流化床成粒裝置的製作方法
2023-06-02 10:18:16 1
專利名稱：流化床成粒裝置的製作方法
技術領域：
在它的最通用方面，本發明涉及用於流化床成粒工藝的裝置，其中通過在所述流化床中連續加入流體態的合適生長物質，經過在流化床中懸浮的所述物質的顆粒和種子的連續(體積和質量兩者)生長，獲得選擇物質的顆粒。
特別地，本發明涉及一種成粒裝置，所述裝置包括容器，其中獲得要成粒的選擇物質的種子和顆粒的流化床，用於連續加入所述流化床中所述種子的設備，流化床的流化和支撐系統和至少生長液體流的分布器，所述分布器包括多個用於供應所述液體的噴嘴。
更特別地，本發明涉及用於顆粒生長液體物質的供應噴嘴，所述噴嘴可用於以上種類的成粒裝置。
在以下描述和所附權利要求中，這樣的裝置一般稱為成粒機，而表達「選擇物質的顆粒種子」一般用於指要成粒的物質粒子，所述粒子具有等於或小於約1.5mm直徑的尺寸。此外，為簡化，術語「種子」用於指示顆粒種子。
背景技術：
已知為採用以上類型的流化床工藝達到良好的成粒結果(預先安排的顆粒尺寸，形狀和質量)，要求由生長液體對種子和生長顆粒兩者的良好「潤溼」。和為此目的，必須以確定小於種子和生長顆粒的最小可能液滴的形式向流化床中加入生長液體，所述液滴要與所述種子和生長顆粒接觸。例如採用尿素那樣，即要以最快和最完全可能的方式允許包含在生長液體(尿素溶液)中的水或不同溶劑的蒸發，以獲得高純度的最終產物(顆粒)。
從此觀點來看，生長液體液滴的尺寸是決定性的，使得非常有利的是(如果不是必須的話)，以所謂的「霧化」形式加入所述生長液體。在此條件下，實際上，生長液體能夠依次與懸浮在流化床中的所有種子或顆粒接觸，和均勻地和以最優方式潤溼它們的整個表面。
為霧化生長液體，現有技術成粒機和，更具體地，它們的生長液體供應設備，使用加入所述液體的特定霧化噴嘴和同時在高速下採用大量空氣(或其它合適的氣體)。例如，當考慮尿素成粒時，這樣的速度包括150m/s-300m/s，及空氣/液體物質比典型地包括0.4-0.5(即400-500Kg空氣對1000Kg液體物質)。
但儘管大量地被使用和按照一些觀點來看是有利的，上述類型霧化噴嘴的使用引起在現有技術流化床成粒工藝中仍然沒有克服的已知缺點。實際上，需要在高速下採用大量空氣(或其它氣體)進行工作，這妨礙了對流化床內部顆粒生長的控制，因此，導致無法控制預定極限值之間的最終產物粒度。這需要進行生長粒子的昂貴的分級和篩分操作，回收不可接受尺寸(太大或太小)的顆粒，和將它們循環到成粒工藝的上遊。
此外，在高壓下加入大量霧化空氣(或其它合適的氣體)以獲得上述速率，引起特別高的能量消耗使得顯著影響顆粒的生產成本。
發明內容
本發明所要解決的問題是設計和得到用於流化床成粒機中生長液體物質的分布設備的噴嘴，所述噴嘴具有結構和功能特徵以獲得以下目的。
首先，應當以合適的形式得到所述生長液體物質，以相對於目前可能的情況，通過使用更多降低的空氣(或其它合適的氣體)數量，獲得良好的成粒產物。其次，所述生長液體物質應當以低至能夠克服與現有技術相關的所有上述缺點的速度供應。
本發明提出的解決方案的思路是利用噴嘴進行空氣(或其它合適的氣體)向生長液體物質的分散，即氣體相進入液體相的乳化。應當指出的是這是明確地與現有技術教導相矛盾，現有技術使用霧化噴嘴以將生長液體物質分散入氣體流中。
因此根據本發明，由上述類型的噴嘴解決以上的技術問題，所述噴嘴的特徵為它包括輸送管，所述輸送管在一端含有至少一個用於選擇顆粒的生長液體物質流的入口孔，和在另一端含有用於這樣物質的供應孔，從所述供應孔以預定的間隔關係和與所述輸送管內部液體連通的方式外部結合到所述輸送管的氣體流分布器，和結合到所述入口孔和所述分布器以在所述輸送管內部，獲得所述氣體流在所述生長液體物質中乳化的乳化機構。
優選，乳化機構包括位於所述輸送管內部在所述至少一個入口孔和所述分布器之間的渦旋器件，所述渦旋器件能夠向在所述輸送管內部所述生長液體物質軸向流賦予螺旋運動。
由本發明達到的第一個重要優點是通過根據本發明的噴嘴，可能獲得氣體在液體中的乳化，使得可以以非常薄的膜的形式具有生長液體物質，所述薄膜塗敷空氣(或其它氣體)的微小氣泡。與在流化床內部的種子或生長顆粒碰撞的微小氣泡破裂，這樣，生長液體膜粘附在所述粒子上，因此獲得所述粒子的生長，這等同於採用現有技術霧化液滴達到的生長。然而，與現有技術相比，採用氣體流(空氣或其它合適氣體)數量(體積)的急劇減少，採用甚至降低為0.002-0.01(即對於1000Kg液體物質，2-10Kg氣體)的氣體/生長液體物質比獲得所述生長。
另一個重要的優點表現為所述乳液供應速度同樣也急劇減少。速度現在由典型地為2-60m/s的液體流速度確定。
結果，與採用現有技術霧化噴嘴發生的相比，存在採用非常低的速度向流化床成粒機加入這樣乳液的極大可能性。這帶來降低能量消耗和控制流化床內部顆粒生長，因此控制最終產物粒度的雙重優點。
事實上，如果與現有技術相比，由於用於操作根據本發明的噴嘴所要求的空氣(或其它氣體)量低，使得操作能量消耗很小，有益於降低顆粒生產成本。
此外，低進料速度允許將最終產物粒度限制在預定數值範圍內，所述數值範圍與現有技術相比更窄。這是由於令人驚奇地要可以控制在流化床成粒機內部的種子和顆粒渦旋運動，和因此控制它們的生長。
從以下參考附圖給出的本發明說明性和非限制性實施方案的描述，可以更好地顯示本發明的優點和特徵。
附圖簡述
圖1示意性地和在縱向區域中顯示根據本發明用於流化床成粒機中生長液體分布器設備的噴嘴。
圖2示意性地和在橫截面中顯示根據本發明包括圖1噴嘴的流化床成粒裝置。
具體實施例方式
參考圖1，全面指示根據本發明的噴嘴1，它特別適於在流化床成粒機中提供選擇顆粒的生長液體物質。
所述噴嘴包括優選圓筒形的輸送管2，所述輸送管在一端具有用於所述生長液體連續流入口的孔3和，在另一端具有朝向孔5錐形漸變用於提供所述液體物質的部分4。
在從所述液體供應孔5的預定距離，在輸送管2上安裝用於空氣或其它氣體流A的分布器設備6。設備6通過多個孔7(例如孔或狹縫)與所述輸送管內部流體連通，所述多個孔從相同的輸送管壁形成和優選以徑向取向。在另一側，所述分布器設備6通過輸送管6a與例如，壓縮空氣源連通，所述壓縮空氣源由於是常規的，故未表示出。
在孔3和所述分布器設備6之間的位置，在輸送管2內部安裝(例如具有固定螺旋葉類型的)渦旋器件8作為乳化機構。所述渦旋器件能夠以螺旋運動設定液體通量F，在所述輸送管2中通過具有直線進料運動的孔3軸向加入所述液體通量F。
在流化床成粒工藝期間，根據本發明的噴嘴工作如下同時在輸送管2內部加入兩個連續流通過孔3的顆粒生長液體流F，和通過分布器6的多個孔7的空氣流A。
如上所述，空氣/生長液體比可以為0.002-0.01。
當橫向移動渦旋器件時，在旋轉方向設定基本直線的液體通量F，使得從所述渦旋器件8下流，所述物流的運動是螺旋的。此螺旋運動具有基本等於從渦旋器件8的輸送管拉伸下流的軸向進料速度和預定的切向速度，使得可以如下所述獲得氣體在液體中的乳液。
依賴於要獲得的成粒類型，生長物質流的進料速度例如包括2-60m/s，而切向速度例如包括2-30m/s。
和從渦旋器件8的下遊，在這些預定切向速度下，出現在通過分布器6連續吹出的生長液體流和空氣流之間的衝擊。因此，在微小氣泡中將空氣進行非常快速的分裂，保持它們的個性特徵，由於液體物質的所述切向運動，在向心力的作用下穿過生長液體物質。從本質上說，形成了空氣在所述生長液體物質中的乳液。
當考慮尿素成粒時，例如令人驚奇地注意到採用包括在上述數值之間的生長液體物質的進料速度，獲得50-200微米氣泡(在液體中的空氣)；所述氣泡由所述液體物質的非常薄的膜塗敷，及厚度例如包括1-10微米。
在包括其中形成乳液的部分和供應孔5之間的輸送管2的部分中，氣泡流逐漸得到壓縮，及氣泡均勻地在它的橫截面中和隨進料速度鋪展，所述進料速度例如基本等於在輸送管2入口的液體流速度。
通過例如在生長種子和顆料的流化床中的孔5，提供由非常薄的生長液體膜塗敷的微小氣泡的此物流，採用非常小(與目前霧化相同物質的可能空氣消耗相比)的空氣消耗獲得此物流，如果與目前由現有技術設定的相比，則具有非常低的速度。
參考圖2，非常示意性地和部分表示，由9全局指示的根據本發明的流化床成粒裝置(或成粒機)。
在所述圖中，從結構和功能上等同於先前圖中表示的那些的詳細情況由相同的參考號表示，不再贅述。
一種成粒裝置9，包括容器10，其中獲得要成粒的選擇物質的種子和顆粒的流化床11，用於連續向所述流化床中加入所述種子的設備(輸送管12)，流化床的流化和支撐系統(穿孔的底部13和流化空氣或其它氣態流體FL的吹出機構-由於是常規的而未表示)和至少用於顆粒生長液體流F的分布器設備14。裝置9也具有用於最終產物堰排放的設備(輸送管15)。
有利地，分布器設備14包括一個(如在圖2的實施例中)或多個參考圖1所述類型的生長液體物質的供應噴嘴1。
這樣構思的本發明易於變化和改進，所有這些變化和改進屬於在如下權利要求中確定的保護範圍。
例如，可以通過如下方式得到乳化機構代替渦旋器件8關於輸送管2的軸以合適的方式(例如對它切向)放置孔7，以獲得關於生長液體流的切向氣體流進料。由預定進料速度支持的此切向氣體流向液體流賦予所述螺旋運動。
根據本發明的進一步實施方案，關於輸送管2的軸以徑向布置的圖1中的孔7，可以作為乳化機構，應當通過所述孔採用合適和預定的進料速度輸送所述氣體流。
此外，依賴於要在液體流中加入的空氣或其它氣體的體積，輸送管2可具有適當尺寸化的唯一孔7。
最後，輸送管2的部分4可以製造為基本線性或向外漸變的錐形，使得渦旋器件8可以為動態類型，例如渦輪機。
權利要求
1.一種用於流化床成粒機中顆粒生長液體物質的分布器設備的噴嘴，其特徵為它包括輸送管(2)，所述輸送管(2)在一端含有至少一個用於選擇的顆粒的生長液體物質流(F)的入口孔(3)，和在另一端含有用於所述物質的供應孔(5)，從所述供應孔(5)以預定的間隔關係和與所述輸送管(2)內部液體連通的方式而外部結合到所述輸送管(2)的氣體流分布器(6)，和結合到所述入口孔(3)和所述分布器(6)以在所述輸送管(2)內部獲得所述氣體流在所述生長液體物質中的乳化的乳化機構(8)。
2.根據權利要求1的噴嘴，其特徵為所述乳化機構包括位於位於所述至少一個入口孔(3)和所述分布器(6)之間的所述輸送管(2)內部的渦旋器件(8)，所述渦旋器件(8)能夠向在所述輸送管(2)內部所述生長液體物質軸向流賦予螺旋運動。
3.一種流化床成粒裝置，包括容器(10)，其中獲得要成粒的選擇物質的種子和顆粒的流化床(11)，用於連續向所述流化床中加入所述種子的設備(12)，流化床的流化和支撐系統(13)和至少用於顆粒生長液體物質流的分布器設備(14)，其特徵為所述分布器設備(14)包括一個或多個用於所述顆粒生長液體物質的供應噴嘴，所述噴嘴包括輸送管(2)，所述輸送管(2)在一端含有至少一個用於所述液體物質流(F)的入口孔(3)，和在另一端含有用於所述物質的供應孔(5)，從所述供應孔(5)以預定的間隔關係和與所述輸送管(2)內部液體連通的方式外部結合到所述輸送管(2)的氣體流分布器(6)，和結合到所述入口孔(3)和所述分布器(6)以在所述輸送管(2)內部獲得所述氣體流在所述生長液體物質中的乳化的乳化機構(8)。
4.根據權利要求3的裝置，其特徵為所述乳化機構包括位於所述輸送管(2)內部在所述至少一個入口孔(3)和所述分布器(6)之間的渦旋器件(8)，所述渦旋器件(8)能夠向在所述輸送管(2)內部所述生長液體物質軸向流賦予螺旋運動。
全文摘要
用於流化床成粒機中顆粒生長液體物質的分布器設備的噴嘴，特徵在於它包括輸送管(2)，所述輸送管(2)在一端含有至少一個用於選擇顆粒的生長液體物質流(F)的入口孔，和在另一端含有用於這樣物質的供應孔(5)，從供應孔(5)以預定的間隔關係和與輸送管(2)內部液體連通的方式外部結合到輸送管(2)的氣體流分布器(6)，和結合到入口孔(3)和分布器(6)以在輸送管(2)內部獲得氣體流在生長液體物質中乳化的乳化機構(8)。
文檔編號B01J8/24GK1503700SQ02808018
公開日2004年6月9日 申請日期2002年4月12日 優先權日2001年4月13日
發明者G·貝代蒂, G 貝代蒂 申請人:烏裡阿·卡薩勒有限公司, 烏裡阿 卡薩勒有限公司