ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Перемешивание шихты и формирование гранул из "Минеральные удобрения и соли" Следует отметить, что смешивание пластичной шихты в барабанном аппарате протекает недостаточно интенсивно и полно. Это приводит к неравномерному перемешиванию и образованию зон как переувлажненных, так и более сухих по сравнению со средним значением влажности шихты и, как следствие этого, — к увеличению содержания крупных и мелких фракций в продукте, выходящем из гранулятора. Более целесообразно в этой связи перемешивать шихту в специальном смесителе лопастного типа (так называемый барабанно-лопастной гранулятор). [c.22] Разновидностью барабанного гранулятора является аммопизатор-грану-лятор (АГ), в котором окатывается шихта с повышенным содержанием фосфорной кислоты, являющейся прекрасным пластификатором. Сформировавшиеся гранулы в том же аппарате нейтрализуют газообразным аммиаком, подаваемым под слой материала. Образующаяся при этом структура дендритных кристаллов фосфата аммония пронизывает всю гранулу, как бы сшивая ее, в результате чего прочность гранул существенно повышается. Наряду с этим за счет тепла реакции нейтрализации увеличивается температура шихты и соответственно уменьшается ее влажность, что интенсифицирует процесс гранулирования и, как будет показано ниже, улучшает структуру гранул и снижает энергетические затраты. [c.22] В зоне смешения как правило происходит образование зародышей гранул — частиц среднего размера (0,6—2 мм). [c.22] В дальнейшем наблюдается два типа движения гранулируемой шихты скольжение всего слоя порошка по поверхности барабана и качение крупных частиц по поверхности порошка. Для того, чтобы осуществлялось качение гранул-зародышей по наклонной поверхности порошка, необходимо, чтобы их диаметр был в 2—3 раза больше размеров мелких частиц, а с учетом неровности поверхности слоя и шероховатости гранул— в 4—5 раз. [c.22] Однако фактически в большинстве случаев процесс протекает иначе. В начальный момент времени в условиях скольжения слоя более вероятно соединение нескольких мелких частиц в комки размером 0,4—0,8 мм, которые затем слипаются друг с другом, образуя последовательно агломераты размером 0,8—1,5 мм и затем 1,5—4,5 мм, затем 3—9 мм и т. д. Последние имеют большие (десятые доли мм) полости между слипшимися частицами и, в связи с этим, обладают низкой прочностью, т. е. формируется структура Сг. [c.23] Уравнения (1.10) и (1.11) вообще говоря, не согласуются друг с другом, однако графические изображения этих функций близки и при удачном подборе коэффициента к в пределах ошибки опытов их различием можно пренебречь. [c.24] Значения как правило находятся в пределах 3—4. Поэтому в соответствии с уравнением (1.9) соотношение Тгр/Ат1 = 1,5—1,96, т. е. величина АТ составляет примерно 50—65% от времени гранулирования. [c.24] Величина Дто должна быть значительно больше, чем Дть во-первых, потому что в этот период времени должно слипнуться 5—6 частиц, а не две — три, а, во-вторых, потому что мелкие частицы не перемещаются относительно друг друга. В соответствии с данными рис. 1-5 примем, что Дто 5ДТ1. Общее время гранулирования т =Дто- -Тгр, а зависимость размера частиц от времени выразится очевидно графиком, представленным на рис. [c.24] Этим объясняется, в частности, интенсификация процесса гранулирования при повышенных температурах. [c.25] Чтобы ускорить агломерацию обычно вводят некоторое количество ретура — конечного продукта, содержащего частицы с размерами 1 мм. Если содержание таких частиц достаточно велико (более 50%, то процесс гранулирования протекает несколько иначе (см. рис. 1-5). В силу того, что стадия зародышеобразования отсутствует, а мелкие частицы имеют значительно большие поверхность и содержание влаги, вероятность образования контакта сцепления их с крупными частицами выше, чем крупных с крупными. В результате образуется плотная и прочная структура типа Сз (рис. 1-7). [c.25] В технологии удобрений широко применяются многоретурные процессы, когда для создания нужного соотношения твердой и жидкой фаз определенную долю сухого гранулированного продукта возвращают в барабан-гра-нулятор. Отношение массы ретура к массе готового продукта, называемое ретурным числом, в этих процессах равно Ret=4—6, а в некоторых случаях больше 10. Чем больше величина Ret, тем более плотной получается структура гранул. [c.25] Плотность структуры зависит не только от ретурного числа, но и от дисперсности ретура. Если ретур содержит в основном мелкие частицы, то необходимая концентрация зародышей не достигается и гранулирование идет плохо. В этом случае процесс протекает с образованием структуры Сг независимо от величины Ret. [c.25] Авторы рассматривают и другие закономерности изменения X со временем (рис. 1-8), однако какие-либо экспериментальные доказательства в пользу того или иного уравнения отсутствуют. Как следует из рис. 1-8, полученные формулы являются настолько гибкими, что ими можно аппроксимировать любые экспериментальные данные независимо от действительного механизма формирования гранул. Отметим, что кривые (рис. 1-8) хорошо согласуется с данными рис. 1-6, если не учитывать время образования зародышей. [c.26] Следует отметить, что физическая модель монодисперсной пленки требует образования структуры типа С4, однако рентгене- и электронномикроскопическое изучение гранул удобрений приводит к выводу, что в окаточном барабане образуется структура Сг или Сз, но не С4. Таким образом, в случае водорастворимых хорошо смачиваемых порошков более вероятным является механизм ступенчатого гранулообразования, соответствующий уравнению (1.8). [c.26] Величину Дт1 легко определяют экспериментально в лабораторных опытах. Пользуясь уравнениями (1.18), (1.19) и П-21), можно рассчитать основные параметры барабана-гра-нулятора, скорость его враш,ения и коэффициент заполнения при оптимальных условиях гранулирования. [c.28] Из уравнения (1.18) следует, что при т Ггр процесс гранулирования зависит только от размеров частиц порошка и его угла естественного откоса, т. е. только от дисперсности, влажности и температуры порошка. Однако на практике могут сложиться такие условия, когда т тгр. В этом случае выход товарной фракции зависит от многих условий гранулирования в соответствии с уравнением (1.19) он возрастает с увеличением коэффициента заполнения Ф, с уменьшением диаметра подпорного кольца, угла естественного откоса и окружной скорости барабана, т. е. величина выхода товарной фракции в этом случае тем больше, чем меньше иос и больше время пребывания материала в аппарате. [c.28] Вернуться к основной статье