產(chǎn)品概述
熔融冷卻造粒機(jī)采用壓力式噴頭冷卻造粒技術(shù),有利于改善生產(chǎn)現(xiàn)場的操作條件和環(huán)境,使造粒、輸送、包裝的過程粉塵含量得到有效控制。
熔融物料的冷卻造粒過程一般分為三個階段:
針對具體物料的特性,這三個階段的時間各不相同,根據(jù)物料在噴霧塔內(nèi)由液態(tài)到固態(tài)的變化過程確定塔體的直徑,選定設(shè)備的型號。
產(chǎn)品特點(diǎn)
★ 成品率高:一般情況成品率都在85%以上,個別物料可以接近99%,因此比傳統(tǒng)的壓力冷卻造粒高出20個百分點(diǎn)以上。
★ 顆粒大:一般涌壓力冷卻造粒時顆粒只能60目,且60目的顆粒比例很低, 離心造粒機(jī)造的顆粒可以在20-200目任意調(diào)節(jié)。
★ 物料回收率高:由于成品率高,只有很少的小顆粒,所以很容易回收。
★ 環(huán)保:幾乎所有物料都可以回收回來,粉塵排放量幾乎為零,可以達(dá)到環(huán)保的要求。
★ 不易粘壁:常規(guī)的冷卻造粒總是有一部分粘壁,本設(shè)備的霧化盤做了特殊處理,所以需要很小的離心力就可以了,離心后的物料甩不到壁上,所以不易粘壁。
★ 顆粒圓滑:料液是從小孔里擠壓出來的,由于壓力小,料液出來后會依靠自己的收縮力,迅速收縮成圓型,冷卻后非常圓滑。
影響造粒成型質(zhì)量的幾個主要因素:
◆ 物料溫度的影響:物料溫度的高低直接影響設(shè)備的生產(chǎn)能力,這里說的高低,是指造粒前的料溫距離自身的熔點(diǎn)或轉(zhuǎn)化點(diǎn)溫度的大小。一般而言,溫度越高,產(chǎn)量越小,因此對于料溫太高的物料(一般指大于熔點(diǎn)或軟化點(diǎn)50℃以上),建議在造粒前對物料進(jìn)行熱交換處理,以利于充分發(fā)揮造粒設(shè)備的生產(chǎn)能力。
◆ 物料性質(zhì)影響:不同性質(zhì)的物料其造粒性能差異較大。影響造粒過程及質(zhì)量的物性參數(shù),主要有熔點(diǎn)(或軟化點(diǎn))、比重、傳熱系數(shù)、結(jié)晶特性、粘度及液態(tài)表面張力等。粘度和表面張力,主要影響造粒產(chǎn)品的成型質(zhì)量,而其它參數(shù)則主要影響物料的冷卻、固化速度,從而影響其產(chǎn)量,一般來講,物料的熔點(diǎn)、比重、傳熱系數(shù)越大,比熱越小,其產(chǎn)量越大,反之亦然。
◆ 粘度(或表面張力)、溫度對顆粒成型質(zhì)量有一定的影響。
產(chǎn)品工作原理
熔融造粒是利用某些物料常溫時是固體,遇熱后成液體,高溫液體遇冷后又成固體的性質(zhì),完成從熔融狀到固體顆粒的轉(zhuǎn)化過程。
熔融造粒裝置要解決兩個問題:
(1)使熔體分散成大小均勻的液滴,以保證產(chǎn)品顆粒的合格率。
(2)熔融滴粒在運(yùn)動過程中充分固化、冷卻,防止粘壁和結(jié)塊,并使收集的產(chǎn)品能直接包裝。
對于熔融液體的分散,我公司已成功設(shè)計了夾套加熱壓力式微珠造粒噴頭。在穩(wěn)定的壓力下,熔融液體通過霧化噴頭小孔噴出,借助表面張力分裂為滴狀。液滴遇冷收縮成球狀顆粒,適當(dāng)設(shè)計孔徑和孔的排布很關(guān)鍵,該造粒噴頭可以產(chǎn)生非常均勻的液滴,從而得到粒徑分布很窄的產(chǎn)品。與其他形式的冷卻造粒相比產(chǎn)品粒度均勻。顆粒的形成如圖1所示,熔融滴粒與冷空氣接觸后,在與氣體傳遞熱量的同時,在下落過程中表面首先凝固,形成固體膜,滴粒形狀基本上被固體膜固定。此后,隨著冷卻繼續(xù)進(jìn)行,固體殼層逐漸向顆粒中心延伸;未凝固液體核逐漸向中心收縮,直至固化,形成固體顆粒。
熔融滴粒從液體變成固體產(chǎn)品,實(shí)際上經(jīng)歷性質(zhì)不同的三個階段:
(1)液滴表面出現(xiàn)固體膜之前,液滴與氣流間進(jìn)行對流傳熱,熔體冷卻。
(2)表面凝固、出現(xiàn)固體膜后,熔體核表面逐漸向中心收縮,直至凝固。此階段中固體層熱阻不可忽略。
(3)熔體凝固后顆粒繼續(xù)冷卻,當(dāng)液體熔融溫度降低到熔點(diǎn)溫度時即Tp = Tm時,表面開始析出固體,固化過程開始。
塔式造粒通常為高塔和大直徑的造粒塔,為確保顆粒的固化,通常塔的高度很高,塔的高度有時取決與顆粒的大小,顆粒大時往往塔的高度高些,塔式造粒方法的優(yōu)點(diǎn)是技術(shù)比較簡單,操作控制容易;但也存在要求造粒塔很高的突出問題。此外,為盡可能減小塔的高度,塔式裝置在設(shè)計和操作不得已而采取的某些措施又帶來一些新的問題。例如,如果加大進(jìn)氣量,操作不可避免地增大了細(xì)顆粒帶出量和尾氣處理的負(fù)荷;由塔式造粒過程的分析可以看出,大部分塔高度消耗在熔融液滴固化后的冷卻階段,熔融顆粒總是外表層首先固化,顆粒內(nèi)部的熱量要全部釋放出來需要一個較長的過程,如果當(dāng)顆粒表面形成足夠堅(jiān)硬的固體殼層后,將進(jìn)一步的凝固和冷卻過程轉(zhuǎn)移到流化床中進(jìn)行,塔的高度就可以降低很多。所以在以上的思路上,我廠成功開發(fā)了造粒塔和流化床一體的冷卻造粒裝置。
系統(tǒng)工藝流程
經(jīng)油水分離器分離的油蠟物料,加熱脫水后進(jìn)入進(jìn)料罐,控制進(jìn)料溫度,由供料泵輸送到安裝在干燥塔頂部的噴槍,通過氣動調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)進(jìn)料壓力來控制進(jìn)料流量,在噴頭處將料液霧化成細(xì)小的霧滴群,使料液的表面積大大增加,然后在與冷空氣充分交換的情況下,迅速凝固成小顆粒產(chǎn)品落入塔底部,為使產(chǎn)品冷卻固化。塔底部設(shè)置了冷卻塔內(nèi)置冷卻流化床,經(jīng)冷凍水換熱冷卻的空氣由流化床鼓風(fēng)機(jī)送入流化床,對造粒的物料進(jìn)行二次冷卻,塔體下部直段設(shè)有補(bǔ)風(fēng)口,常溫空氣進(jìn)入塔體,平衡塔內(nèi)風(fēng)量風(fēng)壓,塔體中部設(shè)有水霧化裝置,夏季高溫時,通過汽化吸熱原理,將空氣降溫,滿足冷卻塔溫度要求,同時也降低了運(yùn)行成本。尾氣及未落入塔底部的少量細(xì)粉被引風(fēng)機(jī)抽入旋風(fēng)除塵器收料。冷卻后的物料從流化床出來,進(jìn)入振動床,成品進(jìn)入料倉,由自動包裝機(jī)包裝,粗料回到原料罐。
系統(tǒng)控制
整套系統(tǒng)采用DCS控制系統(tǒng),有效控制鼓引風(fēng)風(fēng)量,控制進(jìn)料溫度,控制霧化水流量,精確控制進(jìn)料壓力、流量。實(shí)現(xiàn)霧化水、鼓引風(fēng)、進(jìn)料的連鎖控制。
適用物料
工程案例
制造過程