Приемы и методы процессов гранулирования

ТОО «Евразийская проектная компания», 11%,' ' ^

Договор Д1110−190 969−14 284 Том 3, Книга 1

Договор Д1110−190 969−14 284 Том 3, Книга 1

МИНИСТЕРТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН Карагандинский государственный технический университет Кафедра: ГиГ КУРСОВАЯ РАБОТА по дисциплине: «Прикладная механика»

Выполнил Тусупбекова М. Ж. шифр: 180

Проверила: Кудайбергенова М.Е.

Балхаш 2015

Содержание Введение

1. Смесители — грануляторы

1.1 Грануляторы тарельчатые для гранулирования сыпучих материалов

1.1.1 Гранулирование в дисковых (тарельчатых) грануляторах

1.1.2 Производство комплексных удобрений на основе аммиачной селитры и карбамида

1.2 Смесители — грануляторы периодического действия для гранулирования и смешивания сыпучих материалов

1.2.1 Тип ТЛ

1.2.2 Тип РП

1.3 Смесители-грануляторы непрерывного действия для гранулирования и смешивания сыпучих материалов тип «Р»

1.4 Грануляторы формования шнековые тип «ФШ» для гранулирования увлажненных порошков и паст

1.5 Грануляторы формования роторные тип «ФР» для гранулирования увлажненных порошков и паст

1.6 Расчет гранулятора с псевдоожиженным слоем

2. Охрана труда и техника безопасности при проведении геологоразведочных работ

2.1 Общие положения

2.2 Анализ опасных и вредных производственных факторов при производстве работ

2.3 Мероприятия по устранению опасных и вредных производственных факторов Заключение Список использованной литературы

Введение

Гранулированные материалы обладают хорошей текучестью, не зависают в емкостях, не слеживаются, занимают меньший объем, в меньшей степени смерзаются, не пылят при перегрузке, легче дозируются.

Правильно выбранные для конкретных условий способы гранулирования в основном обеспечивают получение готового продукта с заданными качественными показателями. В случае ужесточения требований к ним следует изыскивать приемы и методы совершенствования известных процессов гранулирования, создания новых более эффективных способов с целью достижения необходимого улучшения качества готового продукта.

Направления развития техники гранулирования непосредственно связаны с общими тенденциями совершенствования технологии того или иного продукта. Исходя из особенностей развития технологии конкретного производства, отдают предпочтение тем или иным методам гранулирования. Иными словами то, что может быть перспективным для гранулирования полимерных материалов, неприемлемо, например, для гранулирования минеральных удобрений и т. д. Тем не менее, в настоящее время имеются общие принципы подхода к выбору наиболее целесообразных методов гранулирования в зависимости от агрегативного состояния и физических свойств исходных веществ. Так, для гранулирования пластичных порошкообразных и пастообразных материалов более пригодны методы формования и экструдирования. Для непластичных несыпучих материалов могут быть рекомендованы методы гранулирования прессованием или окатыванием с одновременным пластифицированием смеси жидкостью. При гранулировании из пульп, суспензий или растворов предпочтителен метод распыливания их на поверхность частиц скатывающегося, падающего, вращающегося или псевдосжиженного слоя с одновременной сушкой продукта до требуемой влажности.

1. Смесители — грануляторы Смесители — грануляторы предназначены для получения гомогенных смесей и гранулированных продуктов с повышенным требованием к гранулометрическому составу, форме, плотности и т. д. Диапазон использования — от приготовления простых сухих смесей до сложных красящих композиций; от введения жидких и пастообразных компонентов в порошковую основу с уничтожением комков до влажной грануляции. Гранулятор — смеситель используется для получения высококачественных полуфабрикатов и конечных продуктов в химической, строительной и других отраслях промышленности, связанных с переработкой сыпучих материалов.

1.1 Грануляторы тарельчатые для гранулирования сыпучих материалов Грануляторы предназначены для получения гранул из порошкообразных материалов с добавлением жидкофазного связующего.

Грануляторы могут использоваться во всех производствах связанных с переработкой и выпуском сыпучих продуктов, как малотоннажных 0,5- 1,0 т/ч., так и крупнотоннажных — до 15 т/ч, где нет жёстких требований к гранулометрическому составу. Гранулы обычно имеют шарообразную форму, средний диаметр которых может колебаться в диапазоне от 3 до 20 мм Гранулятор включает опорно-поворотную раму, на которой размещены тарель с плоским днищем и электромеханический привод вращения тарели. Тарель закрыта крышкой, на которой установлены коллекторы для подвода связующего и сжатого воздуха, форсунки для введения связующего, устройства для очистки днища и борта тарели от налипшего продукта, технологические штуцера и люки. Форсунки помещены в шаровые шарниры для обеспечения подачи связующей жидкости в любую точку движущегося слоя, что обеспечивает возможность регулирования размера получаемых гранул. Конструктивным каналом управления процессом гранулирования, основу которого составляет регулирование времени пребывания и степени классификации частиц, является изменение угла наклона тарели в диапазоне 45−75 град. Для этой цели гранулятор снабжен устройством изменения угла наклона, имеющим индивидуальный привод. Для плавного регулирования скорости вращения тарели пульт управления комплектуется частотным преобразователем.

Гранулятор «Т» 100Гранулятор «Т» 250 Гранулятор «Т» 300

Размеры и формы гранул Глина бентонитовая Трепел Сульфат калия Мел Пыль металлургическая Окись цинка

1.1.1 Гранулирование в дисковых (тарельчатых) грануляторах В настоящее время дисковые грануляторы находят все более широкое применение для гранулирования сложных, сложно-смешанных и простых минеральных удобрений. Возросший интерес к дисковым грануляторам объясняется рядом их преимуществ, к которым относятся:

· значительная однородность гранулометрического состава на выходе из аппарата и снижение подачи ретура благодаря сегрегации гранул по размерам на поверхности диска. При этом гранулы получаются большой прочности и близкие по форме к сферическим;

· удобство наблюдения и управления процессом гранулирования, что позволяет оперативно устранять возможные отклонения от заданного режима; относительно невысокая стоимость аппаратуры, простота и надежность ее в работе;

· возможность гранулирования трудно и хорошо растворимых удобрений при небольшом содержании жидкой фазы, а также полное гранулирование дозируемой смеси;

· совмещение процессов гранулирования и сепарации частиц.

Дисковые грануляторы обладают также некоторыми недостатками. Важнейшие из них:

· большая чувствительность к содержанию жидкой фазы в гранулируемой смеси и, как следствие этого, узкие пределы рабочих режимов;

· значительные колебания технологического режима и выхода продукта заданного размера в связи с узким диапазоном устойчивых рабочих режимов в сочетании с воздействием на процесс большого числа случайных возмущений;

· зависимость производительности гранулятора от диаметра тарелки (поскольку с увеличением диаметра гранулятора значительно усложняется его конструкция).

Небольшое время пребывания материала в аппарате, а также конструктивные особенности дискового гранулятора затрудняют использование последнего в качестве химического реактора.

Образование гранул на дисковых грануляторах, как и в барабанных, происходит при увлажнении исходного сырья и одновременной обкатке его на днище гранулятора. Под действием сил трения, тяжести и центробежной силы материал плотно прилегает к днищу и борту гранулятора, что предотвращает его скольжение. Образовавшиеся агломераты поднимаются на некоторую высоту вместе с вращающейся тарелкой, а затем (когда сила тяжести преодолевает силу трения) скатываются вниз по поверхности слоя мелкодисперсного вещества под углом естественного откоса. При этом сырье в процессе движения послойно накатывается на гранулы и уплотняется (как бы втирается в поверхность гранулы). Отсюда следует, что производительность гранулятора зависит от длины траектории движения гранулы по поверхности порошкообразного материала в тарелке гранулятора. Длина траектории пропорциональна диаметру тарелки. Однако увеличение диаметра тарелки приводит к значительному увеличению габаритов и усложнению конструкции гранулятора и поэтому не является наиболее удачным решением проблемы. Более целесообразным решением является увеличение полезной поверхности диска. Увеличивая скорость вращения диска и уменьшая угол его наклона, можно поднимать гранулируемый материал на большую высоту, в результате чего сокращается мертвое пространство в верхнем секторе диска. Для увеличения используемой площади тарелки предложены грануляторы, имеющие несколько коаксиальных бортиков равной высоты. Исходные компоненты в виде порошка подаются на поверхность зоны, ограниченной первым бортиком и окатываются там, постепенно пересыпаясь в смежную зону. Так, пересыпаясь из одной кольцевой зоны в другую и окатываясь в них, гранулы достигают своих конечных размеров.

Процесс гранулирования в тарельчатом грануляторе зависит от многих параметров: физико-химических свойств и влажности гранулируемого материала, угла наклона, скорости вращения и высоты борта тарелки, точности дозирования, места подачи исходного материала и влаги на тарелку, дисперсности капель увлажняющего раствора и площади смачивания гранулируемого материала на тарелке, скорости подачи исходных материалов в гранулятор и т. д. Гранулирование практически начинается с момента подачи на тарелку сыпучего материала и жидкой фазы. Существенное влияние на процесс гранулообразования оказывает влажность смеси.

Минимум на кривой d_ср=f (W) характеризует переход от одного механизма гранулообразования — равномерного накатывания материала — к другому — образованию гранул путем агломерации и накатывания. Приведенная зависимость показывает, что в одних и тех же условиях гранулирования можно получать гранулы различной структуры, но одинакового размера при двух значениях влажности (W). При этом крутой подъем ветвей кривой d_cp=f (W) свидетельствует о значительном влиянии влажности гранулируемого материала на размер гранул, а точность поддержания этого параметра — на степень однородности продукта. Процесс гранулирования наименее чувствителен к изменению влажности материала лишь в области точки минимума; колебание влажности в пределах ± 1% не нарушает стабильной работы аппарата и не изменяет однородности готового продукта. Поэтому оптимальным считают тот режим гранулирования, при котором влажность, обеспечивающая получение гранул заданного размера, соответствует точке минимума на кривой d_cp=f (W).

Для обеспечения стабильности процесса в режимах, не отвечающих точке минимума на кривой d_cp=f (W), требуется очень высокая точность (±0,1%) дозирования увлажняющего раствора.

Вид кривых довольно сложен и определяется значением влажности сходящих с тарелки гранул. При W? 11% кривые имеют точку максимума, и увеличение угла наклона более 45° сопровождается уменьшением среднего диаметра гранул. При W? 11% кривые проходят через минимум, и увеличение угла наклона тарелки более 46° приводит, наоборот, к укрупнению гранул. Увеличение угла наклона тарелки более 45° сопровождается резким снижением влажности, необходимой для получения гранул данного размера.

Из приведенных кривых видно, что с возрастанием W до определенного значения средний диаметр гранулированного продукта увеличивается. Таким образом, путем уменьшения скорости движения тарелки при постоянном угле наклона можно значительно расширить диапазон размеров гранул. Исследования влияния окружной скорости движения тарелки на характеристику точки минимума кривой d_cp=f (W) в интервале W = 0,5—0,7 м/с показали, что с возрастанием скорости движения средний минимальный диаметр получаемых гранул также несколько увеличивается при практически неизменном значении соответствующей влажности. Следовательно, изменение скорости движения тарелки в указанных пределах не нарушает работы гранулятора в оптимальном режиме. Это делает параметр W наиболее удобным для практического регулирования процесса.

Наиболее низкой прочностью обладают гранулы, полученные в режимах гранулирования левой ветви кривой d_cp=f (W) Наиболее прочные на истирание и удар получаются гранулы при влажности, отвечающей (и несколько выше) точке минимума на кривой d_cp=f (W). При изменении № от 6 до 12% гранулы уплотняются. Несмотря на увеличение влажности гранул, их пористость уменьшается, что, по-видимому, способствует повышению механической прочности гранул. Дальнейшее увеличение W приводит к возрастанию пористости сухих гранул и, как следствие, к снижению их прочности на истирание и удар. Прочность гранул на раздавливание при этом, наоборот, резко возрастает. Очевидно, на указанную характеристику в большей степени влияет расход связующей добавки или пористость гранул. Следовательно, чтобы получить гранулы с более высокой прочностью на раздавливание, чем это соответствует оптимальному увлажнению, необходимо повысить концентрацию связующего раствора. Видно, что характер механических свойств гранул в значительной степени определяется влажностью получаемых гранул. При гранулировании в режимах правой ветви кривой d_cp=f (W) наиболее прочные гранулы получаются при малых углах наклона чаши, когда продолжительность процесса велика; при гранулировании в режимах левой ветви этой кривой наиболее прочные гранулы отвечают более высоким значениям а.

Максимально прочные гранулы получаются при сочетании высокой степени увлажнения и малых углов наклона тарелки, когда расход связующей добавки на единицу исходного Материала и время гранулирования наиболее велики.

Увеличение скорости движения тарелки гранулятора позволяет существенно повысить прочность гранул на раздавливание и в значительно меньшей степени — на истирание. При этом пористость гранул и их прочность (при испытании на удар) после сушки практически не изменяются.

1.1.2 Производство комплексных удобрений на основе аммиачной селитры и карбамида Гранулирование и классификация аммиачной селитры и ее смеси с аммонизированным суперфосфатом эффективно протекает в тарельчатых грануляторах. Продукт состава 30—4,4—0, 30—10—0 и 25—25—0 состоит из прочных сферических гранул. Кратность ретура меньше, чем при гранулировании того же продукта во вращающемся барабане и шнековом грануляторе. Производительность гранулятора диаметром 4,2 м составляет 15—18 т/ч. Наиболее удовлетворительно образование гранул идет при отношении N: Р₂О₅ в продукте более 1. В целом процесс гранулирования протекает хуже, чем в грануляторах барабанного типа. В течение последних лет ТVА проводила испытания процесса гранулирования удобрений с высоким содержанием азота в тарельчатом грануляторе. Испытания показали, что для гранулирования продуктов, не требующих аммонизации, таких как нитрат аммония или карбамид, удобнее использовать тарельчатый гранулятор вместо барабанного или глиномялки, поскольку в нем достигается лучшая классификация и снижается процент ретура.

Основным недостатком тарельчатого гранулятора является то, что он в обычном использовании непригоден для одновременного ведения процессов аммонизации и гранулирования. Поэтому обычно процесс аммонизации осуществляют предварительно в соответствующей аппаратуре. При этом за счет тепла реакции испаряется значительное количество влаги. При определенном конструктивном оформлении (наличие колокола) возможно проведение процесса гранулирования двойных (NР) удобрений в тарельчатом грануляторе с одновременным осуществлением процессов смешения исходных компонентов, их аммонизации, гранулирования и сушки за счет теплоты нейтрализации. При гранулировании простого или двойного суперфосфата с добавлением раствора нитрата аммония (80—85% NH₄NO₃) или азотной кислоты (23—45%), или концентрированной серной кислоты и аммонизацией кислот газообразным аммиаком получают сложные удобрения марки 13—13—0, 20—20—0.

Производство сложно-смешанных медленнорастворимых удобрений без сушки. По этой технологии исходные компоненты — двойной суперфосфат (нейтрализованный, высушенный и содержащий 43% усв. Р₂О₅), сульфат калия и смесь мочевиноформальдегидной смолы с водой в соотношении 1 :1 и вода непрерывна подаются на тарелку гранулятора. Из гранулятора выходит материал, содержащий продукт конденсации карбамида с кротоновым альдегидом, который направляется без сушки на расфасовку и затарку. Он содержит 12,7% N; 12,6% Р₂О₅ (общ.); 10,2% Р₂О₅ (уcв.); 9,8% Р₂О₅(водораств.); 17,7% К₂О; 3,4% влаги. Аналогичные удобрения могут быть получены по несколько иной технологии. Карбамид, сульфат калия, двойной суперфосфат, Аl — фосфат непрерывно подаются в смеситель. Полученная смесь обрызгивается 0,5%-ным водным раствором полиакриловой кислоты (5% от массы смеси). В зависимости от марки и состава удобрения норма раствора может быть увеличена до 15%. Затей смесь через дозатор подается в тарельчатый гранулятор, имеющий кольцевые каналы; одновременно со смесью вводится 3% раствора жидкого стекла (плотность 1,038). Образовавшиеся гранулы размером 2—4 мм после выхода из внутренней зоны гранулятора обрабатываются в первом канале 93%-ной серной, кислотой, расход которой составляет —3% от массы смеси. Во втором канале; гранулы нейтрализуются тонкоизмельченным обожженным доломитом. На основе вышеприведенных исходных компонентов получают гранулированные удобрений марки 12—12—18.

Производство сложно-смешанных удобрений, содержащих азот в медленноусвояемой форме. Простой или двойной суперфосфат, сульфат калия и аммония, карбамид непрерывно подаются в тарельчатый гранулятор. Гранулируемая смесь опрыскивается ~24%-ным раствором муравьиного альдегида— НСНО, подкисленным до рН=1, в результате чего происходит конденсация карбамида с НСНО. Процесс конденсации регулируется путем изменения рН добавлением кислот к одному или нескольким компонентам или использования кислых компонентов. Производство удобрений на основе смеси карбамида и сульфата аммония. По этому методу в расплав карбамида вводится не более 20% кристаллического сульфата аммония с размером частиц менее 0,5 мм. Расплав карбамида приготовляется плавлением его гранул, содержащих примерно 1% воды, в обогреваемом паром плавильном аппарате. Кристаллический сульфат аммония получается как побочный продукт металлургического производства (из коксового газа). При гранулировании смеси, состоящей из 20% (NH₄)₂SO₄ и 80% СО (NH₂)₂, получается продукт с содержанием 40% N и 4,5% 5. При этом размер гранул равен 2,4—3,4 мм; гранулы после кондиционирования опудривающими добавками сохраняют хорошие физико-химические свойства во время хранения. Описанный метод гранулирования дает лучшие результаты, чем метод с введением кристаллического (NH₄)₂SO₄.

Накопленный опыт работы и результаты исследований процесса (частично рассмотренные выше) в грануляторах с тарелками различного диаметра показывают, что для обеспечения оптимальных условий гранулирования важнейшее значение имеют режим; увлажнения и выбранная влажность материала (которая зависит от свойств гранулируемой смеси, среднего размера и ситового состава ее частиц и других факторов), а также время пребывания материала на тарелке и условий работы гранулятора (конструкция тарелок, угол па-клона, частота вращения и др.).

1.2 Смесители — грануляторы периодического действия для гранулирования и смешивания сыпучих материалов Смесители — грануляторы предназначены для получения гомогенных смесей и гранулированных продуктов с повышенным требованием к гранулометрическому составу, форме, плотности и т. д. Диапазон использования — от приготовления простых сухих смесей до сложных красящих композиций; от введения жидких и пастообразных компонентов в порошковую основу с уничтожением комков до влажной грануляции. Гранулятор — смеситель используется для получения высококачественных полуфабрикатов и конечных продуктов в химической, строительной и других отраслях промышленности, связанных с переработкой сыпучих материалов.

1.2.1 Тип ТЛ Основным узлом смесителей — грануляторов «ТЛ», обеспечивающим технологический эффект, является высокооборотный ротор, помещенный в наклонную вращающуюся камеру. Сложное турбулентное движение материала обеспечивает кратковременность процесса от нескольких секунд до 3−5 минут. Гранулы обычно имеют шарообразную форму или вид крупки со средним диаметром 0,8 -1,5 мм. Гранулы можно получать узкого диапазона размеров = D ср. ± 0,4 мм, с выходом товарных фракций до 80%. Количество загружаемого материала и длительность процесса зависит от свойств продукта.

ТЛ — 020 и ТЛ — 035 предназначены для отработки технологий и наработки опытных партий. Загрузка продукта в камеру осуществляется через лючок в крышке или непосредственно в камеру при поднятой крышке. Крышка камеры поднимается и опускается от индивидуального привода поворотом соответствующего переключателя. Выгрузка продукта производится через лючок или из снятой камеры. Камера — быстросъемная — крепится с помощью специальных замков. Частота вращения регулируется. Можно производить реверсивный процесс: гранулирование — дробление, что особенно важно при работе с ограниченным количеством продукта или его высокой стоимостью. Загрузка продукта в смесители — грануляторы ТЛ — 080, ТЛ — 100, ТЛ — 150 осуществляется через штуцер при закрытой камере. Количество загружаемого зависит от свойств продукта.

В смесителе — грануляторе ТЛ — 080 выгрузка обеспечивается: поворотом камеры гранулирования на угол до 75 градусов при поднятой крышке, а в смесителегрануляторе ТЛ — 100 и ТЛ — 150 — через центральное отверстие в днище камеры гранулирования открываемого и закрываемого с помощью донного клапана. Поднятие крышки, поворот камеры и поворот донного клапана производиться с помощью гидропривода.

Размеры и формы гранул Пеностекло (готовый продукт) Графит

1.2.2 Тип РП Смеситель — гранулятор включает в себя цилиндрический корпус со штуцером для загрузки порошка и выгрузочным клапаном, устройствами для введения жидкой фазы, двумя смесительными ножевыми головками. Ножевые головки установлены на боковой поверхности корпуса и предназначены для интенсификации процессов смешивания и гранулирования. Корпус имеет две боковые крышки для сервисного обслуживания смесительного инструмента. Внутри корпуса помещен ротор. Частота вращения ротора регулируется с помощью преобразователя частоты. Привод вращения ротора — мотор — редуктор. На роторе установлены перемешивающие инструменты двух типов — плужные и лопастные. Смеситель — гранулятор комплектуется пультом управления для работы в полуавтоматическом режиме.

1.3 Смесители-грануляторы непрерывного действия для гранулирования и смешивания сыпучих материалов тип «Р»

Смесители-грануляторы — предназначены для получения в непрерывном режиме гомогенных смесей с высокой степенью однородности или гранул из сыпучих материалов.

Получаемые гранулы обычно имеют вид крупки и размеры 0,3−3,0 мм, при этом средний диаметр гранул 0,8−1,4 мм. Перерабатываемые продукты: трепел, глина бентонитовая, перкарбонат натрия, моющие средства, удобрения, мелкомолотые железные руды с присадками и водой, пигменты, химические средства защиты растений, технический углерод, пищевые порошки и т. д.

Грануляторы-смесители представляют собой цилиндрический корпус со штуцерами загрузки и выгрузки продукта, форсунками для введения жидкой фазы. Внутри помещен соосный вал, снабженный запитывающими и перемешивающими лопастями. Размер, количество, взаимное расположение, форма смесительных лопастей выбраны таким образом, что каждая группа лопастей выполняет определенную функцию: образования гранул, уплотнение, очистку корпуса от налипшего продукта. Турбулентный характер движения частиц в зоне гранулирования (смешивания), характеризующийся высокими относительными и абсолютными скоростями частиц и силами соударения, обеспечивает кратковременность процесса и получение однородных продуктов даже в тех случаях, когда количество и насыпной вес компонентов значительно отличаются друг от друга. Перемещение корпуса относительно смесительных лопастей обеспечивают очистку корпуса от налипшего продукта без остановки гранулятора.

Смесители-грануляторы могут использоваться для предварительного увлажнения сырья или гранулирование сырья с последующим завершения процесса гранулирования в тарельчатом грануляторе. Это позволяет регулировать грансостав в тарельчатом грануляторе, повысить производительность тарельчатого гранулятора на 15 — 40% за счет сокращения времени впитывания «связующего и сокращения времени гранулообразования.

Трепел Бентонит Перкарбонат натрия

1.4 Грануляторы формования шнековые тип «ФШ» для гранулирования увлажненных порошков и паст Грануляторы предназначены для получения в непрерывном режиме гранул из пастообразных материалов. Получаемые гранулы обычно имеют форму цилиндров диаметром 0,8 — 20,0 мм произвольной или определенной длины с неровными — ломаными или плоскими торцами.

Гранулятор представляет собой цилиндрический корпус с загрузочной камерой и фильерной решеткой. Фильера закрепляется к корпусу с помощью быстро раскрывающегося байонетного замка Внутри корпуса помещен шнек, оснащенный насадками для выравнивания давления.

Шнек приводится во вращение от электромеханического привода. В зоне загрузки шнека установлены два призматических валка-нагнетателя, обеспечивающих равномерную подачу продукта в запитывающую зону шнека.

Небольшая длина шнека, наличие роторного нагнетателя обеспечивают высокую производительность и эффективную переработку продукта в широком диапазоне свойств.

Для получения гранул с заданной длины, грануляторы снабжаются устройством для резки жгутов. Устройство крепится на поворотной платформе с внешней стороны фильеры и приводится в действие от электродвигателя с регулируемой частотой оборотов.

1.5 Грануляторы формования роторные тип «ФР» для гранулирования увлажненных порошков и паст Грануляторы предназначены для получения в непрерывном режиме гранул пигментов, химикатов-добавок и других продуктов из паст. Получаемый на грануляторе продукт имеет форму жгутов разной длины. Размер гранул (жгутов) не регламентируется.

Грануляторы представляют собой корпус прямоугольного сечения с вертикальными стенками. В нижней части корпуса установлена фильера. Внутри корпуса помещен ротор с тремя валками, приводимый во вращение от электродвигателя через редуктор и две планетарные зубчатые передачи. Валки установлены на двух водилах. При движении по окружности вдоль фильеры валки продавливают пасту через ее отверстия, формируя жгуты. При выходе из фильеры жгуты произвольно разрываются (ломаются) и направляются на транспортер или непосредственно в сушилку. Компоновка привода и установка гранулятора на раме может быть изменена в зависимости от требований заказчика.

1.6 Расчет гранулятора с псевдоожиженным слоем Расчет гранулятора с псевдоожиженным слоем (рисунок 1) состоит в определении технологических параметров процесса (влагосодержание и температура сушильного агента, его рабочая скорость, гранулометрический состав продукта на выходе из гранулятора) и конструктивных параметров гранулятора (диаметр и высота рабочей части аппарата, минимальная высота сепарационной зоны).

1. Расход сушильного агента G_воз на проведение процесса, т/ч

где Х₂ — влагосодержание отработанного сушильного агента определяемое по t_сл и ₂ по I-X диаграмме (рис. 8).

Рисунок 1 — Гранулятор псевдоожиженного слоя

1-ввод теплоносителя под слой;

2 — кольца Рашига;

3 — выход отработанного теплоносителя;

4 — патрубок для подачи теплоносителя на диспергируемую жидкость;

5 — корпус аппарата;

6 — псевдоожиженный слой;

7 — газораспределительная решетка;

8 — пневматическая форсунка

2. Температура сушильного агента t_с.а находится из уравнения теплового баланса.

.

Подсчет величин, входящих в уравнение теплового баланса проводим по составляющим. Приход тепла с ожижающим агентом I₁, кДж/кг

.

Приход тепла с пульпой I₂, кДж/кг

.

Тепло, поступающее с гранулами исходного продукта I₃, кДж/кг

.

Необходимо, также учесть теплоту растворения наносимого продукта I₄, кДж/кг

_.

Расход тепла с отработанным сушильным агентом I₅, кДж/кг

.

Тепло, уходящее из гранулятора с продуктом I₆, кДж/кг

.

3. Гранулометрический состав продукта на выходе из гранулятора определяется следующей зависимостью

где k — коэффициент гранулообразования; А — опытный коэффициент для карбоаммофоски, А = 0,52.

Коэффициент гранулообразования для двухслойных удобрений

где Т = tсл/273; W_п — влагосодержание пульпы; R = NH₃? H₃PO₄ — мольное соотношение, R = 1,2.

Рисунок 8 — I — X диаграмма для влажного воздуха

4. Критерий Рейнольдса, соответствующий началу псевдоожижения гранул со средним размером d_ср

где Ar — критерий Архимеда для частицы со средним размером d_ср

где r _тв, r _газ — плотности соответственно твердых частиц и газа кг/м³; n — кинематическая вязкость сушильного агента м²/с.

Скорость начала псевдоожижения гранул материала w _по

.

Рабочая скорость сушильного агента

где К_по = 3? 4 — число псевдоожижения.

5. К основным геометрическим параметрам гранулятора относится площадь газораспределительной решетки S, м

.

6. Среднее время пребывания в псевдоожиженном слое, определяемое из уравнения кинетики сушки

где - параметрический критерий Гухмана;

 — критерий Фурье.

7. Масса псевдоожиженного слоя материала, т

.

8. Высота рабочей части аппарата, м

,

где Н_о — высота неподвижного слоя, м.

.

9. Минимальная высота сепарационного пространства, м

где v_в — скорость вылета частиц из слоя, м/с

.

10. Диаметр аппарата D определяется из ранее рассчитанного сечения газораспределительной решетки, м

.

Пульпу можно подавать в различные зоны аппарата. При подаче пульпы на слой сверху распылитель рассчитывают по методикам, применимым для обычных форсунок. При подаче пульпы в псевдоожиженный слой при расчете размеров аппарата необходимо учитывать размеры газожидкостного факела.

гранулирование сыпучий селитра полимеризация

2. Охрана труда и техника безопасности при проведении геологоразведочных работ

2.1 Общие положения Труд в Республики Казахстан охраняется конституцией. Основной законодательный документ в области охраны труда является «Трудовой кодекс», вступивший в силу в 2007 году.

Согласно этому кодексу, работник имеет право на безвредные и безопасные условия труда.

Под охраной труда понимается система мероприятий по обеспечению условий для здорового, безопасного и высокопроизводительного труда.

Силу законов, обязательных для выполнения, имеют правила безопасности и нормы производственной санитарии, а также технические условия на оборудование и материалы.

При ведении работ руководствоваться «Санитарными правилами для предприятий добывающей промышленности» (№ 1.06.063−94), «Санитарными правилами организации технологических процессов и гигиенических требований к производственному оборудованию» (№ 1.01.002−94), «Предельно допустимыми концентрациями (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны» (№ 1.02.007−94), «Санитарными нормами рабочих мест» (№ 1.02.012−94), «Санитарными нормами микроклимата производственных помещений» (№ 1.02.008−94).

На каждом объекте работ должны быть инструкции по охране труда для рабочих по видам и по условиям работ, по оказанию первой медицинской помощи, по пожарной безопасности, а также предупредительные знаки и знаки безопасности согласно перечню, утвержденному руководством предприятия.

Рабочие и специалисты в соответствии с утвержденными нормами должны быть обеспечены и обязаны пользоваться специальной одеждой, специальной обувью и другими средствами индивидуальной защиты соответственно условиям работ.

Работники должны проходить обязательные предварительные, при поступлении на работу, и периодические медицинские осмотры с учетом профиля и условий их работы в порядке, установленном приказом Минздрава Республики Казахстан № 440 от 21.10.93 г.

Управление подъемными механизмами, горнопроходческим и обогатительным оборудованием, контрольно-измерительной аппаратурой, а также обслуживание двигателей, электроустановок, сварочного и другого оборудования должно проводиться лицами, имеющими удостоверение, дающее право на производство этих работ имеющими соответствующую группу по электробезопасности.

На предприятии должна работать система управления безопасностью труда, нацеленная на предупреждение травматизма, профзаболеваний, дорожно-транспортных происшествий, пожаров и исключения предпосылок для их возникновения.

2.2 Анализ опасных и вредных производственных факторов при производстве работ Опасным производственным факторомназывается такой производственный фактор, воздействие которого на работающего в определенных условиях приводит к травме или к другому внезапному, резкому ухудшению здоровья.

Вредным производственным фактором называется такой производственный фактор, воздействие которого на работающего, в определенных условиях, приводит к заболеванию или снижению трудоспособности. Опасные и вредные производственные факторы подразделяются на четыре группы: физические, химические, биологические и психофизиологические.

К опасным физическим факторам относятся: движущиеся машины и механизмы; различные подъемно-транспортные устройства и перемещаемые грузы; незащищенные подвижные элементы производственного оборудования (приводные и передаточные механизмы, режущие инструменты, вращающиеся и перемещающиеся приспособления и др.); отлетающие частицы обрабатываемого материала и инструмента, электрический ток, повышенная температура поверхностей оборудования и обрабатываемых материалов и т. д.

Вредными для здоровья физическими факторами являются: повышенная или пониженная температура воздуха рабочей зоны; высокие влажность и скорость движения воздуха; повышенные уровни шума, вибрации, ультразвука и различных излучений — тепловых, ионизирующих, электромагнитных, инфракрасных и др. К вредным физическим факторам относятся также запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны; недостаточная освещенность рабочих мест, проходов и проездов; повышенная яркость света и пульсация светового потока.

Химические опасные и вредные производственные факторы по характеру действия на организм человека подразделяются на следующие подгруппы: общетоксические, раздражающие, сенсибилизирующие (вызывающие аллергические заболевания), канцерогенные (вызывающие развитие опухолей), мутогенные (действующие на половые клетки организма). В эту группу входят многочисленные пары и газы.

К биологическим опасным и вредным производственным факторам относятся микроорганизмы (бактерии, вирусы и др.) и макроорганизмы (растения и животные), воздействие которых на работающих вызывает травмы или заболевания.

К психофизиологическим опасным и вредным производственным факторам относятся физические перегрузки (статические и динамические) и нервно-психические перегрузки (умственное перенапряжение, перенапряжение анализаторов слуха, зрения и др.).

Основой работы по технике безопасности в организациях является внедрение на каждом участке, каждом рабочем месте безопасной технологии и организации работ, совершенных средств защиты, обучение каждого работающего безопасным приемам и способам труда.

Основными производственными опасностями и профессиональными вредностями при буровых работах, на предупреждение которых следует обращать особое внимание характеризуются ниже.

Для работ характерны опасности, присущие механизированным видам работ и возникающие в связи с непредвиденным контактом работающих людей с механизмами, инструментом, материалами и нарушениями технологического процесса, что обуславливает возникновение на рабочих местах опасных моментов и опасных зон.

Производственные процессы и операции, а также их отдельные элементы, при которых наиболее часто могут возникать опасные моменты, требуют повышенного внимания с точки зрения безопасности работ.

При выполнении работ, связанных с ликвидацией аварий, опасные моменты возникают при применении домкратов, ударных баб и вибраторов.

Вредными производственными факторами при работах являются: условия повышенной трудности, недостаточное освещение, производственная пыль, вредные и ядовитые газы, радиоактивное излучение, шум, вибрации, ультразвук.

Состояние воздушной среды характеризуется также уровнем запыленности или загазованности воздуха рабочей зоны. Выполнение различных производственных работ нередко сопровождается выделением в воздушную среду вредных веществ, которые могут вызвать профессиональные заболевания или отклонения в состоянии здоровья человека. Для воздуха рабочей зоны производственных помещений установлены предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ.

Определение концентрации загрязнителей возможно путем замеров или расчетными методами. В случае превышения нормативов концентрации вредных веществ в воздухе следует указать методы и средства обеспечения безопасной концентрации вредных веществ — коллективные и индивидуальные средства защиты (герметизация оборудования и нейтрализация вредных веществ, дистанционное управление, вентиляция, и т. д.).

Освещенность. Оценка освещенности рабочей зоны необходима для обеспечения нормативных условий работы в помещениях и проводится в соответствии с СанПиН 2.2.½.1.1.1278−03. Реальная освещенность на рабочем месте может быть взята из паспорта производственного помещения, материалов аттестации рабочих мест по условиям труда, измерена при помощи люксметра, или определена путем расчета, изложенного в методических указаниях.

Производственное освещение. Для создания благоприятных условий труда важное значение имеет рациональное освещение производственных помещений и рабочих мест. Правильно спроектированное и выполненное производственное освещение улучшает условия работы, снижает утомляемость, способствует повышению производительности труда и качества продукции, благоприятно влияет на производственную среду, повышает безопасность труда, снижает уровень травматизма.

Шум и вибрация исследуются при наличии в проекте источников шума и вибрации. Затем оценивается превышение норм уровней шума и вибрации, например, при работе станка, насосов и т. д. При необходимости разрабатываются коллективные и индивидуальные меры по их снижению.

Вибрация — это сложный колебательный процесс, возникающий при периодическом смещении центра тяжести какого-либо тела от положения равновесия, а также при периодическом изменении формы тела, которую оно имело в статическом состоянии.

Анализ производственной вибрации представляет большие трудности, так как колебания машин и другого оборудования не являются простыми гармоническими колебаниями; им свойственна апериодичность или квазипериодичность, часто они носят импульсивный или толчкообразный характер.

В зависимости от способа передачи вибрации телу человека различают локальную (местную) вибрацию, передающуюся через руки человека, и общую, передающуюся на тело сидящего человека через опорные поверхности тела. В реальных условиях часто имеет место сочетание этих вибраций. Влияние вибрации на человека зависит и от направления ее действия.

Электроопасность. Известно, что поражение человека электрическим током возможно лишь при замыкании электрической цепи через тело человека, т. е. при прикосновении человека к сети не менее чем в двух точках. При наличии напряжения в электрической цепи, замыкание которой может произойти через тело человека, является опасным фактором.

Чаще всего электротравмы возникают в случае временной эксплуатации воздушных сетей, электропривода, кабельных линий и электропроводки, сварочных аппаратов и проводки к ним. Электротравмы во временных воздушных сетях происходят в результате прикосновения к оборванному проводу, находящемуся под напряжением, прикосновения к проводу с поврежденной изоляцией, ремонта и подключения сети к источнику питания.

Электротравматизм одинаково проявлен как на основных, так и на подсобно-вспомогательных работах, и травмы получали не только электромонтеры и электрослесари, но и ИТР. Основная причина смертельных случаев, связанных с поражением электрическим током, — нарушение правил работы под линиями электропередач.

Повышенный уровень электромагнитных излучений и его оценка проводится при выполнении ряда работ с компьютерами и прочим электрическим оборудованием. Источником электромагнитных полей промышленной частоты являются чаще всего токоведущие части действующих электроустановок.

Неблагоприятное воздействие токов промышленной частоты проявляются только при напряженности магнитного поля 160−200 А/м. Практически при обслуживании и нахождении даже в зоне мощных электроустановок высокого напряжения магнитная напряженность поля не превышает 20−25 А/м, поэтому оценку потенциальной опасности воздействия электромагнитного поля промышленной частоты достаточно производить по величине электрической напряженности поля.

Нормы допустимых уровней напряженности электрических полей зависят от времени пребывания человека в контролируемой зоны. Время допустимого пребывания в рабочей зоне в часах составляет Т=50/Е-2. Работа в условиях облучения электрическим полем с напряженностью 20−25 кВ/м продолжается не более 10 минут. При напряженности не выше 5 кВ/м присутствие людей в рабочей зоне разрешается в течение 8 часов. В проекте обосновываются основные методы защиты от электромагнитных излучений.

2.3 Мероприятия по устранению опасных и вредных производственных факторов Основные мероприятия по устранению опасных и вредных производственных факторов на геологоразведочных работах включают в себя: а) инструктаж работников и строгое соблюдение правил безопасности;

б) обеспечение работников снаряжением и транспортными средствами в полном соответствии с правилами безопасного ведения работ и передвижения в тех или иных условиях;

в) обеспечение работников средствами связи, защитными, охранными, спасательными, сигнальными и другими средствами техники безопасности.

Для борьбы с вредными производственными факторами и профилактики заболеваний должны приниматься следующие меры: а) совершенствование технологии производства, автоматизация и комплексная механизация производственных процессов, исключение тяжелых рунных работ; б) повышение технического уровня санитарно-гигиенических средств за счет устройства рациональной вентиляции в производственных помещениях и оптимальных отопления и освещения;

в) оборудование раздевалок, сушилок для увлажненной одежды;

г) обеспечение работающих спецодеждой, спецобувью и средствами индивидуальной защиты;

д) содержание территории предприятия, путей передвижения, производственных помещений и рабочих мест в чистоте и порядке.

Для осветительных сетей на передвижных и разборных механизмах и агрегатах на поверхности допускается применение напряжения не выше 220 В. Аварийное освещение должно выполняться переносными электрическими фонарями с аккумуляторами или сухими элементами.

Вредное воздействие повышенных уровней ультразвука следует устранять и снижать уменьшением вредного излучения в источнике, локализацией действия ультразвука конструктивными планировочными решениями, организационно-профилактическими мероприятиями, применением средств индивидуальной защиты работающих.

Ответственность за пожарную безопасность, своевременное выполнение противопожарных мероприятий и исправное содержание средств пожаротушения в организациях возлагается на начальников (руководителей) этих организаций. На участках работ, в том числе на буровых установках, ответственность возлагается на руководителей участков.

Лица, ответственные за пожарную безопасность, обязаны знать и выполнять правила пожарной безопасности для организаций и предприятий и осуществлять контроль за выполнением всеми работающими, которые должны пройти инструктаж, уметь правильно пользоваться средствами пожаротушения, сигнализации и связи.

Все рабочие обязаны соблюдать меры пожарной безопасности. Средства пожаротушения должны быть в постоянной готовности и использоваться только по назначению.

Весь пожарный инвентарь должен быть окрашен в красный цвет. Комплект пожарного ручного инструмента размещают на щите, который вывешивают на видных и доступных местах.

В настоящее время применяются углекислотные огнетушители ОУ-2 и ОУ-8, а также различные типы воздушно-пенных огнетушителей.

Требования промышленной безопасности должны соответствовать нормам в области защиты промышленного персонала, населения и территорий от чрезвычайных ситуаций, санитарно — эпидемиологического благополучия населения, охраны окружающей природной среды, экологической безопасности, пожарной безопасности, безопасности охраны труда, а также требованиям технических регламентов в сфере промышленной безопасности.

Электробезопасность. В зависимости от условий производственной среды, в соответствии с «Правилами устройства электроустановок», рассматриваются следующие вопросы:

а) выбор и обоснование категории помещения по степени опасности поражения электрическим током;

б) требования к электрооборудованию;

в) анализ соответствия реального положения на производстве перечисленным требованиям;

г) мероприятия по устранению обнаруженных несоответствий;

д) обоснование мероприятий и средств защиты работающих от поражения электрическим током.

Безопасность при работе с электроустановками обеспечивается применением различных технических и организационных мер. Технические средства защиты от поражения электрическим током делятся на коллективные и индивидуальные.

Основные коллективные способы и средства электрозащиты: изоляция токопроводящих частей (проводов) и ее непрерывный контроль; установка оградительных устройств; предупредительная сигнализация и блокировки; использование знаков безопасности и предупреждающих плакатов; применение малых напряжений; защитное заземление; зануление; защитное отключение.

При необходимости производится расчет защитного заземления, зануления, выбор устройств автоматического отключения.

Лица, работающие на электроустановках, проходят соответствующее обучение, или присваивается квалификационная группа (от I до V) по технике безопасности. Согласно «Правилам техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей» (ПТБ), лица II группы должны иметь элементарное техническое знакомство с электроустановками: отчетливо представлять опасность электрического тока и приближения к токоведущим частям, знать основные меры предосторожности при работах в электроустановках, а также иметь практическое знакомство с правилами оказания первой помощи.

Мероприятия по предупреждению поражения электротоком можно разделить на организационные и технические. Организационные мероприятия изложены в Правилах технической эксплуатации электроустановок потребителей, Правилах техники безопасности при эксплуатации электроустановок, Правилах устройства электроустановок и других документах. На основании их составлен раздел «Электротехнические работы» в Правилах безопасности при геологоразведочных работах.

Организационные мероприятия включают в себя:

— допуск к обслуживанию электроустановок и руководству ими в зависимости от возраста работающего и его квалификационной группы по электробезопасности; - использование типа, электрооборудования в зависимости от его защищенности и классификации помещений по электробезопасности (без повышенной опасности, повышенной опасности, особо опасные); - недоступность оборудования. К техническим мероприятиям относят применение малых напряжений, изоляции, кожухов и других ограждений, автоматических блокировок и отключений, защитного заземления и зануления, диэлектрических средств. К предохранительным приспособлениям относят также предохранительные пояса, монтерские когти, лестницы-стремянки, приставные лестницы.

Не все перечисленные электрозащитные средства одинаково надежны; в зависимости от изолирующей способности они разделяются на основные и дополнительные. Применение одних дополнительных средств не обеспечивает защиту человека, они должны использоваться только в сочетании с основными.

В электроустановках напряжением выше 1000 В дополнительными электрозащитными средствами являются диэлектрические перчатки, боты, галоши, коврики изолирующие подставки, а в установках напряжением до 1000В — те же средства за исключением диэлектрических перчаток.

После изготовления и периодически в процессе эксплуатации электрозащитные средства обязательно подвергают испытаниям. Если средство индивидуальной защиты не выдержало очередных испытаний или до этих испытаний пришло в негодность, применение таких средств запрещено.

Заключение

В общем случае процесс гранулирования включает следующее технологические стадии обработки:

* подготовка исходного сырья, дозирование, смешение компонентов;

* собственно гранулирование (агломерация, наслаивание, кристаллизация, уплотнение, достижение требуемого размера и др.);

* стабилизация структуры (упрочнение связей между частицами сушкой охлаждением, полимеризацией и др.);

* выделение товарной фракции (классификация по размерам, дробление крупных частиц).

В реальных процессах чаще всего эти стадии сочетаются во времени и (или) в пространстве в самых различных комбинациях.

Им сопутствуют другие процессы, например химического превращения. Целесообразность этих сочетаний обусловлена требованиями конкретной технологии.

Метод окатывания реализуется при гранулировании в барабанных и тарельчатых грануляторах. В планетарном грануляторе, в отличие от барабанного, ось вращения барабана не стационарна, а движется по круговой траектории. Исследование процессов гранулирования в грануляторе планетарного типа примечательно тем, что сила давления между частицами на порядок выше благодаря дополнительной центробежной силе и силе Кориолиса, процесс гранулирования поэтому более эффективен. В планетарном грануляторе давление на материал при высоких скоростях соударения частиц материала может быть в 100−200 раз выше, чем в барабанном грануляторе со стационарной осью.

Повышенные скорость соударения частиц и давление в местах контакта влияют на процесс образования гранул положительно и позволяют получать гранулы с лучшими физико-механическими характеристиками, чем при гранулировании в грануляторе со стационарной осью. Не смотря на большую эффективность гранулирования в планетарном грануляторе, его используют не так широко, как барабанные грануляторы. Это связано с тем, что отличительные особенности гранулирования в планетарном грануляторе по сравнению с барабанным не достаточно изучены, методика нахождения оптимальных параметров гранулятора и процесса гранулирования отсутствует. Подбор оптимальных режимов гранулирования в планетарном грануляторе осложнен тем, что необходимо искать оптимальную частоту, как планетарного вращения, так и относительного вращения барабана.

1. Дерягин Б. В. Адгезия твердых тел: монография / Б. В. Дерягин, Н. А. Кротова, В. П. Смилга. — М.: Наука. — 1973. — 279 с.

2. Петров В. П. Теоретические и практические основы получения пористых заполнителей из отходов промышленности. Диссертация на соискание ученой степени д.т.н. Самара: СГАСУ. — 2007.373 с.

3. Л. М. Михайлов. Проектирование, монтаж и эксплуатация систем автоматизации. — Ленинград: Ленинградский университет., 1989. — 258с.: ил.

4. А. С. Клюев. Проектирование систем автоматизации технологических процессов. — М.: Техпром., 1980. — 421с: ил.

5. Алиев Т. М., Тер-Хачатуров А. А. Измерительная техника: Учеб. пособие для тех. вузов. — М.: Высшая школа., 1991. — 384с.: ил.