Типы грануляторов с псевдоожиженным слоем. Для гранули­рования в псевдоожиженном слое используют аппараты различ - ' ных конструкций. По форме корпуса грануляторы подразделяют на цилиндрические (рис. 5-30), конические (рис. 5-31) с малым (до 20°) и большим (30—60°) углом раскрытия стенок корпуса, • цилиндроконические, прямоугольные (рис. 5-32), квадратные (рис. 5-33). Форма аппарата определяет его гидродинамические ; особенности. Так, в аппаратах с углом раскрытия до 20° проис­ходит равномерное псевдоожижение по всему сечению, тогда как. при большем угле раскрытия возникает разреженное централь­ное ядро и образуется более плотный, сползающий у стенок слой, т. е. происходит фонтанирование. Известны аппараты с несколь­кими зонами локального фонтанирования (рис. 5-34, а). В ци­линдрических аппаратах, как правило, режим псевдоожижения

РИС. 5-30. Цилиндрический аппарат Отродотанный

с центральной выгрузкой и подачей теп/іоносите/іь

предварительно перегретого раствора на слой:

1 — корпус аппарата; 2 — калорифер; 3 — форсунка жидкости

таков, что в цилиндрической части слои твердых частиц отсутствует. Аппараты прямоугольной формы используют обыч­но для направленного перемещения твер­дых частиц при перекрестном токе тепло­носителя. Квадратное сечение наиболее удобно для отработки процесса в полу­промышленных условиях с последующим использованием полу­ченных данных для конструирования прямоугольных аппаратов большой производительности.

Способы распыливания жидкости. Грануляторы с псевдоожи­женным слоем различаются также местом расположения и кон­струкцией распределителя жидкости, питателя твердой фазы, уст­ройства для выгрузки продукта, а также способом подвода тепла. Жидкость подают сверху на зеркало псевдоожиженного слоя (см. рис. 5-30, 5-31, а, 5-32), в слой по направлению к газораспреде­лительной решетке и горизонтально (см. рис. 5-33), а также снизу (см. рис. 5-31, б, 5-34, а). При работе в режиме фонтанирования жидкость подают в разбавленную фазу, образующуюся в цент­ральной части аппарата.

Пневматическое распыливание жидкости над слоем из-за взаи­модействия двух противоположно направленных потоков приво­дит либо к подавлению псевдоожижения, либо к значительному уносу мелкой фракции из аппарата. Однако при правильно вы­бранном конструктивном оформлении такой способ подачи жид­кости оказывается весьма эффективным, поскольку происходит волнообразное искривление поверхности слоя, при котором резко увеличивается площадь контакта двух встречных потоков и тем самым интенсифицируются процессы тепло - и массообмена [137,

189] . Этот способ подачи жидкости успешно используется при гранулировании из растворов с высоким содержанием влаги [189,

190] (рис. 5-34, б).

Если влагосодержание отработанного сушильного агента по­зволяет получать продукт требуемого качества, то наиболее ра­циональна подача жидкости в псевдоожиженный слой. При такой подаче снижается унос и создаются благоприятные условия для развития факела и увеличения поверхности орошения. При пода­че жидкости в слой ее хорошее диспергирование возможно только при наличии евоб. одного пространства, позволяющего развивать­ся жидкостной струе. Это пространство образуется при' Истечении распыливающего агента, создающего в псевдоожиженном слое

РИС. 5-31. Конические аппараты: а — со встроенной топкой и подачей жидкости на псевдоожиженный слой: / — встроенная топка; 2 — газовая горелка; 3 — корпус аппарата; 4 — газораспределительная решетка; б — с фонтанирующим слоем, вводом жидкости снизу и выгрузкой на уровне веркала слоя

газовый факел. Чем больше расход жидкости, тем больше дол­жен быть объем факела, а следовательно, и его длина.

При подаче жидкости в слой снизу длина факела, а следова­тельно, и производительность форсунки ограничены высотой слоя. Поэтому при переходе на большие аппараты и сохранении той же высоты слоя необходимо устанавливать много форсунок огра­ниченной производительности, что усложняет конструкцию и экс­плуатацию гранулятора.

Для подачи жидкости в слой наиболее целесообразно устанав­ливать форсунки на боковой стенке гранулятора, чтобы располо­жение факела жидкости было горизонтальным. Найдено [191], что оптимальная высота слоя над соплом Яр горизонтальной фор­сунки определяется по длине факела Хф из соотношения 1,6^ ^Хф/Яр^0,8. Расстояние сопла от газораспределительной ре­шетки должно быть не менее максимального радиуса струи.

Распыливание механической форсункой сразу в псевдоожи­женный слой невозможно, поскольку скорость выхода жидкости невелика (3—6 м/с) и отсутствует свободное пространство в слое, необходимое для распада струи жидкости. Стремление к умень­шению удельных затрат энергии на распыливание жидкости в слой привело к идее создания комбинированной форсунки, в ко­торой распыливание осуществляется под давлением жидкости, подаваемой в свободное пространство слоя, образующееся при скорости низконапорного обдувающего агента 10—50 м/с (рис. 5-35). При необходимости обдувающий агент может транс­портировать твердые частицы и тепло в слой.

В зависимости от места подачи жидкости в слой предъявляют различные требования к плотности орошения. Так, при подаче жидкости на слой орошение его поверхности должно быть равно­мерным по всей площади, тогда как при подаче жидкости внутрь слоя должна обеспечиваться равномерность орошения поверхно­сти факела, а орошение ядра факела должно быть минимальным. Удельное орошение при распыливании жидкости внутрь слоя выше, чем на поверхность, поскольку перемешивание, обеспечи­ваемое турбулизацией факелом, в этом случае лучше. Удельное орошение при прочих равных условиях предложено использовать в качестве масштабного фактора [174], т. е. принять, что рост производительности форсунки пропорционален увеличению по­верхности орошения распыливаемой жидкостью.

Дальнейшие исследования показали [184], что при использо­вании жидкостей, содержащих твердую фазу (Например, пуль­пы), более правильно оценивать работу форсунки по удельной напряженности факела по жидкой фазе, количество которой для данного растворимого вещества при постоянной температуре оп­ределяется влажностью пульпы.

Следовательно, увеличение производительности гранулятора должно сопровождаться повышением производительности каждой форсунки за счет увеличения поверхности орошения. Такой под­ход, как отмечалось, практически неосуществим при подаче жид­кости в слой по вертикали снизу. Поэтому при укрупнении таких аппаратов идут по пути увеличения числа форсунок, что значи-

РИС. 5-33. Квадратный аппарат с выносным коническим классификатором:

1 — корпус аппарата; 2 — комбинированный узел подачи жидкости и рецикла;

3 — газораспределительные решетки; 4 — затвор; 5 — конический воздушный классификатор

тельно усложняет эксплуатацию аппарата. При подаче жидкости на слой производительность форсунки ограничена площадью зер­кала слоя, в то время как при горизонтальной подаче в слой по­верхность орошения может быть гораздо больше. Попутно сле­дует заметить, что допустимые напряженности факела орошения при использовании больших форсунок будут ниже, чем для не­больших, поскольку с увеличением габаритов форсунок появля­ются зоны, в которых локальная напряженность отличается от средней, что лимитирует общую производительность форсунки.

Способы подачи материала и выгрузки гранул. Процесс гра­нулирования в псевдоожиженном слое ведут как с подачей толь­ко жидкой фазы, так и с подачей жидкой и твердой фаз. По­следняя может быть одним из компонентов продукта (например, карбамид в сложно-смешанных удобрениях [192]); веществом, плавящимся в слое (например, мирабилит [193]); рециклом, т. е. тем же продуктом в виде мелких гранул и пыли. Твердую фазу подают в слой механическим или пневматическим способом, ис­пользуя для этого отдельное устройство или специальный узел для одновременной подачи жидкости и твердого компонента (см. рис. 5-35). Последнее устройство более компактно и позволяет : значительно эффективнее использовать вводимую в слой твердую ; фазу, поскольку она сразу смешивается с жидкой и участвует в ; процессе гранулообразования до отдува из слоя. і

Продукт выгружается из гранулятора с поверхности слоя; сбоку (см. рис. 5-31, б) или по центру аппарата, а также на уров­не газораспределительной решетки сбоку (см. рис. 5-31, а, 5-33) или по центру (см. рис. 5-30, 5-34, а). Боковая выгрузка предпо­чтительнее, поскольку позволяет уменьшить контакт горячего теплоносителя с выгружаемым материалом. Через нижнюю вы­грузку выходят гранулы всех размеров, а также неожижаемые комки. Это предотвращает их оплавление и зарастание газорас­пределительной решетки. При непрерывном процессе и выгрузке - из нижней части слоя необходима синхронная работа дозаторов жидкости и выгружателя, чтобы избежать изменения высоты слоя. При выгрузке из верхней части слоя высота его поддержи­вается автоматически. Однако невозможность удаления из слоя случайно образовавшихся комков и преимущественная выгрузка более мелкой фракции, обусловленная сепарацией в слое, делают выгрузку с поверхности слоя менее предпочтительной по сравне­нию с нижней выгрузкой.

Значительное упрощение технологической схемы гранулиро­вания достигается селективной выгрузкой продукта из грануля­тора. Сепарация частиц происходит в классификаторах различ­ных конструкций. Оригинально решен аппарат, в котором процес­сы гранулирования и классификации совмещены [194] (рис. 5-36).

Аппарат прямоугольной формы имеет внутри наклоненную в сторону выгрузки перегородку, разделяющую зоны гранулирования и классификации. Перетекая из зоны гранулирования через окно в нижней части перегородки, гранулы проходят вдоль аппарата, отделяются от мелкой фракции и выходят в противоположном конце зоны классификации. Мелкая фракция выдувается в сепарационную зону, откуда в результате резкого снижения скорости ожи-

РИС. 5-35. Узел подачи в псевдоожиженный слой жидкости, ретура и теплоносителя: / — корпус форсунки пульпы; 2 — воздушный канал; 3 —сопло форсунки; 4 — завихритель; 5 — сальник

РИС. 5-36. Прямоугольный двухсекционный аппарат для гранулирования и классификации (АГК):

1 — зона гранулирования; 2 — наклонная перегородка с нижним переточным окном; 3 — зона классификации

жающего агента попадает в зону гра­нулирования и оседает в ней. Аппа­рат со встроенным сепаратором по­зволяет уменьшить габариты всей установки и упростить конструкцию загрузочных узлов.

Подвод тепла в слой. Способ подвода тепла в гранулятор с псевдоожиженным слоем зависит от специфических особенностей продукта. Наиболее распространен подвод тепла с ожижающим агентом, нагреваемым в выносной (см. рис. 5-30) или встроенной (см. рис. 5-31, а) топке. Применяют также перегрев жидкости или непосредственно слоя (теплообменники, расположенные в слое), I используют тепло физико-химических превращений, проходящих в слое. В последнем случае взаимодействие реагентов проводят : во встроенном трубчатом реакторе или непосредственно в слое, куда их подают специальной многоканальной форсункой [195], j что уменьшает тепловые потери и позволяет гранулировать удоб­рения из высококонцентрированных продуктов реакции. Однако такой процесс целесообразен только при малом влагосъеме. Кро­ме того, многопоточная подача реагентов усложняет конструк­цию узла загрузки, а присутствие в отходящих газах иепрореаги - ; ровавших компонентов приводит к необходимости установки узла утилизации. •

При проведении непрерывного процесса в слое находится го - | товый продукт, свойства которого ограничивают допустимый теп - | ловой потенциал ожижающего агента. Для предотвращения пе - 1 регрева материала слоя применяют подвод тепла с распыливаю-1 щим агентом, отдающим тепло в первую очередь жидкой фазе ; (см. рис. 5-34, а). Иногда высокотемпературным теплоносителем ^ является не распыливающий, а обдувающий распылитель жид - ‘ кости агент [137, 192] (см. рис. 5-33, 5-34, б), для чего исполь - { зуют газ с небольшим (до 1000 Па) давлением, нагрев которого значительно упрощен. ]

Введение в слой высокотемпературного теплоносителя приво - ] дит все же к локальному перегреву места ввода, где материал 1 плавится и образует наросты. Для предотвращения этого явле - ‘ ния предложено подрешеточное пространство разбить на камеры : горячего и холодного газа, экранирующего газораспределитель - :

ную решетку от воздействия высоких температур (рис. 5-37). Дру­гой способ предусматривает отдув слоя от горячей газораспре­делительной решетки ожижающим агентом в цилиндрокониче­ском корпусе. При введении горячего газа в слой сбоку (см. рис. 5-33) специальных мероприятий, предотвращающих местный, перегрев, не требуется, поскольку псевдоожиженный слой вбли­зи боковой стенки застойных зон не образует.

Дополнительный ввод теплоносителя совместно с жидкой фа­зой непосредственно в псевдоожиженный слой не всегда позволя­ет увеличить производительность гранулятора.

Так, при гранулировании гигроскопичных веществ с увеличением разно­сти температур сушильного агента и слоя возрастает относительное влаго - содержание газовой фазы, что приводит к увлажнению продукта. Для уве­личения производительности гранулятора при постоянной влагонапряженно - сти в объеме слоя потоки теплоносителя разделяют: 60—70% тепла подают в верхнюю зону аппарата, где испаряется основное количество влаги, а 40— 30% —с ожижающим агентом (см. рис. 5-34, а, б). Отработанный сушильный агент, насыщенный влагой, практически не контактирует с гранулами слоя, а следовательно, не влияет на их влажность, и производительность аппарата лимитируется, главным образом, количеством влаги, испаренной в самом слое. Дополнительная сушка над слоем позволяет увеличить производитель­ность, однако образование мелкой фракции продукта в надслоевом прост­ранстве приводит к значительному уносу пыли. Контактируя с отработанным' сушильным агентом, последняя может увлажняться и налипать в газоходах и очистительных устройствах. Это явление усложняет эксплуатацию таких аппаратов.

Описанные конструкции грануляторов с псевдоожиженным^ слоем не исчерпывают всего многообразия технических решений этих аппаратов. Однако из изложенного виден принципиальный подход к конструированию таких грануляторов. В зависимости от режимов гранулирования, требований к сырью и продукту,, возможностей данного производства можно использовать тот или иной тип или, комбинируя известные элементы, создавать новые аппараты. При этом следует иметь в виду, что широко освещен­ные в работах [193, 196—‘199] общие принципы конструирования аппаратов с псевдоожиженным слоем (выбор и расчет узлов под­вода и отвода ожижающего агента, газораспределения, сепара­ции и т. п.) справедливы и для грануляторов.

Грануляторы с псевдоожиженным слоем обладают рядом до­стоинств: развитая поверхность фазового контакта; высокая ин­тенсивность процессов тепло - и маосообмена; высокая удельная производительность; небольшие капитальные затраты на изготов­ление и монтаж аппарата; высокое качество гранулированного продукта; возможность непрерывного ведения процесса при его полной автоматизации и механизации; совмещение процессов обезвоживания (охлаждения) и гранулирования, что упрощает схему производства.

К недостаткам этих аппаратов следует отнести: повышенные энергозатраты, связанные с нагнетанием сушильного агента; не­
обходимость точного дозирования жидкой фазы, что значительно затрудняет управление высокопроизводительным производством; малый интервал режимов устойчивой работы, что приводит к пол­ной остановке аппарата при нарушении технологического режима.

Конструкции барабанных сушилок-грануляторов. Для сушки и гранулирования методом распиливания на поверхность частиц в промышленности минеральных удобрений широко используют! барабанный гранулятор-сушилку (БГС).

БГС (рис. 5-38) представляет собой наклоненный в сторону выгрузки ' барабан, опирающийся бандажами на две опорные станции, одна из которых ■. опорно-упорная, и вращающийся с частотой 3—5 мин-1 (промышленные аппараты). Привод от электродвигателя осуществляется через редуктор и ; открытую зубчатую передачу. Барабан снабжен загрузочной и разгрузочной ; камерами, для герметизации которых предусмотрено ленточное или секторное: уплотнение. Аппарат работает под разрежением 10—50 Па на входе, что! позволяет избежать пыления и достичь устойчивой работы топок. БГС хотя! внешне и похож на барабанный гранулятор, но в нем осуществляется совер-| шенно иной механизм гранулообразования, что достигается применением до-1 лолнительных конструктивных элементов. I

Загрузочная камера имеет патрубки для подвода теплоносителя, ввода| гранул внешнего рецикла, чистки камеры. На передней стенке установлены! пневматические форсунки, смотровое окно и осветитель. Равномерное по се-1 чению барабана распределение теплоносителя достигается расположением-! газоввода по оси барабана с установкой направляющей лопатки, делящей^ поток на две части. Применяют также тангенциальный ввод теплоносителя! с распределением его направляющими лопатками. В обоих случаях форсунка! пульпы расположена вдоль оси барабана. Подвод сушильного агента с перед-"! ней стенки загрузочной камеры ниже центральной оси барабана может при-J вести к локальному перегреву стенок и материала, а также к ухудшению! тепло - и массообмена в головной части аппарата. ^

Разгрузочная камера БГС снабжена патрубками: вверху — для отвода.! отработанного сушильного агента, внизу — для вывода продукта. В зависи­мости от конструкции хвостовой части БГС из него выгружается смесь гра-» нул или товарная фракция, отделяемая во встроенном классификаторе.

Классификаторы являются продолжением вращающегося барабана и представляет собой либо конус длиной 2—5 м, либо шнек, либо цилинд»
ричєский грохот, в котором мелкая фракция отделяется и обратным шнеком

возвращается в головную часть БГС.

Обратный шнек представляет собой открытый или закрытый короб, расположенный по винтовой линии и делающий 1,5—2 витка по внутренней стенке барабана, при вращении которого материал в шнеке перемещается в зону загрузки БГС. Транспортирующая способность шнека зависит от его сечения, коэффициента заполнения барабана и конструкции зачерпывающего устройства. Экспериментально показано, что более эффективны закрытые шнеки с несколькими приемными воронками в зоне зачерпывания. Примене­ние обратного шнека позволяет значительно сократить количество внешнего рецикла, потери тепла и налипание продукта на стенки аппарата.

Основное отличие иностранных аппаратов типа «сферодайзер» от БГС заключается в отсутствии обратного шнека. Исключение внутреннего рецикла приводит к необходимости более тонкого диспергирования пульпы при дав­лении воздуха 0,6—1,1 МПа, что увеличивает энергетические затраты.

Характер движения материала в БГС. Особое значение для работы БГС имеет качество потока падающего с лопаток мате­риала. Равномерность и плотность этого потока обеспечивают стабильную работу аппарата, предотвращая зарастание стенок барабана, пробой факела пульпы и унос материала. Между тем очень плотный поток препятствует развитию факела, сокращает поверхность контакта фаз вследствие экранирования частиц в ло­кальных уплотнениях, возникающих во взвешенном потоке.

Для оценки качества потока падающего материала используют критерии [200—203], имеющие ограниченное применение. Главный их недостаток — стремление к однозначности оценки и игнорирование специфики гранулирова­ния, заключающейся в пульсационном орошении гранул жидкостью. Ком­плексная оценка плотности потока падающего в БГС материала проводится по нескольким показателям: 1) средняя плотность потока, определяемая как математическое ожидание распределения по плотности q. Для минеральных удобрений его оптимум составляет 7—8 кг/(м8-с); 2) коэффициент вариации плотности потока б; 3) отношение удельных расходов материала в попереч­ном и продольном направлениях барабана, названное коэффициентом цирку­ляции £ц. Чем выше ka, тем интенсивнее тепломассообмен между частицами, пульпой и теплоносителем. Первые два показателя характеризуют распреде­ление потока, а третий определяет оптимальные условия ведения данного процесса. Его устанавливают экспериментально, применительно к этим усло­виям.

Исследована [204] плотность потока падающего материала во вращаю­щемся барабане Диаметром 0,25 м в условиях, моделирующих промышлен­ные аппараты, путем непрерывного отбора материала, падающего с лопаток в различных точках объема аппарата — по его горизонтальному диаметру. Некоторые кривыё распределения плотности падающего потока приведены на рис. 5-39. Установлено, что с повышением производительности и частоты вращения барабана средняя плотность падающего потока увеличивается. При максимальном заполнении и лопаток производительность мало влияет на плотность потока.

Существующие конструкции лопаток не обеспечивают требуемой равно­мерности плотности потока. Так, коэффициент вариации ее распределения достигает 0,7—1,0 и более в зависимости от режима работы барабана. На б незначительно влияет производительность и существенно — частота враще­ния. Так, зависимость от Fr носит экстремальный характер с минимумом при Fr=0,03 (рис. 5-40, а). Как видно из сопоставления рис. 5-40,6 и 5-40, в, равномерность ссыпания с наклонных лопаток несколько больше, чем с пря­мых.

Из-за неравномерности потока падающего материала сопротивление теплоносителю в различных частях сечения БГС неодинаково, и механизм сушки, по-видимому, занимает промежуточное положение между механизмом в аппарате с псевдоожиженным слоем, где все частицы с увлажненной поверх­ностью одновременно сохнут во взвешенном состоянии, и в сушильном барабане, где одновременно сохнут главным образом частицы по периферии ссыпающегося материала.

В отличие от сушильного барабана в БГС частицы увлажняются на­столько, что теряют сыпучесть и комкуются, во избежание чего в зоне орошения должен быть запас сухих частиц, способных снять поверхностное ] переувлажнение. Отсюда стремление к увеличению средней плотности потока і твердого материала выше необходимой для тепломассообмена с жидкостью, j

Гранулы, поднятые насадкой, в каждом новом цикле попада - | ют в зоны разной плотности потока, а также в зоны различного j орошения пульпой, поэтому интенсивное увлажнение чередуется I с интенсивной сушкой. Число циклов, а следовательно, интенсив - • ность тепломассообмена характеризуется коэффициентом цирку­ляции, зависимость которого от расхода материала и частоты вращения приведена на рис. 5-40.

Из анализа изменения £ц видно, что он растет пропорционально плот­ности падающего потока, если удельная_ производительность Q постоянна, и уменьшается, несмотря на рост q, если Q возрастает. Последнее объясняется тем, что при максимальном заполнении лопаток плотность падающего потока, как говорилось ранее, возрастает непропорционально удельной нагрузке.

Создание плотного равномерного потока падающего материа­ла во вращающемся барабане при наличии интенсивной (как правило, более чем десятикратной) циркуляции материала через

РИС. 5-40. Зависимость плотности потока падающего материала qt коэффициентов вариации т| и циркуляции от различных параметров:

а — от числа Фруда Fr; б — от удельной нагрузки на барабан Q при угле наклона лопаток в БГС к образующей а=0в; в — то же, при а=10°

обратный шнек в значительной мере приближает условия грану­лирования в таком аппарате к условиям псевдоожиженного слоя. Это позволяет для расчета обоих типов аппаратов пользоваться аналогичными методиками.

Особенности расчета. Исходя из свойств гранулируемых про­дуктов выбирают максимально допустимую температуру слоя или продукта на выходе из аппарата и в зависимости от влажности исходной пульпы задаются относительной влажностью отрабо­танного сушильного агента. По совокупности этих показателей и производительности определяют расход сушильного агента и его начальную температуру. Конечно, для обеспечения требуемо­го гранулометрического состава важны не только условия сушки, но и условия гранулообразования. В частности, нужно оптимизи­ровать положение форсунки по отношению к слою, дисперсность пульпы, температуру отходящих газов, их влагосодержание в зависимости от влагосодержания пульпы (см. разд. 5.3.1).

Следует заметить, что, с одной стороны, для БГС допустимы более вы­сокие входные температуры, поскольку, во-первых, подача теплоносителя осуществляется в прямотоке с жидкой фазой, а во-вторых, из-за неплотно­стей барабана теплоноситель разбавляется подсасываемым воздухом. В том

и другом случаях вероятность перегрева сухого продукта уменьшается. С дру - 1 гой стороны, в грануляторе с псевдоожиженным слоем рекомендуется І скорость теплоносителя в 1,5—2 раза большая, чем в БГС, поскольку в пос - а леднем возможен снос падающего материала в сторону выгрузки, что приво­дит к его комкованию. Таким образом, и аппарат с псевдоожиженным слоем, з и БГС при получении одинаковых продуктов имеют примерно равную удельную (в пересчете на поперечное сечение гранулятора) производитель­ность. Особо отметим, что рекомендуемая в работах [205, 206] эмпирическая зависимость влагонапряженности сечения барабана от перепада температур теплоносителя имеет очень ограниченное применение в строго оговоренных условиях гранулирования. Для расчета этой величины предпочтение следует, отдать уравнениям материального и теплового балансов.

Протяженность слоя в грануляторе рассчитывают по площади и времени пребывания в нем продукта. Естественно, что габари - , ты барабана из-за меньшего заполнения получаются больше, чем аппарата КС. Кроме того, длина БГС должна проверяться на дальнобойность факела пульпы.

Глубина погружения факела в поток падающего материала ' («завесы») зависит от длины свободного участка струи, давления: и расхода распыливающего агента, плотности и равномерности «завесы», размера частиц. Чем дальше факел проникает в глубь барабана, тем больше площадь контакта частиц с пульпой и тем больше можно подать ее при той же удельной влагонапряжеи - і ности факела. Однако введение в аппарат газожидкостной струи со скоростью витания частиц приводит к сдуву большого числа ’ влажных гранул от зоны подачи теплоносителя. В результате : материал перегревается в зоне контакта теплоносителя с неоро - : шаемой частью «завесы». Так, при сушке аммофоса дымовыми ; газами при 550 °С температура по всей длине факела пульпы рав­на температуре мокрого термометра, а в неорошаемой части «за­весы» достигает 150—170 °С. Следовательно, длина гетерогенно­го участка факела распиливаемой пульпы должна быть опти­мальной и подбираться экспериментально в зависимости от уело - ! вий сушки и конструктивных особенностей аппарата.

Ориентировочно Длина факела Бф в слое равна расстоянию, на которое. переместятся падающие гранулы за счет энергии истекающей из форсунки со скоростью £>ш газожидкостной струи, массой тж: ;

1ф=тжи2ж/(2тф), (5.29) :

где т. ф — масса гранул в объеме факела, рассчитываемом по его длине и экспериментально определяемым углам раскрытия газожидкостной струи до : «завесы» и в ней.

С учетом режима работы форсунки длину факела можно определить по эмпирической зависимости, полученной [205, 206] на основе радиометрическо­го исследования дальнобойности струи пульпы в промышленном аппарате;-

Іф/Об=0,44(Р//3ат)0'9(От/иж)0’29(ОТф/яіж)-°’1, (5.30)

где Р, Рат — давление воздуха в форсунке и атмосферное; ит, ож — скорости теплоносителя и жидкости. 1

Уравнение (5.30) справедливо с погрешностью не более 10% в диапазоне | изменения 0,5<)3/Рат<2,5; 5,2<от/Ож<15,6; 2,25<тф/тж<62,6. |

Обычно для промышленных аппаратов L* = 3—6 м, что соответствует условиям гранулирования и вписывается в длину БГС.

Высоту рабочей зоны аппарата с псевдоожиженным слоем, полученную по времени пребывания в нем материала, следует определить с учетом рас­ширения слоя, например, по уравнению [207]

Яр=5,6//oRe°’7Ar-°’38, (5.31)

где Яо — расчетная высота неподвижного слоя.

Общая высота аппарата включает также сепарационное пространство

[208]:

Hcea — vy(2g), где о=0,09Аг°>25 lg(vPae/vno). (5.32)

Расчеты по приведенной методике доказывают, что при оди­наковой производительности металлоемкость БГС значительно выше, чем аппарата с псевдоожиженным слоем, который, в свою очередь, уступает аппарату БГС по энергозатратам и надежно­сти работы.