4.1.4. Виброгранулятор

Данная конструкция представляет собой наклонную поверхность (вибростол), закрепленную на упругих элементах. Установленный на ней вибратор придает поверхности колебательное движение (рис. 4.4).

Гранулирование происходит в виброкипящем слое материала.

Рис. 4.4. Схема виброгранулятора

1 – вибростол; 2 – вибратор

Достоинства:	Недостатки:
высокая интенсивность процесса;	малая площадь вибростола, что ограничивает единичную мощность гранулятора.
получаемые гранулы однородные и плотные.

4.1.5. Скоростной роторно-центробежный гранулятор

Данная конструкция представляет собой цилиндрический вертикальный аппарат с установленным внутри ротором с лопатками, которые располагаются в несколько рядов и имеют возможность регулирования угла наклона (рис. 4.5).

Исходный порошок и связующая жидкость подаются в верхнюю часть аппарата. Гранулирование осуществляется в поле центробежных сил в закрученных воздушных потоках.

Рис. 4.5. Схема роторно-центробежного гранулятора

Достоинства:	Недостатки:
очень большая скорость процесса (2…3 с);	сложность очистки внутренних поверхностей.
компактность.

4.2. Гранулирование путем разбрызгивания расплавов и охлаждение их во встречном потоке воздуха

Этот метод широко используется для гранулирования азотных удобрений (карбамида, аммиачной селитры и т.п.), а также в порошковой металлургии. Его сущность заключается в разбрызгивании плава при помощи центробежного или статического разбрызгивателей.

В зависимости от температуры плава, данная конструкция представляет собой капитальное сооружение высотой от 30…35 м до 70…80 м (рис. 4.6)

Рис. 4.6. Схема грануляционной башни

Внизу башни часто устанавливают аэроохладитель псевдоожиженного слоя. При падении капля остывает снаружи и дает внутри усадку (пустоту). Причем эта пустота (каверна) смещена в тыльную часть гранулы, что уменьшает ее прочность.

Для повышения однородности размеров получаемых гранул в последнее время разработаны так называемые «акустические» грануляторы. Сущность работы их заключается в воздействии на расплав при разбрызгивании колебаний звуковой частоты. Это способствует более равномерному дроблению струй с получением капель близкого размера.

Недостатком гранулирования в потоке воздуха является громоздкость грануляционной башни. Этот недостаток исключается при разбрызгивании расплава в слой инертной жидкости (например, минеральное масло). Кроме уменьшения капитальных вложений это дает возможность покрывать гранулы масляной пленкой, которая уменьшает их слеживаемость и пылимость.

4.3. Гранулирование суспензий и плавов в псевдоожиженном слое гранул с одновременной сушкой

Сущность данного процесса заключается в подаче распыленной суспензии или плава в псевдоожиженный слой с одновременной сушкой. При этом часть исходного жидкого материала в виде тонкой пленки наносится на поверхность горячих гранул и высыхает. Размеры гранул увеличиваются по так называемому «нормальному» механизму роста. Рост гранул по такому механизму тем вероятнее, чем больше силы адгезии капли жидкости с поверхностью частиц. Адгезионная способность капли зависит от ряда факторов: шероховатости поверхности частиц, свойств распыливаемой жидкости и др.

Другая часть жидкости высыхает, не соприкасаясь с готовыми гранулами, и образует зародыши новых гранул. Образование новых гранул возможно также за счет дробления существующих. Часть мельчайших гранул выносится в систему пылегазоочистки и возвращается обратно в аппарат.

Часто из псевдоожиженного слоя производится селективная выгрузка за счет подачи в выгрузочный тракт небольшого количества встречного потока холодного воздуха (одновременное охлаждение готового продукта).

В случае распыливания суспензии над псевдоожиженным слоем высокотемпературным теплоносителем аппарат называется РКСГ, т.е распылительно-кипящая сушилка-гранулятор (рис. 4.7).

Рис. 4.7. Схема РКСГ

Достоинства:	Недостатки:
высокая интенсивность процессов сушки и гранулирования (400…600 кг влаги/м2ч);	ограниченная единичная мощность установки, связанная с ухудшением однородности псевдоожижения на решетках большой площади;
совмещение процессов сушки и гранулирования в одном аппарате;	необходимость точного регулирования технологического процесса.
высокая прочность и однородность получаемых гранул.

Для повышения интенсивности перемешивания гранул с псевдоожиженном слое могут служить специальные газораспределительные решетки со струйным псевдоожижением и локальным фонтанированием, а также механические мешалки.

Этих недостатков в значительной степени лишены барабанные грануляторы – сушилки (БГС). Одна из конструкций БГС представлена на рис. 4.8.

Рис. 4.8. Устройство БГС

1– корпус барабана; 2 – обратный шнек; 3 – привод; 4 – ролик опорный; 5 – загрузочная камера; 6 – разгрузочная камера; 7 – классифицирующий конус

В барабане создается падающий слой гранул в виде сплошной завесы при помощи Г-образных лопаток. Основной процесс протекает в так называемой зоне «факел-завеса». Крупные гранулы проходят через классифицирующий конус, а мелкие скапливаются в нижней части этого конуса и подхватываются обратным шнеком и транспортируются в виде внутреннего ретура в начало барабана.

В некоторых аппаратах внутреннего ретура нет, и все мелкие гранулы возвращаются обратно в аппарат в виде внешнего ретура (сферодайзеры) при помощи грохотов, конвейеров и элеваторов.

Расчет барабанного гранулятора-сушилки сводится к определению его основных габаритных размеров и расхода теплоносителя.

Диаметр аппарата (D):

, (4.1)

где Q₀ – общее количество испаренной влаги, т/ч;

A_F – влагосъем поперечного сечения БГС, кг/(м² ч).

Общее количество испаренной в БГС влаги (Q₀):

, (4.2)

где G_пр – производительность по готовому продукту, т/ч;

W₁ – влажность пульпы, подаваемой в аппарат, %;

W₂ – влажность готового продукта, %.

Влагосъем поперечного сечения БГС (A_F):

, (4.3)

где T – температурный напор теплоносителя, С.

T = t₁ - t_{2 ,}

где t₁ – температура теплоносителя на входе в аппарат, С;

t₂ – температура теплоносителя на выходе из аппарата, С.

Общая длина аппарата БГС определяется как сумма длин трех его зон: распыла пульпы, ссыпание порошка и досушки гранул.