Механические процессы и аппараты нефтеперерабатывающих

Механические процессы и аппараты нефтеперерабатывающих

И нефтехимических предприятий

 

Учебное пособие

 

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Уфимский государственный нефтяной технический университет»

 

 

Механические процессы и аппараты нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятий

 

Учебное пособие

 

Уфа 2015

УДК

ББК

 

 

Авторский коллектив:

Абызгильдина С.Ш., Гареева Р.Х., Халимова Э.А.,

 

Механические процессы и аппараты нефтеперерабатывающих и нефтехимических предприятий: учебное пособие. Под редакцией Абызгильдиной С.Ш. – Уфа: ………., 2015.

 

В учебном пособии рассмотрены основные понятия и классификация гидромеханических процессов и аппаратов. Даются теоретические и практические аспекты проведения гидромеханических процессов, а также показано их практическое применение в нефтеперерабатывающих и нефтехимических отраслях промышленности.

Представлены схемы и принцип работы основных гидромеханических аппаратов, которые рассматриваются в лекционных курсах «Гидромеханические и механические процессы нефтехимии и нефтепереработки».

В данном пособии приведены рабочая программа и контрольно-измерительные материалы по темам, в которых студенту предлагается вопрос и несколько вариантов ответов на него. Приведенные тесты могут быть при проведении лабораторных занятий и самостоятельной работе.

Учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся по программам специалитета, бакалавриата и магистратуры.

Содержание

 

1 Перемещение твердых материалов. 8

2 Механические способы разделения веществ. 18

3 Классификация, смешивание и дозирование сыпучих материалов. 24

4 Измельчение твердых материалов. 35

5 Механические способы разделения смесей твердых веществ и жидкостей. 80

6 Механическое разделение смесей жидкостей. 105

7 Очистка газов и разделение газовых смесей. 108

 

 

Введение

Любой технологический процесс, несмотря на различие методов, представляет собой ряд взаимосвязанных типовых технологических стадий, протекающих в аппаратуре определённого класса. Однако высокие требования к качеству продукции, эффективности производства, снижению энерго- и материалоемкости, охране окружающей среды определили специфику аппаратурно-технологического оформления в различных отраслях нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности.

Разделение смесей веществ на отдельные компоненты представляет собой одну из важнейших базовых технологических операций в нефтехимическом процессе.

Большая часть природного сырья, как и продукты, получаемые в результате химических реакций, представляют собой смеси веществ, которые для дальнейшей обработки либо конечного использования необходимо разложить на их составные части. Решающим фактором при выборе того или иного способа разделения является агрегатное состояние компонентов смеси вещества и их химические физические свойства.

При возросшем требованиям к профессиональному уровню машинистов технологических процессов, механиков, данное учебное пособие полностью соответствует в плане совершенствования теоретической и практической подготовки. При выборе объектов изучения отдано предпочтение наиболее распространенной аппаратуре, на которую в первую очередь должен ориентироваться специалист в своей повседневной практике.

Особенно полезно оно будет бакалаврам и магистрантам заочного обучения, которые при самостоятельном изучении механических процессов и аппаратов лучше усваивают методы их расчета, анализируя содержание конкретных примеров.

 

 

 

Пластинчатый конвейр

С помощью таких пластинчатых конвейеров транспортируются грячие сыпучие материалы и штучные грузы (после выхода из печи).

- скребковый транспортер сплошного волочения состоит из двойной скребковой цепи с вертикальными скребками. Цепь крутится вокруг двух вращающихся звездочек и скребет по днищу лотка. Транспортируемый материал, падающий в лоток сверху, увлекается на его днище скребками цепи и перемещается в разгрузочную воронку. (служат для подачи сыпучих материалов нерегулярной загрузки).

Скребковый транспортер

- винтовой транспортер представляет собой вытянутый шнек из листовой стали, вращаюхся в специальном лотке. Падающий в лоток сыпучий материал захватывается винтообразно накрученным вокруг вала металлическим листом транспортирующего шнека и перемещается в сторону выгрузки. С помощью винтового транспортера можно подавать порошковые и гранулированные сыпучие материалы, а также шдамовые и пастообразные массы.

Винтовой транспортер

- виброконвейеры состоят из опирающегося на пружины транспортирующего канала (качающегося желоба) и электродвигателя с дебалансными грузами для создания движения качения (вибрации). Транспортирующий желоб перемещается при этом вперед верх и назад вниз.

Виброконвейер

- ковшовые элеваторы предназанчены для транспортировке сыпучих материалов и для работы в случае круто поднимающегося пути транспортировки. Транспортным средством служит двойная шарнирная лента из армированной текстилем резины с подвешенными ковшами из металла или пластмассы. Лента движется по кругу в закрытом корпусе с помощью оборотных роликов.

Ковшовые элеваторы

- роликовые конвейеры транспортируют штучный груз с плоской базой или пакетированные на поддонах, загруженные в емкости сыпучие материалы. Он состоит из уложенных вплотную отдельных ролиов, которые образуют направляющую.

Попав на роликовую направляющую, груз перемещается под действием собственных иенционных сил без всякого внешнего привода. Благодаря своей простой конструкции они активно используются в сфере хранения и отправки товара.

Роликовые конвейеры

- пневматический транпортер, транспортируют порошковые и гранулированные сыпучие материалы воздушным потоком в закрытом трубопроводе. Обычно это сухие сыпучие материалы с размером зерен до 40 мм.

Материал подается через загрузочное устройство (ячейковый дозатор) подается в поток воздуха. Установка состоит из транспортных трубопроводов и циклонов-сепараторов.

 

Пневмовакуумная установка

Дозировочные устройства

2 МЕХАНИЧЕСКИЕ СПОСОБЫ РАЗДЕЛЕНИЯ ВЕЩЕСТВ Механические способы разделения основаны на разделении смесей веществ – с учетом разных физических свойств отдельных компонентов – под действием механических сил.

Механические способы разделения используют для смесей твердых веществ, твердых веществ и жидкостей, газов с примесями твердых частиц и жидкостных смесей.

 

Пример механического разделения смеси твердых веществ

 

Доставленную из шахты или рудника огромную глыбу смеси твердых веществ необходимо прежде всего измельчить для получения груды зернистых обломков размером от малого до среднего, каждый из которых состоял бы из одного компонента смеси. Разрушение при измельчении больших глыб лучше осуществлять по линии разделения компонентов. Обломков, которые содержат и после измельчения более одного компонента, остается не так уж много. В ходе последующей операции разделения они будут отнесены к компоненту, из которого и состоят. Попавшие сюда частицы «чужого вещества» рассматриваются как примеси и при необходимости подлежат удалению.

После измельчения смесь твердых веществ представляет собой груду зернистого сыпучего материала с разным размером частиц, т.е имеет разную зернистость. При этом отдельные обломки могут состоять из одного компонента.

Разделение этой наваленной смеси на две части единого состава называют сортировкой, при этом получееные части состоят из разных по размеру частиц одинакового состава. Для дальнейшей сортировки используют механические способы разделения: седиментация - разделение обеспечивается разной плотностью; флотация разная сцепляемость с воздушными пузырьками приводит к разделению смеси в навале; магнитное разделение – эффект разделения создается за счет магнитного притягивания, либо его отсутствия.

Для дальнейшей обработки может потребоваться разделение двух отдельных частей еще на несколько частей с одинаковой зернистостью. Такая операция называется классификацией, к ней относят просеивание, провеивание и промывка.

Последовательность операций по разделению может меняться, т.е. иногда сначала приходиться выполнять классификацию, затем сортировку.

 

Сортировка

Сортировка есть разложение наваленного грудой сыпучего материала с частицами разного состава на несколько навалов одного состава.

Для сортировки используются разные физические свойства отдельных компонентов: плотность, смачиваемость и магнитная восприимчивость.

Сортировка по плотности

Для разделения используется разная плотность различных компонентов в смеси наваленного материала. Самые распространенные это отсадка, вибрация на качающемся концентрационном столе и разделение в тяжелых средах.

Отсадка

Процесс разделения, который происходит при непрерывном разрыхлении и встряхивании наваленной двухкомпонентной массы. При этом частицы меньшей плотности собираются вверху, а частицы большей плотности – внизу взрыхленной смеси.

Для осуществления этого процесса используют отсадочные машины, работающие с воздухом или водой в качестве разрыхляющей среды.

Такие машины состоят из резервуара, в котором вода с помощью вибратора приводится в интенсивное движение вверх и вниз. Это движение настолько мощное, что при каждом заходе наваленная на решето масса приподнимается, встряхивается и разделяется в зависимости от плотности.

При подъеме лежащий вверху более легкий продукт падает назад через разгрузочную кромку. Более тяжелые частицы покидают отсадочную машину через зазор в стенке резервуара ниже уровня жидкости с проскальзыванием через разгрузочную кромку. Пульсирующее движение и потоки жидкости обеспечивает разгрузочный эффект.

 

Флотационный аппарат

 

Для достижения флотации загруженная сыпучая смесь вбивается мешалкой во флотационную жидкость, причем одновременно в воду попадает воздух. Поскольку один компонент смеси с трудом поддается смачиванию водой, воздушные пузырьки захватывают именно его частицы. При подъеме пузырьков на поверхность они выносятся вместе с ними, образуя там устойчивую пену, которую можно просто вычерпать. Смачиваемые водой частицы не сцепляются с воздушными пузырьками. Такие частицы опускаются на дно, где собираются в виде шлама, подлежащего периодической выгрузке.

Содержащая твердые вещества пена с одним компонентом и мокрый

шлам с другим твердым веществом раздельно центрифугируются. Флотационная жидкость отделяется от твердой фракции, а обезвоженная масса твердого вещества поступает затем на дальнейшую обработку, анпример на переплавку. Отделенная флотационная жидкость отводится обратно во флотационный бак.

Путем флотации отделяются руда от пустой породы, при отделении грубодисперсных примесей от сточных вод.

Магнитная сортировка

Таким методом разделяются сыпучие смеси, состоящие из намагничиваемых и ненамагничиваемых частиц. Эффект разделения основан на том, что намагничиваемые вещества притягиваются магнитом. Магнитные сортировки бывают самых различных исполнений. Чаще всего находит применение барабанный электромагнитный сепаратор.

Разделяемая смесь подается через загрузочную воронку на качающийся желоб, где частицы материала взрыхляются и равномерно распределяются. Отсюда они сползают на приводимый в действие резиновой лентой барабан.

Лабораторное сито (грохот)

Рабочие поверхности

 

Насыпная на сито смесь разделяется на две части, причем размер зерен той массы, что остается на сите, больше размера проходных отверстий, а размер провалившихся зерен меньше. Масса, оставшаяся на сите называется – остатком, или грубозернистым (верхним) продуктом, а провалившаяся масса – просев, или мелкозернистого (нижнего, подрешетного) продукта.

Если массу насыпного на грохот материала требуется разделить на несколько частей, то можно использовать целый набор установленных друг над другом сит с размерами проходных отверстий, уменьшающихся по мере продвижения сверху вниз.

Колосниковый грохот

 

Они оказывают лишь ограниченное просеивающее действие и служат преимущественно для предварительного отделения чрезмерно больших кусков, например, перед обработкой в измельчающей машине. Ширина зазора между стержнями может составлять от 20 до 200 мм.

Вибрационный ситовой транспортер имеет наклонную рабочую поверхность из сит с разными размерами проходных отверстий, возрастающими в направлении сверху вниз.

Качающийся грохот

 

Размер проходных отверстий сита уменьшается по мере продвижения сверху вниз. Большие куски остаются на самом верхнем полотне, остаток же проваливается на следующую рабочую поверхность. На ней остаются частицы, не способные пройти сквозь ее более узкие отверстия. Просев вновь проходит на следующее, расположенное еще ниже полотно и т.д. Движение частиц обеспечивается эксцентриковым или небалансным приводом, сообщающим рабочим поверхностям движения качения. В зависимости от привода эти движения могут быть возвратно-поступательными, круговыми или качающимися.

Барабанный грохот состоит из установленного с легких наклоном барабана, разбитого на отдельные секции с разным размером проходных отверстий. Эти размеры возрастают от сегмента к сегменту начиная от приподнятого конца барабана и могут находиться в диапазоне от 10 мм до 100 мм.

Барабанный грохот

 

Барабан грохота приводится электродвигателем в медленное вращение. Подлежащий классификации сыпучий материал подается в полость барабана сверху. За счет вращения и наклонного боложения барабана просевной материал перемещается по спиральным траекториям к нижнему концу барабана. При этом подходящие по крупности зерен частицы проходят сквозь отверстия соответствующих сегментов, разделяясь таким образом на фракции.

Просеивающая установка с виброситом пневматической транспортировкой продукта представлена на рисунке. Такую установку, именуемую иногда качающимся ситом, используют при классификации с трудом поддающихся просеиваюнию продуктов с крупностью зерен от 30 мкм до 1 мм. Рабочая поверхность по центру снизу свободно обдувается струей воздуха, причем находящийся на ней продукт взрыхляется и мелкая фракция уносится воздушным потоком по периметру сита через его проходные отверстия, оседая в циклоне либо в мешочном фильтре.

Воздушная сепарация

 

В вертикальном потоке воздуха на частицы действуют две силы: сила тяжести F_G, тянущая частицы вниз, и сила сопротивления воздуха F_R, уноящая частицы вверх. У малых частиц и сила тяжести невелика, так что здесь преобладает сила сопротивления воздуха.

В результате воздушной сепарации материал удается разделить на крупную и мелкую фракции. При этом крупная фракция состоит из частиц выше определенного размера зерен, а мелкая фракция – из частиц ниже определенного размера зерен. Эта крупность разделения может регулироваться за счет изменения скорости воздуха.

Используемые для осуществления такой операции аппараты называются воздушными сепараторами. Разные по исполнению воздушные сепараторы различаются преимущественно по точности разделения и крупности обрабатываемых зерен.

 

Зигзагообразный воздушный сепаратор

Такой сепаратор состоит из кусков листового металла, сваренных зигзагообразно относительно друг друга и размещенных рядом в одном корпусе. Рассеивающий воздух протекает в зигзагообразных каналах снизу вверх, образуя на их отдельных участках завихрения потока. Подлежащий сортировке материал подается где-то на среднем уровне и в каждом изгибе канала проходит через завихрение воздушного потока. Этим обеспечивается многократное «провеивание», причем частицы меньше определенной крупности разделения уносятся с потоком воздуха вверх, а более крупные частицы падают на наклонно установленную решетку в нижнем конце зигзагообразных каналов и выгружаются сбоку.

Траектория оседания впотоке

В осадительном классификаторе (коническим отстойником), загруженный сыпучий материал направляется горизонтальным потоком воды через участок оседания. При этом крупные частицы опускаются быстрее и попадаютв передние воронки, в то время как мелкие частицы опускаются медленне и уносятся потоком воды в задние воронки или к сливному порогу мелкой фракции.

 

Физические аспекты

Виды нагрузок

Способы измельчения

С учетом твердости измельчаемого материала различают измельчение твердых, среднетвердых и мягких веществ.

В зависимости от средней крупности зерен измельчаемого продукта выбирают способы дробления либо размалывания, которые имеют еще и собственную классификацию. Соответствующие машины называются дробилками или мельницами.

Таблица Способы измельчения и измельчающие машины

Способ измельчения	Размер и вид зерен продукта	Машины для твердых материалов	Машины для среднетвердых и мягких материалов
крупное дробление	>50 мм крупные куски	шековая дробилка, конусная дробилка	молотковые дробилки
мелкое дробление	5…50 мм мелкий щебень	конусная дробилка валковая дробилка	валковые дробилки
грубое измельчение	0,5…5 мм гравий, «семечко»	молотковая дробилка, валковая мельница	истирающие мельницы, стержневые мельницы
тонкое и сверхтонкое измельчение	0,05…0,5 мм 0,005…0,05мм Мука, пудра	истирающая мельница, штифтовая мельница, конусная мельница	мельницы истирающие, ножевые, вибрационные
коллоидное измельчение	<0,005 мм коллоидная пудра	шаровая мельница, струнная мельница	мельница шаровая, вибрационная (обе для мокрого размола)

 

Процесс измельчения невозможно осуществить за один заход «от крупных кусков до мелкой муки», поэтому приходиться компоновать в одну установку сразу несколько измельчающих машин.

 

Дробилки

Являются самым подходящим средством для грубого измельчения крупных кусков материала, какие бывают в металлорудных шахтах или каменоломнях. Они измельчают до максимальной крупности – 5 мм.

Щековая дробилка

Имеет две щеки: одну неподвижную, другую с возвратно-поступательным движением, за счет чего зазор между щеками попеременно то увеличивается, то уменьшается. При этом подлежащие измельчению крупные куски попадают при сжимающей нагрузке между щеками и дробятся на более мелкие. При отводе подвижной щеки измельченный материал падает вниз, причем более крупные куски проваливаются глубже между щеками и подвергаются повторному измельчению при следующем подходе подвижной щеки.

Щековая дробилка

 

Сверху поступает и проскальзывает в пространство между щеками крупный материал. Путем регулирования ширины открытого зазора и частоты сближения щек можно изменять крупность зерен и расход измельчаемого продукта.

Конусная дробилка

Снабжена неподвижным корпусом, в котором вращается дробильный конус. Конус приводится в действие эксцентриком, выполняя колебательные движения, благодаря чему непрерывно изменяется зазор между конусом и корпусом. При сужении зазора крупный продукт измельчается за счет сжатия и трения. При расширении зазора мелкий продукт высыпается, а крупный проскальзывает дальше в зазор, дополнительно измельчаясь при следующем сближении.

Конусная дробилка

 

Валковая дробилка

Состоит из двух вращающихся в противоположных направлениях валков, оснащенных кулачками или зубьями. Крупные куски материала подаются сверху, захватываются кулачками и измельчаются между ними. При меньшем числе оборотов измельчение достигается прежде всего за счет сжатия и трения, в то время как при большем числе оборотов преобладают ударные нагрузки.

Один из двух валков установлен с возможностью смешения, что позволяет регулировать ширину зазора между ними. Этим обеспечивается возможность измельчения до минимальной крупности зерен. В таком случае можно говорить уже о валковой мельнице.

Валковая дробилка

Молотковая дробилка

Снабжена имеющим форму вала ротором, на котором шарнирно крепятся ударные молоточки. Ротор вращается с высокой скоростью. Измельченный материал частично разбивается быстро вращающимися молотками, причем крупные куски отбрасываются к отбойным плитам и затем центрифугируют на бегунные дорожки, где продукт подвергается дальнейшей ударно-отражательной нагрузке.

Молотковая дробилка

 

Мельницы

Для крупного размола используются измельчающие машины, известные по обработке дроблением: валковые и молотковые мельницы. Они обладают такой же конструкцией, что и соответствующие дробилки, причем за счет уменьшения ширины зазора достигается более тонкое измельчение.

Кроме того, существует еще – в частности для тонкого и сверхтонкого размола – множество других разных исполнений измельчающих машин.

 

· Бегунные мельницы

Бегуны считаются одним из старейших способов измельчения и действуют по типу валковых мельниц. Они состоят из неподвижной чаши, в которой медленно вращаются два тяжелых бегуна.

Бегунная мельница

 

При вращении бегуны, как жернова, сжимают и растирают материал, загруженный в чашу бегунов. Продукт подается по центру и покидает чашу по ее периметру, после чего проводится под бегунами. Совместно вращающимися скребками измельчаемый продукт снова и снова подгребается к центру чаши, так что он несколько раз прогоняется под бегунами, прежде чем окончательно покинуть мельницу.

Истирающие мельницы

Имеют вращающуюся чашу бегунов, в которой катаются два или больше цилиндрических обкатных элементов.

Обкатные элементы мощными пружинами прижимаются к бегунной дорожке и измельчают продукт путем сжатия и истирания. При этом материал поступает по центру и перемещается под обкатными элементами к краю чаши бегунов. С помощью скребков и направляющих лопаток продукт повторно центрифугируется под обкатные элементы. На краю чаши он потоком воздуха сдувается кверху. Крупные частицы задерживаются в сепараторе и вновь падают на бегунную дорожку. Измельченный продукт покидает мельницу с потоком воздуха и попадает в центробежный сепаратор, где и осаждается. Такие истирающие мельницы предназначены для грубого и тонкого измельчения широкого спектра продуктов – от мягких до твердых.

Роликовая истирающая мельница

 

Стержневые мельницы

Обладают одним неподвижным и одним вращающимся дисками, оснащенными стержнями или кулачками. Ударные стержни обоих дисков расположены концентрично кругу с таким расчетом, чтобы между ними еще оставалось небольшое пространство. Размалываемый материал загружается через воронку в центральном отверстии неподвижного диска и при попадании на стержни вращающегося диска отбрасывается центробежной силой наружу через ряды стержней. При этом он проходит между стержнями и измельчается под действием ударно-отражательной нагрузки. На периметре корпуса находится сменная сетка, сквозь которую проходит измельченный продукт.

Стержневая мельница

Шаровые мельницы

Являются самыми распространенными измельчающими машинами для сухого и мокрого размола твердых и среднетвердых материалов с достижением разной степени измельчения – грубой, тонкой и сверхтонкой. Они состоят из расположенного с некоторым наклоном вращающегося полого цилиндра, именуемого также барабаном или трубой, который на 30 – 40% своего объема заполнен износостойкими мелющими телами из стали либо твердого фарфора: сюда загружается подлежащий измельчению материал.

Стенки трубы облицованы износостойкими бронированными пластинами. Сама труба разделена перфорированными переборками на несколько камер с разными по размеру мелющими шарами. Продукт последовательно проходит через все эти камеры и покидает мельницу в размолотом виде с высокой степенью измельчения.

Струйные мельницы.

Здесь сжатый воздух с большой скоростью (до 600 м/с) подается несколькими соплами по периметру плоской цилиндрической камеры измельчения. Там образуется быстро вращающийся поток, перемещающийся по спирали от периметра к центральному выходному отверстию. Измельчаемый материал подается сжатым воздухом наклонно кверху и с высокой относительной скоростью сталкивается со спиральным потоком или стеной, разбиваясь на мельчайшие частицы.

Спирально-струйная мельница

Стригально-режущие мельницы

Такие мельницы служат для измельчения мягких, упругих и вязких веществ (отходы древесины для изготовления древесно-стружечных плит, макулатуры, кусков текстиля и пластика, старые шины).

Мельницы обладают ротором с ножевым ободом, вращающимся относительно неподвижных ножей в корпусе. Измельчаемый материал разрывается вращающимися ножами и разрезается в пространстве между неподвижными и вращающимися ножами. Достаточно измельченный продукт проходит из мельницы сквозь сетку, а более крупные куски до сих пор будут кромсаться ножевым ободом, пока и они не достигнут степени измельчения, позволяющей им провалиться через отверстия в сетке.

 

Роторная режущая мельница

 

Грануляторы

С помощью грануляторов путем разделения жгутов на более крупных отрезков материала создается продукт с частицами миллиметрового размера. Это так называемый гранулят удобен в обращении, его легко засыпать в мешки, перелопачивать, перемещать на транспортерах.

Жгутовый гранулятор предназначен для измельчения жгутов из термопластика. Он имеет два направляющих валика и один режущий – с зубьями косозубого зацепления. Направляющие валики подают жгуты к режущему валу, который разрезает их на режущей кромке. Пластиковые жгуты формуются в экструдере из пластической массы, получаемой в качестве побочного продукта технологического процесса, и сразу же разрезаются в присоединенном грануляторе, превращаясь в гранулят зернистостью от 2 до 6 мм. Затем его загружают в мешки. Такой гранулят обладает отличной теплопроводностью, легко поддается нагреванию.

Жгутовой гранулятор

 

Разделение жидкостей

Благодаря разделению жидкости на струи, слои, капли или превращению в туман из мельчайших капель удается значительно увеличить ее поверхность.

При этом образуется более обширная площадь контакта, что позволяет ускорить протекание реакции и изменение состояний.

Разделение жидкости может потребоваться, в отношении жидких смесей в ректификационных и экстракционных колоннах либо газовых смесей путем абсорбции, а также в случае мокрого обеспыливания и отвода тепла в башенных охладителях и сушильных установках.

Для разделения жидкости необходимо преодолеть силы связи (сцеплении) частиц вещества, которые, впрочем, у жидкостей, гораздо слабее, чем у твердых материалов.

Для разделении на струи, слои или крупные капли достаточно просто силы тяжести, что с успехом применяется в орошении.

При разбрызгивании и распылении действуют прежде всего центробежные силы и сброс давления.

 

Орошение

Если требуется грубое разделение жидкости на струи, можно воспользоваться распределительными тарелками. Они встраиваются в аппарат в виде горизонтального днища, на которое подается жидкость и протекает под действием силы тяжести сквозь отверстия либо вытекает через патрубки. При этом входящие струи могут иметь диаметр от 3 до 10 мм.

Днища распределителей.

 

Разделение на более тонкие струи диаметром 1-3 мм или на капли достигается разбрызгиванием. Разбрызгиватели состоят обычно из распределительной головки со множеством мелких отверстий, из которых под действием собственного давления вытекает жидкость в виде тонкой струи, распадающихся на капли.

 

Распыление

Превращение жидкости в тончайший капельный туман называют распылением, осуществляемым обычно с применением сопел, которые действуют по разным принципам.

 

Распылительные сопла

 

У сопел пневматического распыления жидкость подается с избыточным давлением от 2 до 30 бар с прохождением через узкое отверстие сопла. На выходе из него давление мгновенно сбрасывается и жидкость разбрызгивается в виде полного конуса. Чем выше давление, тем мельче образующие капли.

В центробежном сопле находящаяся под давлением жидкость через тангенциальный подводящий канал приводится в сильное вращение. На выходе из отверстия сопла жидкость в результате сброса давления и центробежных сил разрывается с образованием капельного конуса.

У реактивного сопла разделение жидкости достигается под действием рабочего газа, который с большой скоростью проходит через кольцевой зазор вокруг струи жидкости. Он увлекает за собой жидкость и разбивает ее в высокотурбулентном газовом потоке.

Центробежные распылители имеют вращающийся с высокой скоростью распылительный диск, по центру которого подается подлежащая распылению жидкость. Там она сильно ускоряется и центрифугирует в виде капельного тумана. Центробежные распылители служат для распыления эмульсий и суспензий, когда применение сопел во избежание их забивки не представляется возможным.

Агломерат (гранулят)

Для изготовления агломерата существуют разные способы.

 

Грануляционные машины

Тарелочный гранулятор

Тарелочные грануляторы имеют наклонно установленную тарелку с плоским или выпуклым днищем, медленно вращающуюся на малых оборотах. Капельный разбрызгиватель орошает жидкостью поверхность порошка и днище тарелки.

Тарелочный гранулятор

 

Порошкообразный исходный продукт в результате вращения тарелки захватывается со стенок и днища и, начиная с одной капли жидкости, скатывается вниз под действием силы тяжести. В следствие лавинного эффекта образуется гранулят, который снова и снова уносится тарелкой с подъемом вверх. Гранулят собирается на порошкообразном исходном материале, причем самые крупные зерна оказываются сверху. Тарелка заполняется до тех пор, пока поднимающиеся вверх крупные зерна не начнут перекатываться через ее нижний край. Размер гранул можно регулировать путем изменения числа оборотов тарелки и угла ее наклона.

 

Барабанный гранулятор

Барабанные грануляторы состоят из медленно вращающегося барабана диаметром 3,5 мм, расположенного горизонтально либо с легким наклоном. Порошковый исходный материал в результате вращения захватывается, частично поднимается по стенке барабана и, начиная с одной каплей брызнувшей капли воды, скатывается обратно вниз. При этом в силу лавинного эффекта образуются гранулы.

Направляющие щитки поддерживают подъем гранулята по стенке барабана и проводят его по длинному пути обкатки от стороны подачи

Барабанный гранулятор

 

к стороне выпуска. Для выхода конечного продукта из барабана предусмотрены зазоры по его периметру.

Грануляционные тарелки и барабаны используются, для производства например, удобрительной или рудной муки.

 

Формовка прессованием

 

Формовочные прессы

В валковых прессах разных исполнений из исходного порошкообразного вещества получают ленты, таблетки, орешки, брикеты и грануляты.

Валковые прессы

Пресс с кольцевой матрицей

Пресс с кольцевой матрицей предназначен для изготовления гранулята или гранулированного жгута из влажной или пастообразной, мелкозернистой массы.

Пресс с кольцевой матрицей

 

Он состоит из медленно вращающейся кольцевой матрицы с отверстиями. Во внутреннем пространстве кольца матрицы находятся два прижимных вала, катающихся относительно друг друга по внутренней дорожке матрицы. Формуемая масса захватывается матрицей и с помощью направляющих лопаток отводится под прижимные валы. В сужающемся зазоре между прижимным валом и кольцевой матрицей масса продавливается сквозь отверстия и выходит уже в виде жгута, от которого ножи окатывателя методично отрезают кусок за куском, т.е. получают гранулят.

 

Шнековый ленточный пресс

Состоит из трубчатого корпуса, в котором крутится шнек. Прессуемый материал захватывается шнеком и отжимается в направлении выпуска. Благодаря сокращающемуся шагу винта червяка пространство для прессуемого материала становится все уже, что и приводит к его уплотнению. Содержащаяся в материале жидкость, а также газы отводятся через выпускные отверстия в корпусе пресса. Шнековые ленточные прессы

чаще всего используются в качестве экструдеров для керамических