专利名称：流化床成粒装置的制作方法
技术领域：
在它的最通用方面，本发明涉及用于流化床成粒工艺的装置，其中通过在所述流化床中连续加入流体态的合适生长物质，经过在流化床中悬浮的所述物质的颗粒和种子的连续(体积和质量两者)生长，获得选择物质的颗粒。
特别地，本发明涉及一种成粒装置，所述装置包括容器，其中获得要成粒的选择物质的种子和颗粒的流化床，用于连续加入所述流化床中所述种子的设备，流化床的流化和支撑系统和至少生长液体流的分布器，所述分布器包括多个用于供应所述液体的喷嘴。
更特别地，本发明涉及用于颗粒生长液体物质的供应喷嘴，所述喷嘴可用于以上种类的成粒装置。
在以下描述和所附权利要求中，这样的装置一般称为成粒机，而表达“选择物质的颗粒种子”一般用于指要成粒的物质粒子，所述粒子具有等于或小于约1.5mm直径的尺寸。此外，为简化，术语“种子”用于指示颗粒种子。
背景技术：
已知为采用以上类型的流化床工艺达到良好的成粒结果(预先安排的颗粒尺寸，形状和质量)，要求由生长液体对种子和生长颗粒两者的良好“润湿”。和为此目的，必须以确定小于种子和生长颗粒的最小可能液滴的形式向流化床中加入生长液体，所述液滴要与所述种子和生长颗粒接触。例如采用尿素那样，即要以最快和最完全可能的方式允许包含在生长液体(尿素溶液)中的水或不同溶剂的蒸发，以获得高纯度的最终产物(颗粒)。
从此观点来看，生长液体液滴的尺寸是决定性的，使得非常有利的是(如果不是必须的话)，以所谓的“雾化”形式加入所述生长液体。在此条件下，实际上，生长液体能够依次与悬浮在流化床中的所有种子或颗粒接触，和均匀地和以最优方式润湿它们的整个表面。
为雾化生长液体，现有技术成粒机和，更具体地，它们的生长液体供应设备，使用加入所述液体的特定雾化喷嘴和同时在高速下采用大量空气(或其它合适的气体)。例如，当考虑尿素成粒时，这样的速度包括150m/s-300m/s，及空气/液体物质比典型地包括0.4-0.5(即400-500Kg空气对1000Kg液体物质)。
但尽管大量地被使用和按照一些观点来看是有利的，上述类型雾化喷嘴的使用引起在现有技术流化床成粒工艺中仍然没有克服的已知缺点。实际上，需要在高速下采用大量空气(或其它气体)进行工作，这妨碍了对流化床内部颗粒生长的控制，因此，导致无法控制预定极限值之间的最终产物粒度。这需要进行生长粒子的昂贵的分级和筛分操作，回收不可接受尺寸(太大或太小)的颗粒，和将它们循环到成粒工艺的上游。
此外，在高压下加入大量雾化空气(或其它合适的气体)以获得上述速率，引起特别高的能量消耗使得显著影响颗粒的生产成本。
发明内容
本发明所要解决的问题是设计和得到用于流化床成粒机中生长液体物质的分布设备的喷嘴，所述喷嘴具有结构和功能特征以获得以下目的。
首先，应当以合适的形式得到所述生长液体物质，以相对于目前可能的情况，通过使用更多降低的空气(或其它合适的气体)数量，获得良好的成粒产物。其次，所述生长液体物质应当以低至能够克服与现有技术相关的所有上述缺点的速度供应。
本发明提出的解决方案的思路是利用喷嘴进行空气(或其它合适的气体)向生长液体物质的分散，即气体相进入液体相的乳化。应当指出的是这是明确地与现有技术教导相矛盾，现有技术使用雾化喷嘴以将生长液体物质分散入气体流中。
因此根据本发明，由上述类型的喷嘴解决以上的技术问题，所述喷嘴的特征为它包括输送管，所述输送管在一端含有至少一个用于选择颗粒的生长液体物质流的入口孔，和在另一端含有用于这样物质的供应孔，从所述供应孔以预定的间隔关系和与所述输送管内部液体连通的方式外部结合到所述输送管的气体流分布器，和结合到所述入口孔和所述分布器以在所述输送管内部，获得所述气体流在所述生长液体物质中乳化的乳化机构。
优选，乳化机构包括位于所述输送管内部在所述至少一个入口孔和所述分布器之间的涡旋器件，所述涡旋器件能够向在所述输送管内部所述生长液体物质轴向流赋予螺旋运动。
由本发明达到的第一个重要优点是通过根据本发明的喷嘴，可能获得气体在液体中的乳化，使得可以以非常薄的膜的形式具有生长液体物质，所述薄膜涂敷空气(或其它气体)的微小气泡。与在流化床内部的种子或生长颗粒碰撞的微小气泡破裂，这样，生长液体膜粘附在所述粒子上，因此获得所述粒子的生长，这等同于采用现有技术雾化液滴达到的生长。然而，与现有技术相比，采用气体流(空气或其它合适气体)数量(体积)的急剧减少，采用甚至降低为0.002-0.01(即对于1000Kg液体物质，2-10Kg气体)的气体/生长液体物质比获得所述生长。
另一个重要的优点表现为所述乳液供应速度同样也急剧减少。速度现在由典型地为2-60m/s的液体流速度确定。
结果，与采用现有技术雾化喷嘴发生的相比，存在采用非常低的速度向流化床成粒机加入这样乳液的极大可能性。这带来降低能量消耗和控制流化床内部颗粒生长，因此控制最终产物粒度的双重优点。
事实上，如果与现有技术相比，由于用于操作根据本发明的喷嘴所要求的空气(或其它气体)量低，使得操作能量消耗很小，有益于降低颗粒生产成本。
此外，低进料速度允许将最终产物粒度限制在预定数值范围内，所述数值范围与现有技术相比更窄。这是由于令人惊奇地要可以控制在流化床成粒机内部的种子和颗粒涡旋运动，和因此控制它们的生长。
从以下参考附图给出的本发明说明性和非限制性实施方案的描述，可以更好地显示本发明的优点和特征。
附图简述
图1示意性地和在纵向区域中显示根据本发明用于流化床成粒机中生长液体分布器设备的喷嘴。
图2示意性地和在横截面中显示根据本发明包括图1喷嘴的流化床成粒装置。
具体实施例方式
参考图1，全面指示根据本发明的喷嘴1，它特别适于在流化床成粒机中提供选择颗粒的生长液体物质。
所述喷嘴包括优选圆筒形的输送管2，所述输送管在一端具有用于所述生长液体连续流入口的孔3和，在另一端具有朝向孔5锥形渐变用于提供所述液体物质的部分4。
在从所述液体供应孔5的预定距离，在输送管2上安装用于空气或其它气体流A的分布器设备6。设备6通过多个孔7(例如孔或狭缝)与所述输送管内部流体连通，所述多个孔从相同的输送管壁形成和优选以径向取向。在另一侧，所述分布器设备6通过输送管6a与例如，压缩空气源连通，所述压缩空气源由于是常规的，故未表示出。
在孔3和所述分布器设备6之间的位置，在输送管2内部安装(例如具有固定螺旋叶类型的)涡旋器件8作为乳化机构。所述涡旋器件能够以螺旋运动设定液体通量F，在所述输送管2中通过具有直线进料运动的孔3轴向加入所述液体通量F。
在流化床成粒工艺期间，根据本发明的喷嘴工作如下同时在输送管2内部加入两个连续流通过孔3的颗粒生长液体流F，和通过分布器6的多个孔7的空气流A。
如上所述，空气/生长液体比可以为0.002-0.01。
当横向移动涡旋器件时，在旋转方向设定基本直线的液体通量F，使得从所述涡旋器件8下流，所述物流的运动是螺旋的。此螺旋运动具有基本等于从涡旋器件8的输送管拉伸下流的轴向进料速度和预定的切向速度，使得可以如下所述获得气体在液体中的乳液。
依赖于要获得的成粒类型，生长物质流的进料速度例如包括2-60m/s，而切向速度例如包括2-30m/s。
和从涡旋器件8的下游，在这些预定切向速度下，出现在通过分布器6连续吹出的生长液体流和空气流之间的冲击。因此，在微小气泡中将空气进行非常快速的分裂，保持它们的个性特征，由于液体物质的所述切向运动，在向心力的作用下穿过生长液体物质。从本质上说，形成了空气在所述生长液体物质中的乳液。
当考虑尿素成粒时，例如令人惊奇地注意到采用包括在上述数值之间的生长液体物质的进料速度，获得50-200微米气泡(在液体中的空气)；所述气泡由所述液体物质的非常薄的膜涂敷，及厚度例如包括1-10微米。
在包括其中形成乳液的部分和供应孔5之间的输送管2的部分中，气泡流逐渐得到压缩，及气泡均匀地在它的横截面中和随进料速度铺展，所述进料速度例如基本等于在输送管2入口的液体流速度。
通过例如在生长种子和颗料的流化床中的孔5，提供由非常薄的生长液体膜涂敷的微小气泡的此物流，采用非常小(与目前雾化相同物质的可能空气消耗相比)的空气消耗获得此物流，如果与目前由现有技术设定的相比，则具有非常低的速度。
参考图2，非常示意性地和部分表示，由9全局指示的根据本发明的流化床成粒装置(或成粒机)。
在所述图中，从结构和功能上等同于先前图中表示的那些的详细情况由相同的参考号表示，不再赘述。
一种成粒装置9，包括容器10，其中获得要成粒的选择物质的种子和颗粒的流化床11，用于连续向所述流化床中加入所述种子的设备(输送管12)，流化床的流化和支撑系统(穿孔的底部13和流化空气或其它气态流体FL的吹出机构-由于是常规的而未表示)和至少用于颗粒生长液体流F的分布器设备14。装置9也具有用于最终产物堰排放的设备(输送管15)。
有利地，分布器设备14包括一个(如在图2的实施例中)或多个参考图1所述类型的生长液体物质的供应喷嘴1。
这样构思的本发明易于变化和改进，所有这些变化和改进属于在如下权利要求中确定的保护范围。
例如，可以通过如下方式得到乳化机构代替涡旋器件8关于输送管2的轴以合适的方式(例如对它切向)放置孔7，以获得关于生长液体流的切向气体流进料。由预定进料速度支持的此切向气体流向液体流赋予所述螺旋运动。
根据本发明的进一步实施方案，关于输送管2的轴以径向布置的图1中的孔7，可以作为乳化机构，应当通过所述孔采用合适和预定的进料速度输送所述气体流。
此外，依赖于要在液体流中加入的空气或其它气体的体积，输送管2可具有适当尺寸化的唯一孔7。
最后，输送管2的部分4可以制造为基本线性或向外渐变的锥形，使得涡旋器件8可以为动态类型，例如涡轮机。
权利要求
1.一种用于流化床成粒机中颗粒生长液体物质的分布器设备的喷嘴，其特征为它包括输送管(2)，所述输送管(2)在一端含有至少一个用于选择的颗粒的生长液体物质流(F)的入口孔(3)，和在另一端含有用于所述物质的供应孔(5)，从所述供应孔(5)以预定的间隔关系和与所述输送管(2)内部液体连通的方式而外部结合到所述输送管(2)的气体流分布器(6)，和结合到所述入口孔(3)和所述分布器(6)以在所述输送管(2)内部获得所述气体流在所述生长液体物质中的乳化的乳化机构(8)。
2.根据权利要求1的喷嘴，其特征为所述乳化机构包括位于位于所述至少一个入口孔(3)和所述分布器(6)之间的所述输送管(2)内部的涡旋器件(8)，所述涡旋器件(8)能够向在所述输送管(2)内部所述生长液体物质轴向流赋予螺旋运动。
3.一种流化床成粒装置，包括容器(10)，其中获得要成粒的选择物质的种子和颗粒的流化床(11)，用于连续向所述流化床中加入所述种子的设备(12)，流化床的流化和支撑系统(13)和至少用于颗粒生长液体物质流的分布器设备(14)，其特征为所述分布器设备(14)包括一个或多个用于所述颗粒生长液体物质的供应喷嘴，所述喷嘴包括输送管(2)，所述输送管(2)在一端含有至少一个用于所述液体物质流(F)的入口孔(3)，和在另一端含有用于所述物质的供应孔(5)，从所述供应孔(5)以预定的间隔关系和与所述输送管(2)内部液体连通的方式外部结合到所述输送管(2)的气体流分布器(6)，和结合到所述入口孔(3)和所述分布器(6)以在所述输送管(2)内部获得所述气体流在所述生长液体物质中的乳化的乳化机构(8)。
4.根据权利要求3的装置，其特征为所述乳化机构包括位于所述输送管(2)内部在所述至少一个入口孔(3)和所述分布器(6)之间的涡旋器件(8)，所述涡旋器件(8)能够向在所述输送管(2)内部所述生长液体物质轴向流赋予螺旋运动。
全文摘要
用于流化床成粒机中颗粒生长液体物质的分布器设备的喷嘴，特征在于它包括输送管(2)，所述输送管(2)在一端含有至少一个用于选择颗粒的生长液体物质流(F)的入口孔，和在另一端含有用于这样物质的供应孔(5)，从供应孔(5)以预定的间隔关系和与输送管(2)内部液体连通的方式外部结合到输送管(2)的气体流分布器(6)，和结合到入口孔(3)和分布器(6)以在输送管(2)内部获得气体流在生长液体物质中乳化的乳化机构(8)。
文档编号B01J8/24GK1503700SQ02808018
公开日2004年6月9日 申请日期2002年4月12日 优先权日2001年4月13日
发明者G·贝代蒂, G 贝代蒂 申请人:乌里阿·卡萨勒有限公司, 乌里阿 卡萨勒有限公司