專利名稱：將熔融液制成球形顆粒產(chǎn)品的造粒裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
將熔融液制成球形顆粒產(chǎn)品的造粒裝置，屬于熔融液成型技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
化工產(chǎn)品成型是化工生產(chǎn)中的一個重要環(huán)節(jié)，眾多液態(tài)化工產(chǎn)品需要制成固體顆粒形態(tài)，以方便儲存、包裝、運輸和使用，如石蠟、硫磺、松香、聚合物、尿素等有機產(chǎn)品，以及一些中間態(tài)為熔融液的鹽類產(chǎn)品，如化肥、氯化鈣等鹽類。熔融液的成型技術(shù)有多種，其造粒方法的設(shè)計與選擇，取決于具體造粒原料特性，不同物料有不同的造粒方法，如油冷造粒技術(shù)、鋼帶造粒技術(shù)、塔式造粒技術(shù)以及其它造粒技術(shù)等。現(xiàn)扼要介紹部分與本發(fā)明相關(guān)的造粒技術(shù)。
油冷造粒技術(shù)是將密度大于冷卻油密度的熔融液通過噴嘴形成液滴，從冷卻油液面的上方撒向冷卻油中，液滴在冷卻油中沉降、冷卻移熱，液滴固化后排出，通過離心方法脫除冷卻油，實現(xiàn)熔融液的造粒。這種油冷造粒技術(shù)存在造粒能力低，產(chǎn)品粒度分布范圍寬，質(zhì)量較差，細(xì)小顆粒在冷卻油中懸浮導(dǎo)致油液污染等問題。
以石蠟為例，說明本發(fā)明的背景技術(shù)。
目前石蠟成型技術(shù)有鏈盤式塊蠟成型技術(shù)和水冷鋼帶造粒技術(shù)。
鏈盤式塊蠟成型技術(shù)包括以下一些基本過程，將石蠟熔融液注入不銹鋼蠟盤中，蠟盤由鏈條傳動進入冷室，層層平行上移，室內(nèi)設(shè)置液氨蒸發(fā)器和鼓風(fēng)機，以保持冷室溫度，液蠟的熱量被冷風(fēng)移出，液蠟逐漸冷卻成蠟塊，經(jīng)翻轉(zhuǎn)機構(gòu)將蠟塊脫落，獲得每塊重量為5kg的塊蠟產(chǎn)品。該石蠟成型工藝以空氣為冷卻介質(zhì)，冷卻時間約為2小時，能耗高，生產(chǎn)效率低，勞動強度大，而且整套裝置復(fù)雜龐大，機械運動部件多，故障頻繁。
瑞典山特維克的水冷鋼帶造粒技術(shù)的基本過程是將石蠟熔融液經(jīng)由分配轉(zhuǎn)鼓形成液滴，滴落在鋼帶上表面，鋼帶下表面由噴淋冷卻水進行冷卻，石蠟液滴冷卻成固體粒蠟，通過刮板刮下后獲得半球形片狀粒蠟，冷卻水循環(huán)使用。長期運行會降低鋼帶表面的光滑度，石蠟粘連鋼帶或粒蠟在鋼帶上相互粘連。由于液蠟冷卻是經(jīng)鋼帶單面間接移熱，且石蠟導(dǎo)熱系數(shù)低，因此，移熱效率低，需要很長的鋼帶，占地面積大，一般需要多臺造粒設(shè)備同時工作。
在“蠟成球工藝的研究”(《石油煉制與化工》1994年第26卷第8期第8～12頁)上報道了一種用噴射法實現(xiàn)蠟成球的工藝，但未報道具體的裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種將熔融液制成球形顆粒產(chǎn)品的造粒裝置，它可以制造粒徑為1～10mm的類球形顆粒。
本發(fā)明的特征在于當(dāng)熔融液的密度小于冷卻液的密度時，它含有均壓的熔融液室，位于上述熔融液室的法蘭上方且縱向裝有多個噴嘴的分布板，位于上述分布板上方而縱向開有與噴嘴對應(yīng)相套的多個保溫孔且在橫向從側(cè)面開有加熱介質(zhì)通道的保溫板，經(jīng)塔體法蘭與保溫板相連且與其上保溫孔相通的上述塔體以及和分布板相連的噴嘴通斷部件，其中，熔融液室法蘭、分布板、保溫板、塔體法蘭通過螺栓緊密連接，塔體上方設(shè)有冷卻液的入口和產(chǎn)品的出料口，在分布板、保溫板表面各涂有絕熱涂層。所述的噴嘴通斷部件是橫向貫通地開在分布板側(cè)面且有閥門控制的可切換開通用加熱介質(zhì)和關(guān)閉用冷卻介質(zhì)的通道。所述的保溫孔與多個噴嘴相套。分布板上的噴嘴在保溫孔方向是伸出的。所述的噴嘴通斷部件是機械式的。所述的均壓的熔融液室中有一個與穩(wěn)壓原料進口管相通的均壓帽。
當(dāng)熔融液的密度大于冷卻液的密度時，自上而下它含有均壓的熔融液室，位于上述熔融液室的法蘭下方且縱向裝有多個噴嘴的分布板，位于上述分布板下方而縱向開有與噴嘴對應(yīng)相套的多個保溫孔且在橫向從側(cè)面開有加熱介質(zhì)通道的保溫板，經(jīng)塔體法蘭與保溫板相連且與其上保溫孔相通的上述塔體以及和分布板相連的噴嘴通斷部件，其中，熔融液室法蘭、分布板、保溫板、塔體法蘭通過螺栓緊密連接，在塔體下方設(shè)有冷卻液入口分布裝置、產(chǎn)品排料裝置，在分布板、保溫板表面各涂有絕熱涂層。所述的噴嘴通斷部件是橫向貫通地開在分布板側(cè)面且有閥門控制的可切換開通用加熱介質(zhì)和關(guān)閉用冷卻介質(zhì)的通道。所述的保溫孔與多個噴嘴相套。分布板上的噴嘴在保溫孔方向是伸出的。所述的噴嘴通斷部件是機械式的。所述的均壓的熔融液室中有一個與穩(wěn)壓原料進口管相通的均壓帽。
試驗證明本發(fā)明具有造粒效率和移熱效率高，投資省、能耗低、操作容易、產(chǎn)品質(zhì)量好的優(yōu)點。


圖1.本發(fā)明提出的造粒裝置剖視圖(熔融液的密度小于冷卻液的密度時)。
圖2.本造粒裝置組合噴嘴和保溫板的結(jié)構(gòu)剖視圖(熔融液的密度小于冷卻液的密度時)。
圖3.本發(fā)明提出的造粒裝置剖視圖(熔融液的密度大于冷卻液的密度時)。
圖4.本造粒裝置組合噴嘴和保溫板的結(jié)構(gòu)剖視圖(熔融液的密度大于冷卻液的密度時)。
圖5.分布板機械開關(guān)在造粒裝置中的連接示意圖。
圖6.分布板機械開關(guān)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7.本發(fā)明實施例一的產(chǎn)品照片(顆粒2～3mm)。
圖8.本發(fā)明實施例一的產(chǎn)品照片(顆粒5～8mm)。
具體實施例方式
當(dāng)熔融液的密度小于冷卻液的密度時，見圖1、圖2。造粒熔融液1由壓力泵2泵送并經(jīng)過穩(wěn)壓裝置3穩(wěn)定在確定壓力后，經(jīng)料管4、均壓帽5進入熔融液室6，熔融液室6的上部設(shè)有熔融液室法蘭7a，該法蘭7a的上部設(shè)有分布板8，分布板8上設(shè)有多個噴嘴9，分布板8的側(cè)面設(shè)有開關(guān)用冷卻介質(zhì)和加熱介質(zhì)通道13，閥門11是用于控制關(guān)斷用冷卻介質(zhì)或開通用加熱介質(zhì)從口10或口12進入的，經(jīng)過加熱介質(zhì)和冷卻介質(zhì)通道13后，從口14流出。分布板8的上方是保溫板15，保溫板15開有與噴嘴9對應(yīng)相套的保溫孔16，在保溫板15的側(cè)面開有加熱介質(zhì)通道18，加熱介質(zhì)經(jīng)過入口17、加熱介質(zhì)通道18后，從出口19流出。保溫板15上方通過塔體法蘭7b連接塔體20。熔融液室法蘭7a、分布板8、保溫板15、塔體法蘭7b用螺栓緊密連接，在分布板8、保溫板15的表面均涂有絕熱涂層，在塔體20的上方設(shè)有冷卻液入口21和產(chǎn)品出料口22。
上述造粒的開始和停止是通過對噴嘴9的通斷來實現(xiàn)的，在分布板8的通道13中通入加熱介質(zhì)時，噴嘴9被加熱，噴嘴9通道中的凝固物融化，噴嘴9開通，熔融液從噴嘴9中流出，造粒開始；在分布板8的通道13中切換通入冷卻介質(zhì)時，噴嘴9被冷卻，噴嘴9通道中的熔融液凝固，噴嘴9關(guān)斷，造粒停止。
此外，噴嘴9的通斷，也可以采用機械方法實現(xiàn)。如圖5、圖6，在分布板8的下方設(shè)有多孔蓋板23，為了能有效地關(guān)閉由多個噴嘴9組成的組合噴嘴，在蓋板23上方粘接彈性膠板24，蓋板23上開有與噴嘴9位置錯開的多孔，保證熔融液經(jīng)過蓋板23后能均勻供給噴嘴9，為保證蓋板23的平行上下移動，在分布板8上設(shè)有多個平行的導(dǎo)軌25，蓋板23的平行上下移動依靠由包括活動銷釘26、連接銷釘27、連桿28a、28b、轉(zhuǎn)動軸29和手柄31組成的聯(lián)桿機構(gòu)實現(xiàn)。在轉(zhuǎn)動軸29和熔融液室6之間有密封墊圈30。
當(dāng)熔融液的密度大于冷卻液的密度時，見圖3、圖4。造粒熔融液1由壓力泵2泵送并經(jīng)過穩(wěn)壓裝置3穩(wěn)定在確定壓力后，經(jīng)料管4、均壓帽5，進入熔融液室6，熔融液室6的下部設(shè)有熔融液室法蘭7a，該法蘭7a的下方設(shè)有分布板8，分布板8上設(shè)有多個噴嘴9，分布板8的側(cè)面設(shè)有開關(guān)用冷卻介質(zhì)和加熱介質(zhì)通道13，閥門11是用于控制關(guān)斷用冷卻介質(zhì)或開通用加熱介質(zhì)從口10或口12進入的，經(jīng)過加熱介質(zhì)和冷卻介質(zhì)通道13后，從口14流出。分布板8的下方是保溫板15，保溫板15開有與噴嘴9對應(yīng)相套的保溫孔16，在保溫板15的側(cè)面開有加熱介質(zhì)通道18，加熱介質(zhì)經(jīng)過入口17、加熱介質(zhì)通道18后，從出口19流出。保溫板15下方通過塔體法蘭7b連接塔體20。熔融液室法蘭7a、分布板8、保溫板15、塔體法蘭7b用螺栓緊密連接，在分布板8、保溫板15的表面均涂有絕熱涂層，在塔體20的下方設(shè)有冷卻液入口分布板32，分布板32上開有多個小于顆粒粒徑的孔，下部設(shè)有冷卻液管路33。冷卻后的顆粒產(chǎn)品從卸料口34、經(jīng)排料裝置35將產(chǎn)品排出。
上述造粒的開始和停止是通過對噴嘴9的通斷來實現(xiàn)的，在分布板8的通道13中通入加熱介質(zhì)時，噴嘴9被加熱，噴嘴9通道中的凝固物融化，噴嘴9開通，熔融液從噴嘴9中流出，造粒開始；在分布板8的通道13中切換通入冷卻介質(zhì)時，噴嘴9被冷卻，噴嘴9通道中的熔融液凝固，噴嘴9關(guān)斷，造粒停止。
此外，噴嘴9的通斷，也可以采用機械方法實現(xiàn)。如圖5、圖6，在分布板8的下方設(shè)有多孔蓋板23，為了能有效地關(guān)閉由多個噴嘴9組成的組合噴嘴，在蓋板23上方粘接彈性膠板24，蓋板23上開有與噴嘴9位置錯開的多孔，保證熔融液經(jīng)過蓋板23后能均勻供給噴嘴9，為保證蓋板23的平行上下移動，在分布板8上設(shè)有多個平行的導(dǎo)軌25，蓋板23的平行上下移動依靠由包括活動銷釘26、連接銷釘27、連桿28a、28b、轉(zhuǎn)動軸29和手柄31組成的聯(lián)桿機構(gòu)實現(xiàn)。在轉(zhuǎn)動軸29和熔融液室6之間有密封墊圈30。在用于圖3、圖4裝置時，與在圖1、圖2中相應(yīng)位置的安裝成鏡像相似。
實施例一本發(fā)明在石蠟熔融液造粒中進行了實施，熔融液的密度小于冷卻液的密度，其基本參數(shù)和實施效果如下石蠟的熔點為58℃，熔融液的密度約為776kg/m3，固體石蠟的密度約為916kg/m3，石蠟熔融液的溫度為80℃，冷卻液采用冷卻水。采用圖1所示的裝置。保溫板加熱介質(zhì)采用蒸汽，開關(guān)用加熱介質(zhì)采用蒸汽，開關(guān)用的冷卻介質(zhì)為冷卻水。冷卻水經(jīng)過制冷裝置降溫后循環(huán)使用。
1.噴嘴直徑為0.5mm時，獲得直徑為2～3mm的球形石蠟顆粒，經(jīng)過瀝干和離心流化床脫水后，其含水量低于0.03％，產(chǎn)品組分無外來其它污染組分，達到產(chǎn)品質(zhì)量要求，其造粒產(chǎn)品如圖7。
2.噴嘴直徑為1mm時，獲得直徑為5～8mm的球形石蠟顆粒，經(jīng)過瀝干和離心流化床脫水后，其含水量低于0.03％，產(chǎn)品組分無外來其它污染組分，達到產(chǎn)品質(zhì)量要求，其造粒產(chǎn)品如圖8。
實施例二本發(fā)明對尿素熔融液在液體石蠟中造粒進行了實施，熔融液的密度大于冷卻液的密度，其基本參數(shù)和實施效果如下尿素的熔點為132.7℃，尿素熔融液的密度為1335kg/m3，冷卻液采用液體石蠟，液體石蠟的密度約為845kg/m3，采用圖3所示的裝置。保溫板加熱介質(zhì)采用蒸汽，開關(guān)用的加熱介質(zhì)采用蒸汽，開關(guān)用的冷卻介質(zhì)為液體石蠟。液體石蠟經(jīng)過制冷裝置降溫后循環(huán)使用。噴嘴直徑為1.2mm時，獲得直徑為3～6mm的球形尿素顆粒，經(jīng)過瀝干和離心流化床脫蠟后，產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)良。
權(quán)利要求
1.將熔融液制成球形顆粒產(chǎn)品的造粒裝置，含有冷卻液入口和產(chǎn)品出料口、塔體、噴嘴及其通斷部件，其特征在于，當(dāng)熔融液的密度小于冷卻液的密度時，它含有均壓的熔融液室，位于上述熔融液室的法蘭上方且縱向裝有多個噴嘴的分布板，位于上述分布板上方而縱向開有與噴嘴對應(yīng)相套的多個保溫孔且在橫向從側(cè)面開有加熱介質(zhì)通道的保溫板，經(jīng)塔體法蘭與保溫板相連且與其上保溫孔相通的上述塔體以及和分布板相連的噴嘴通斷部件，其中，熔融液室法蘭、分布板、保溫板、塔體法蘭通過螺栓緊密連接，塔體上方設(shè)有冷卻液的入口和產(chǎn)品的出料口，在分布板、保溫板表面各涂有絕熱涂層。
2.將熔融液制成球形顆粒產(chǎn)品的造粒裝置，含有冷卻液入口和產(chǎn)品出料口、塔體、噴嘴及其通斷部件，其特征在于，當(dāng)熔融液的密度大于冷卻液的密度時，自上而下它含有均壓的熔融液室，位于上述熔融液室的法蘭下方且縱向裝有多個噴嘴的分布板，位于上述分布板下方而縱向開有與噴嘴對應(yīng)相套的多個保溫孔且在橫向從側(cè)面開有加熱介質(zhì)通道的保溫板，經(jīng)塔體法蘭與保溫板相連且與其上保溫孔相通的上述塔體以及和分布板相連的噴嘴通斷部件，其中，熔融液室法蘭、分布板、保溫板、塔體法蘭通過螺栓緊密連接，在塔體下方設(shè)有冷卻液入口分布裝置、產(chǎn)品的排料裝置，在分布板、保溫板表面各涂有絕熱涂層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的將熔融液制成球形顆粒產(chǎn)品的造粒裝置，其特征在于所述的噴嘴通斷部件是橫向貫通地開在分布板側(cè)面且有閥門控制的可切換開通用加熱介質(zhì)和關(guān)閉用冷卻介質(zhì)的通道。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的將熔融液制成球形顆粒產(chǎn)品的造粒裝置，其特征在于所述的噴嘴通斷部件是橫向貫通地開在分布板側(cè)面且有閥門控制的可切換開通用加熱介質(zhì)和關(guān)閉用冷卻介質(zhì)的通道。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的將熔融液制成球形顆粒產(chǎn)品的造粒裝置，其特征在于所述的保溫孔可與多個噴嘴相套。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的將熔融液制成球形顆粒產(chǎn)品的造粒裝置，其特征在于所述的保溫孔可與多個噴嘴相套。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的將熔融液制成球形顆粒產(chǎn)品的造粒裝置，其特征在于分布板上的噴嘴在保溫孔方向是伸出的。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的將熔融液制成球形顆粒產(chǎn)品的造粒裝置，其特征在于分布板上的噴嘴在保溫孔方向是伸出的。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的將熔融液制成球形顆粒產(chǎn)品的造粒裝置，其特征在于所述的噴嘴通斷部件是機械式的。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的將熔融液制成球形顆粒產(chǎn)品的造粒裝置，其特征在于所述的噴嘴通斷部件是機械式的。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的將熔融液制成球形顆粒產(chǎn)品的造粒裝置，其特征在于所述的均壓的熔融液室中有一個與穩(wěn)壓原料進口管相通的均壓帽。
12.根據(jù)權(quán)利要求2所述的將熔融液制成球形顆粒產(chǎn)品的造粒裝置，其特征在于所述的均壓的熔融液室中有一個與穩(wěn)壓原料進口管相通的均壓帽。
全文摘要
將熔融液制成球形顆粒產(chǎn)品的造粒裝置屬于熔融液成型技術(shù)領(lǐng)域，其特征在于，當(dāng)熔融液的密度小于冷卻液的密度時，它含有均壓的熔融液室，位于熔融液室上方且縱向裝有多個噴嘴的分布板，位于上述分布板上方而縱向開有與噴嘴對應(yīng)相套的保溫孔且在橫向從側(cè)面開有加熱介質(zhì)通道的保溫板，經(jīng)塔體法蘭與保溫板連接且和保溫孔相通的塔體以及和分布板相連的噴嘴通斷部件，噴嘴通斷部件是橫向貫穿在分布板側(cè)面且用閥門控制的可切換冷卻介質(zhì)和加熱介質(zhì)的通道，也可以是裝在分布板下方的機械開關(guān)。塔體上方開有冷卻液入口和產(chǎn)品出料口。當(dāng)熔融液的密度大于冷卻液的密度時，其自上而下的安裝順序為熔融液室、分布板、保溫板、塔體、冷卻液入口分布裝置、產(chǎn)品排料裝置，熔融液經(jīng)噴嘴向下流動，液滴在塔體中向下運動并冷卻成顆粒產(chǎn)品，通過下部機械排料裝置排出。該造粒裝置具有造粒效率和移熱效率高，投資省、能耗低、操作容易、產(chǎn)品質(zhì)量好的特點。
文檔編號B01J2/06GK1515350SQ0310001
公開日2004年7月28日 申請日期2003年1月3日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月3日
發(fā)明者王亭杰, 方九陽, 奚元宙, 魏飛, 金涌 申請人:清華大學(xué)