способ очистки отходящего воздуха установок для упрочнения расплавов и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ очистки отходящего воздуха установок для упрочнения расплавов, включающий загрузку расплава и подачу воздуха в установку для гранулирования, подачу гранулята на охлаждающую ленту и отбор отходящего из установки воздуха, отличающийся тем, что перед отбором отходящего воздуха осуществляют кристаллизацию части продукта, образующегося за местом загрузки расплава, в виде пара и удаляют его в виде твердой доли продукта.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что кристаллизацию осуществляют на кристаллизационных поверхностях, величину которых приводят в соответствие с давлением пара над продуктом.

3. Устройство для очистки отходящего воздуха установок для упрочнения расплавов, содержащее расположенный над охлаждающей лентой вытяжной колпак с приспособлением для подачи расплава и с вытяжным патрубком, отличающееся тем, что колпак снабжен в зоне между приспособлением для подачи расплава и вытяжным патрубком, направленными в поток отходящего воздуха вставками для кристаллизации образующегося в виде пара продукта и регулируемыми отверстиями, направляющими воздух в зоне вставок.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что вставки выполнены в виде ребер, расположенных лабиринтообразно поперек потока отходящего воздуха.

5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что ребра выполнены с возможностью поддержания их при требуемой температуре.

6. Устройство по пп.4 и 5, отличающееся тем, что ребра изготовлены из теплопроводного материала и снабжены каналами для пропускания нагреваемой теплообменной среды.

7. Устройство по п.3 или 6, отличающееся тем, что ребра расположены параллельно друг другу, а в направлении потока отходящего воздуха на разном расстоянии, соответствующем давлению пара над продуктом.

8. Устройство по пп.3 7, отличающееся тем, что ребра направлены в поток отходящего воздуха вертикально от крышки колпака.

9. Устройство по пп.3 7, отличающееся тем, что ребра направлены в поток отходящего воздуха горизонтально от противоположных боковых стенок колпака.

10. Устройство по пп.3 9, отличающееся тем, что ребра закреплены на транспортных элементах, установленных с возможностью бокового извлечения ребер из колпака, причем ребрам соответствуют выполненные в боковых стенках колпака отверстия, приспособленные для соскабливания кристаллизата.

11. Устройство по п.10, отличающееся тем, что транспортные элементы выполнены в виде несущих плит, установленных с возможностью возвратно-поступательного движения от руки или автоматически в определенные интервалы времени.

12. Устройство по п.3, отличающееся тем, что вставки образованы бесконечными циркулирующими лентами, пересекающими колпак поперек направления потока отходящего воздуха, а боковые стенки колпака выполнены со шлицами для соскабливания кристаллизата в скребковых плитах и шлицами для прохода циркулирующих лент к охлаждающим их плитам.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам и устройствам для очистки отходящего воздуха и установок для упрочнения расплавов, загружаемых на охлаждающие поверхности, частности на охлаждающую ленту, и застывающих там, в частности, для упрочнения серы.

Известно, что ряд продуктов, например смолы, клеи и т.п. а также серу, можно сделать пригодным для транспортировки и манипулирования за счет того, что их расплавляют и помещают либо в виде полосы, либо в виде капель на движущуюся охлаждающую ленту, где расплав застывает. Если их помещают уже в виде капель, то на конце охлаждающей ленты образуется пригодный для упаковки гранулят. Если же их помещают в виде полосы то ее разламывают на куски, которые также могут быть упакованы.

Известен способ очистки воздуха, включающий загрузку расплава и подачу воздуха в установку для гранулирования, подачу гранулята на охлаждаемую ленту и отбор отходящего из установки воздуха.

Известно устройство для очистки воздуха, выходящего из установок для получения частиц серы по патенту.

Поскольку при загрузке расплава, в частности серы, образуются пары, которые могут нанести вред окружающей среде, устройства для загрузки расплава обычно оборудуют вытяжными устройствами, обеспечивающими вытяжку возникающего отходящего воздуха и его очистку. Это осуществляют с помощью фильтратов, которые относительно сложны. Определенный недостаток известных способов очистки следует также усматривать в том, что захватываемые отходящим воздухом значительные количества пыли теряются для получения продукта.

В основу изобретения положена задача создания способа и устройства упомянутого вида так, чтобы в отходящий воздух с самого начала попадало меньше продукта и чтобы можно было разгрузить протекающий там процесс очистки.

Для решения этой задачи способ согласно изобретению предлагает перед отбором отходящего воздуха выкристаллизовывать часть продукта, образующегося в виде пара за местом загрузки расплава, и отбирать в качестве твердой доли продукта. Благодаря этому удается избежать больших отходов продукта, скапливающихся обычно в виде пыли, и при определенных обстоятельствах использовать выкристаллизовавшийся продукт снова для получения расплава. При этом в усовершенствование идеи изобретения предусмотренные для выкристаллизовывания кристаллизационные поверхности могут быть приведены в соответствие по величине давления пара над продуктом, благодаря чему там, где наиболее высокое давление пара, существует также возможность того, что на поверхностях могут осаждаться большие количества продукта в виде кристаллов.

Для осуществления нового способа в устройстве с расположенным над охлаждающей лентой вытяжным колпаком, закрывающим приспособление для подачи расплава и содержащим вытяжной патрубок, может быть предусмотрено, что колпак в зоне между приспособлением подачи и вытяжным патрубком снабжен направленными в отсасываемый поток вставки для кристаллизации продукта и регулируемыми отверстиями, направляющими воздух в зоне вставок. Это исполнение позволяет выбирать скорость потока отходящего воздуха в зоне вставок так, что каждый раз имеется достаточно времени для выкристаллизовывания на вставках. При этом вставки могут быть выполнены особенно простым образом в виде ребер, расположенных лабиринтообразно поперек потока отходящего воздуха. Отходящий воздух вынужден поэтому протекать вдоль ребер, а именно с определенной скоростью, так что происходит нужная кристаллизация. Предпочтительно, чтобы способствовать процессу кристаллизации, ребра могут быть изготовлены также из теплопроводящего материала и снабжены каналами для пропускания теплообменной среды с регулируемой температурой или иметь возможность рассчитывать температуру кристаллизационных поверхностей так, чтобы существовали оптимальные условия кристаллизации.

Для приведения в соответствие с давлением пара над продуктом ребра могут быть расположены параллельно друг другу, а в направлении потока на разном расстоянии, которое устанавливают в зависимости от давления пара над продуктом. Ребра могут быть при этом направлены в поток вертикально от крыши колпака. Они могут быть направлены в поток также горизонтально от противоположных боковых стенок колпака, а именно так, что в подобии лабиринта образуются противоположные сквозные щели, которые приводят к обтеканию ребер, служащих в качестве кристаллизационных поверхностей.

Для отбора с определенными интервалами времени выкристаллизовавшегося на ребрах продукта предпочтительно расположить ребра прочно на транспортных элементах, обеспечивающих боковое извлечение ребер из колпака, причем в зоне боковых стенок колпака расположены соответствующие ребрам отверстия, с которых можно соскребать кристаллизат. Это извлечение ребер с целью очистки может осуществляться от руки или же в определенные промежутки времени автоматически, например, посредством пневмо- или гидроцилиндров, а также приводных двигателей. При этом во всех случаях не происходит основательной очистки кристаллизационных поверхностей ребер с тем, чтобы оставить на них зародыши, способствующие кристаллизации при повторном пуске в эксплуатацию. Особенно просто расположить ребра тогда, когда они сами образуют транспортные элементы и выполнены в виде одной или нескольких лент, которые пересекают колпак поперек направления потока, а также шлицы на боковых стенках колпака для соскребания и шлицы между нагревающими плитами, способствующими нагреванию непрерывно циркулирующих лент, образующих кристаллизационные поверхности. Скорость циркуляции может быть выбрана соответственно, благодаря чему возможна непрерывная циркуляция. Конечно, ленты можно приводить в движение также периодически. Во всех случаях предусматривают возможность улавливания соскобленного кристаллизата и его удаления. Можно, например, снова подавать расплав на подготовку для получения продукта. Благодаря этому исполнению становится возможным избежать с самого начала значительной доли пыли в отходящем воздухе. Поэтому могут быть разгружены очистные установки для отходящего воздуха.

На фиг. 1 изображена схема получения гранулята из расплава, причем соответствующее устройство оборудовано вытяжкой отходящего воздуха; на фиг. 2 часть устройства на фиг. 1 с циркуляцией охлаждающей лентой, загрузочным устройством для расплава и кристаллизационными поверхностями согласно изобретению, увеличено; на фиг. 3 в увеличенном виде деталь первого примера исполнения кристаллизационных ребер устройства на фиг. 2; на фиг. 4 в перспективе пример исполнения рекристаллизационных ребер на фиг. 3; на фиг. 5 вид сверху на часть колпака устройства на фиг. 2 и на расположенные в нем кристаллизационные ребра; на фиг. 6 первый пример исполнения подобно фиг. 5, но с кристаллизационными ребрами, извлекаемыми сбоку из колпака; на фиг. 7 - пример исполнения устройства по фиг. 5, у которого кристаллизационные ребра выполнены непосредственно в качестве пересекающих колпак лент; на фиг. 8 - изображение подобно фиг. 3, но с кристаллизационными ребрами, смещенными вбок от стенок колпака и направленными внутрь него; на фиг. 9 вид сверху подобно фиг. 5, например исполнения фиг. 8.

На фиг. 1 в общем виде изображена установка, с помощью которой можно переработать в гранулят расплав, например расплавленную серу. Установка содержит для этой цели охлаждающую ленту 1, у которой по трубопроводу 2 в камеру 3 под верхней ветвью направляют хладагент и расплавляют там, например, с помощью распыляющих сопел, на нижнюю сторону охлаждающей ленты 14, выполненной из стали. По сливному трубопроводу 2а хладагент снова возвращают в контур. Охлаждающая лента 1, огибающая два направляющих ролика 4, движется в данном примере исполнения по часовой стрелке. Над ее верхней ветвью предусмотрен вытяжной колпак 5 с вытяжным патрубком 6, присоединенным, как это показано лишь схематично, посредством вытяжного трубопровода 7 к вытяжному вентилятору 8, перед которым в данном примере исполнения включен еще очистительный фильтр 9 и т.п.

Расплавленную серу подают по подающему трубопроводу 10 к приспособлению для подачи расплава известному роторному формователю 11, состоящему, в основном, из двух установленных друг в друге труб, из которых внутренняя, заполненная расплавом и нагретая труба имеет направленный вниз шлиц, а наружная труба снабжена по всей окружности отверстиями. Наружная труба вращается вокруг внутренней трубы, в данном примере исполнения против часовой стрелки, за счет чего расплав серы загружается в виде капель на верхнюю сторону охлаждающей ленты 1, так как капли могут застывать там в твердый гранулят. Этот гранулят падает на конце охлаждающей ленты 1 по скату 12 на транспортер 13, показанный лишь схематично. По транспортеру 13 гранулят попадает в сборник 14 и может быть упакован в стандартную тару. При этом способе достигается, в частности то преимущество, что сера уже имеется в виде гранулята, и не требуется, как в известном способе, дробить сплошной застывший слой в сыпучий продукт. Во время такого процесса при дроблении серной лепешки образуется значительное количество пыли, которой следует избегать, чтобы не загрязнять окружающую среду.

При загрузке расплавленной серы посредством роторного формователя 11 на охлаждающую ленту 1 возникает также парообразная сера, которая при следующем охлаждении под колпаком 5 образует серную пыль. Изобретение исключает образование этой серной пыли, которую отсасывают через патрубок 6 и удаляют с помощью фильтра 9 из отходящего воздуха.

Согласно изобретению колпак 5, как это будет более подробно пояснено с помощью фиг. 2 и последующих фигур, снабжен в зоне между роторным формователем 11 и вытяжным патрубком 6 поверхностными вставками 15, которые направлены в вызванный отсосом отходящий поток над охлаждающей лентой 1 так, что образуются лабиринтные дефлекторы, вынуждающие двигать его к вытяжному патрубку 6 вдоль вставок. Колпак 5 снабжен к тому же на обращенной от вставок 15 стороне вытяжного патрубка 6 отверстиями 16 регулируемого сечения, которые служат для целенаправленного и управляемого разделения отходящего воздуха, подаваемого вентилятором 8 через вытяжной патрубок 6 на поток, идущий с лежащей слева от вытяжного патрубка 6 стороны колпака 5 и на поток, идущий с лежащей справа от вытяжного патрубка 6 стороны колпака 5. Благодаря этому мероприятию удается управлять скоростью потока отходящего воздуха в лежащей между вытяжным патрубком 6 и роторным формователем 11 части. Это означает, что скорость потока отходящего воздуха в зоне вставок 15 можно устанавливать за счет соответствующей регулировки отверстий 16. Об это еще будет сказано.

На фиг. 3 5 изображен первый пример исполнения вставленных в колпак 5 вставок, которые служат для кристаллизации по меньшей мере части продукта, образующегося в виде пара за местом загрузки /роторный формирователь 11/ расплава или местом отбора отходящего воздуха. На фиг. 3, 4 показано, что в первом примере исполнения для этой цели в колпаке 5 предусмотрены вставки в виде параллельных друг другу плоских ребер 17, расстояния между которыми увеличиваются в направлении движения охлаждающей ленты 1. Между первыми двумя ребрами 17, выполненными в виде плит, имеется расстояние а, между двумя следующими плитами расстояние b, затем расстояние c и наконец расстояния d. Эти все увеличивающиеся расстояния приведены при этом в соответствие с давлением пара над продуктом, находящимся на охлаждающей ленте 1. Этим достигается то, что поверхности ребер 17 в зоне более высокого давления пара больше, чем в зоне более низкого. При обеспечении соответствующего выбора скорости потока отходящего воздуха сера кристаллизуется на поверхности ребер 15. Ребра 17 могут быть снабжены для этой цели, как показано на фиг. 4, также каналы 18, к которым снаружи по трубопроводу 19 подают хладагент и снова отводят его по трубопроводу 20. Если плиты изготовлены из теплопроводящего материала, то таким образом удается нагревать их поверхность. Можно было бы, конечно, нагревать ребра 17 иначе, например, за счет теплопровода снаружи. Температура может быть при этом выбрана так, чтобы процесс кристаллизации протекал как можно оптимальнее. Благодаря изобретению создается возможность кристаллизации серы, образующейся в виде пара за роторным формователем, большей частью на поверхностях ребер 17, так что эта парообразная сера не превращается в пыль за счет последующего охлаждения и не попадает поэтому в фильтр 9. Она, например, остается сначала в кристаллизационном состоянии на поверхности ребер 17 и ее необходимо время от времени удалять оттуда.

Для этой цели в первом примере исполнения согласно фиг. 5 /а также фиг. 3 и 4/, предусмотрено, что ребра 17 закреплены на несущей плите 21, которая имеет возможность перемещения поперек направления движения охлаждающей ленты 1 в колпаке 5 по соответствующим встроенным в крышу колпака 5 направляющим 5а в изображенное на фиг. 5 конечное положение 21. Колпаку 5 сбоку от охлаждающей ленты 1 соответствует скребковая плита 22 со шлицами 23, величина и взаимное расположение между которыми соответствуют положению и размерам ребер 17. Перед скребковой плитой 22 предусмотрена камера 24, которая может быть также выполнена в виде особой вытяжной камеры. После выдвигания плиты 21 с закрепленными на ней ребрами 17 в ее конечное положение 21 за пределы колпака 5, что можно сделать, например, вручную, прилипшая к поверхности ребер 17 кристаллическая сера соскабливается шлицами 23 и падает в камеру 24. Оттуда ее можно извлечь и направлять, например, к устройству подготовки для расплава серы. Шлицы 23 служат для соскребания и соскабливания кристаллической серы. Они очищают поверхности ребер 17 неполностью, так что на поверхностях еще остаются зародыши для кристаллизации, которые при повторном вдвигании плиты 21 и при повторном расположении ребер 17 на пути потока обеспечивают затем дальнейшую кристаллизацию серного пара.

На фиг. 6 изображен вариант исполнения, подобный показанному на фиг. 3 - 5, причем здесь ребра 170, которые могут иметь такое же расположение, что и ребра 17 на фиг. 3 5, закреплены на общей плите 210, значительно более широкой, чем колпак, боковые ограничения которого приблизительно совпадают с боковыми кромками охлаждающей ленты 1. Ребра 170 проходят в этом исполнении в отверстиях 230 двух боковых плит 220, расположенных параллельно наружным кромкам охлаждающей ленты 21 и боковым стенкам колпака. Также в этом случае внутри направляющих плит 220 предусмотрены сборные камеры 240, которые могут служить для приема соскобленной отверстиями 230 серы.

Ребра 170, проходящие в этой форме исполнения с обеих сторон в отверстиях 230, также расположены на общей плите 210, которая имеет возможность возвратно-поступательного перемещения посредством расположенных с обеих сторон пневмоцилиндра 25 по стрелкам 26, так, что она выступает в каждую сторону на обозначенный штриховой линией участок 210". В этом положении часть поверхностей ребер 170, находящихся внутри колпака 5 в потоке отходящего воздуха, может быть соскоблена и очищена так же, как это описано в отношении фиг. 3 -5. Движение по стрелкам 26 может происходить автоматически и периодически в определенные интервалы времени. Возможно также постоянное возвратно-поступательное движение с соответствующей скоростью.

Другая форма исполнения устройства согласно изобретению изображена на фиг. 7. Здесь вместо прочно расположенных на держателях плит в качестве кристаллизационных поверхностей предусмотрены три бесконечно циркулирующие ленты 27, которые движутся поперек направления движения охлаждающей ленты 1, огибая соответствующие направляющие ролики 28. Ленты 27 должны проходить во внутреннем пространстве вытяжного колпака 5 /не показан/ и поэтому должны быть выполнены так, чтобы отдельные ленты двигались наподобие лабиринта, как это показано на фиг. 3, что вынуждает поток отходящего воздуха двигаться снизу вверх и затем сверху вниз через образованные лентами 27 дефлекторы. Ленты 27 покидают колпак на одной стороне через шлицы 29 и на другой стороне через шлицы 30, каждым из которых соответствуют сборные камеры 31 на направленной к охлаждающей ленте 1 стороне. Эти шлицы 29, 30 для соскабливания выполняют ту же функцию, что и отверстия 23, 230 описанных выше форм исполнения. Дополнительно циркулирующим лентам 27 соответствуют еще охлаждающие плиты 32 перед входом во внутреннее пространство вытяжного колпака, выполненные таким образом, что ленты проходят в шлицеобразных отверстиях и вступают при этом в тепловой контакт с охлаждающими плитами 32. Таким же образом становится возможным нагревать непрерывно циркулирующие ленты, которые могут быть, например, металлическими лентами, так, что нужный процесс кристаллизации протекает оптимально.

На фиг. 8 и 9 изображен вариант направленных в поток отходящего воздуха ребер 35, которые здесь также расположены на общей плите 34, выдвигаемой из колпака 5 по стрелке 36 так, что лабиринтные щели для потока образованы не вверху и внизу, а с боков благодаря смещенным относительно стенок колпака 5 ребрам над охлаждающей лентой 1. Видно, что поток отходящего воздуха вынужден здесь отклоняться сначала в сторону по стрелкам 37, после этого движется параллельно ребрам 35 вдоль них, а затем снова покидает лабиринт в направлении вытяжного патрубка. Такое расположение так же может быть предпочтительно использовано для кристаллизации серного пара. Здесь пути потока отходящего воздуха между ребрами 35 могут быть удлинены, за счет чего для кристаллизации серного пара имеется достаточно времени. Взаимное расстояние между ребрами соответствует расстоянию на фиг. 3. В остальном и здесь, как в примере исполнения на фиг. 5, предусмотрена скребковая плита 22, а ребра 35, когда их транспортнующую плиту 34 выдвигают по стрелке 36 в положение 34, могут быть освобождены от прилипшей к их поверхности кристаллической серы, попадающей в сборную камеру 24.