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熔融造粒技術(shù)——流化床冷卻造粒

 

流化床冷卻造粒技術(shù)
  1、流化床冷卻造粒機(jī)理
  在流化床造粒中顆粒的成長方式主要有兩種:當(dāng)液體物料噴涂到顆粒表面,熱空氣和顆粒本身的顯熱足以使涂層物料迅速結(jié)晶或物料中的溶劑迅速蒸發(fā)干燥,物料固化在顆粒表面,從而使顆粒以“層式"方式成長;當(dāng)熱空氣和物料本身的顯熱不足以使涂層物料迅速干燥或結(jié)晶,則被潤濕的顆粒與周圍顆粒之間發(fā)生碰撞,通過“液橋"粘在一起,溶劑蒸發(fā)形成“固橋",而形成大顆粒,稱為以“團(tuán)聚"方式成長。由于以層式方式成長顆粒生長較慢,且所形成的顆粒球形度好,強(qiáng)度大,是大部分物料造粒所希望的方式。團(tuán)聚式成長過程由于會(huì)造成床內(nèi)晶種銳減,以及顆粒生長過快造成的流化困難,是在造粒過程中應(yīng)盡量避免的顆粒成長方式。經(jīng)過多次試驗(yàn),選用帶導(dǎo)流筒的噴動(dòng)流化床做為造粒器的基本形式,其主體結(jié)構(gòu)包括:導(dǎo)流筒內(nèi)稱為噴動(dòng)區(qū)(II區(qū)),顆粒物料以輸送床向上運(yùn)動(dòng);顆粒出導(dǎo)流筒后形成噴泉,故導(dǎo)流筒上方為噴泉區(qū)(III區(qū));導(dǎo)流筒外可稱為環(huán)形區(qū)(IV區(qū)),該區(qū)中顆粒以鼓泡床或移動(dòng)床形式向下運(yùn)動(dòng)。霧化噴頭位置設(shè)在導(dǎo)流筒下方,噴頭和導(dǎo)流筒之間的區(qū)域稱為霧化區(qū)(I區(qū))。在造粒器中,顆粒不斷在I區(qū)被噴涂料液,在II、III區(qū)中被干燥或結(jié)晶,在IV區(qū)中經(jīng)預(yù)熱后進(jìn)入I區(qū)重新被噴涂料液,經(jīng)過多次循環(huán)后實(shí)現(xiàn)顆粒以均勻涂敷方式生長,多次的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,使用帶導(dǎo)流筒的噴動(dòng)流化床作為造粒器具有以下優(yōu)點(diǎn):
  (1)霧化區(qū)和噴動(dòng)區(qū)中空隙率大,可以有效減少顆粒團(tuán)聚。
  (2)在流化床內(nèi),顆粒進(jìn)行有規(guī)律的循環(huán)運(yùn)動(dòng),有利于實(shí)現(xiàn)顆粒的均勻涂層生長。
  (3)造粒過程中的傳質(zhì)和傳熱過程集中在噴動(dòng)區(qū)內(nèi)完成,有利于操作控制和調(diào)節(jié)產(chǎn)量。
  2、流化床冷卻造粒應(yīng)用
  流化床冷卻造粒法適用于具有較低熔點(diǎn)物料的造粒,特別適用于熔點(diǎn)在80-200℃物料的造粒,許多化肥如尿素、硝酸銨鈣等及一些無機(jī)產(chǎn)品如氯化鈣、硫酸鋁等均可用該法進(jìn)行造粒。近年來,天津大學(xué)化工學(xué)院造粒工程技術(shù)中心已開發(fā)成功尿素、硝酸銨鈣、二水氯化鈣流化床冷卻造粒技術(shù),已建成一套1萬噸/年二水氯化鈣造粒裝置,目前正在進(jìn)行3萬噸/年硝酸銨鈣造粒裝置和4萬噸/年二水氯化鈣造粒裝置的設(shè)計(jì)。流化床冷卻造粒具有以下特點(diǎn):
  (1) 產(chǎn)品為2-4mm的球形顆粒(粒徑可調(diào)),顆粒強(qiáng)度大;
  (2) 整套裝置生產(chǎn)強(qiáng)度大,投資小;
  (3) 本工藝由于采用特殊結(jié)構(gòu)的噴嘴和床型,具有操作簡單,運(yùn)行穩(wěn)定,設(shè)備連續(xù)生產(chǎn)周期長,所得產(chǎn)品具有球形度好,粒度均勻等特點(diǎn)。

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