、连杆28a、28b、转动轴29和手柄31组成的联杆机构实现。在转动轴29和熔融液室6之间有密封垫圈30。在用于图3、图4装置时，与在图1、图2中相应位置的安装成镜像相似。

实施例一：本发明在石蜡熔融液造粒中进行了实施，熔融液的密度小于冷却液的密度，其基本参数和实施效果如下：

石蜡的熔点为58℃，熔融液的密度约为776kg/m³，固体石蜡的密度约为916kg/m³，石蜡熔融液的温度为80℃，冷却液采用冷却水。采用图1所示的装置。保温板加热介质采用蒸汽，开关用加热介质采用蒸汽，开关用的冷却介质为冷却水。冷却水经过制冷装置降温后循环使用。

1.喷嘴直径为0.5mm时，获得直径为2～3mm的球形石蜡颗粒，经过沥干和离心流化床脱水后，其含水量低于0.03％，产品组分无外来其它污染组分，达到产品质量要求，其造粒产品如图7。

2.喷嘴直径为1mm时，获得直径为5～8mm的球形石蜡颗粒，经过沥干和离心流化床脱水后，其含水量低于0.03％，产品组分无外来其它污染组分，达到产品质量要求，其造粒产品如图8。

实施例二：本发明对尿素熔融液在液体石蜡中造粒进行了实施，熔融液的密度大于冷却液的密度，其基本参数和实施效果如下：

尿素的熔点为132.7℃，尿素熔融液的密度为1335kg/m³，冷却液采用液体石蜡，液体石蜡的密度约为845kg/m³，采用图3所示的装置。保温板加热介质采用蒸汽，开关用的加热介质采用蒸汽，开关用的冷却介质为液体石蜡。液体石蜡经过制冷装置降温后循环使用。喷嘴直径为1.2mm时，获得直径为3～6mm的球形尿素颗粒，经过沥干和离心流化床脱蜡后，产品质量优良。

Claims

1.将熔融液制成球形颗粒产品的造粒装置，含有冷却液入口和产品出料口、塔体、喷嘴及其通断部件，其特征在于，当熔融液的密度小于冷却液的密度时，它含有均压的熔融液室，位于上述熔融液室的法兰上方且纵向装有多个喷嘴的分布板，位于上述分布板上方而纵向开有与喷嘴对应相套的多个保温孔且在横向从侧面开有加热介质通道的保温板，经塔体法兰与保温板相连且与其上保温孔相通的上述塔体以及和分布板相连的喷嘴通断部件，其中，熔融液室法兰、分布板、保温板、塔体法兰通过螺栓紧密连接，塔体上方设有冷却液的入口和产品的出料口，在分布板、保温板表面各涂有绝热涂层。

2.将熔融液制成球形颗粒产品的造粒装置，含有冷却液入口和产品出料口、塔体、喷嘴及其通断部件，其特征在于，当熔融液的密度大于冷却液的密度时，自上而下它含有：均压的熔融液室，位于上述熔融液室的法兰下方且纵向装有多个喷嘴的分布板，位于上述分布板下方而纵向开有与喷嘴对应相套的多个保温孔且在横向从侧面开有加热介质通道的保温板，经塔体法兰与保温板相连且与其上保温孔相通的上述塔体以及和分布板相连的喷嘴通断部件，其中，熔融液室法兰、分布板、保温板、塔体法兰通过螺栓紧密连接，在塔体下方设有冷却液入口分布装置、产品的排料装置，在分布板、保温板表面各涂有绝热涂层。

3.根据权利要求1所述的将熔融液制成球形颗粒产品的造粒装置，其特征在于：所述的喷嘴通断部件是横向贯通地开在分布板侧面且有阀门控制的可切换开通用加热介质和关闭用冷却介质的通道。

4.根据权利要求2所述的将熔融液制成球形颗粒产品的造粒装置，其特征在于：所述的喷嘴通断部件是横向贯通地开在分布板侧面且有阀门控制的可切换开通用加热介质和关闭用冷却介质的通道。

5.根据权利要求1所述的将熔融液制成球形颗粒产品的造粒装置，其特征在于：所述的保温孔可与多个喷嘴相套。

6.根据权利要求2所述的将熔融液制成球形颗粒产品的造粒装置，其特征在于：所述的保温孔可与多个喷嘴相套。

7.根据权利要求1所述的将熔融液制成球形颗粒产品的造粒装置，其特征在于：分布板上的喷嘴在保温孔方向是伸出的。

8.根据权利要求2所述的将熔融液制成球形颗粒产品的造粒装置，其特征在于：分布板上的喷嘴在保温孔方向是伸出的。

9.根据权利要求1所述的将熔融液制成球形颗粒产品的造粒装置，其特征在于：所述的喷嘴通断部件是机械式的。

10.根据权利要求2所述的将熔融液制成球形颗粒产品的造粒装置，其特征在于：所述的喷嘴通断部件是机械式的。

11.根据权利要求1所述的将熔融液制成球形颗粒产品的造粒装置，其特征在于：所述的均压的熔融液室中有一个与稳压原料进口管相通的均压帽。

12.根据权利要求2所述的将熔融液制成球形颗粒产品的造粒装置，其特征在于：所述的均压的熔融液室中有一个与稳压原料进口管相通的均压帽。