ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЭНТЕРОСОРБЕНТА

Техническое решение относится к химической технологии, в частности к технологии получения кремнийуглеродсодержащих сорбентов различного назначения, а именно к технологическим линиям получения кремнийуглеродсодержащих сорбентов ветеринарного и медицинского назначения.
Известно, что для получения мелкодисперсных продуктов различного назначения используют размолочные комплексы, состоящие из мельницы различного типа, системы отделения крупных частиц от мелких в основе которых лежат различные свойства частиц масса, форма, магнитная восприимчивость, гидрофобность - гидрофильность и т.д. В качестве мельниц могут быть использованы мельницы вихревого типа, шаровые мельницы, вибромельницы, дезинтеграторы в основе которых используются различные типы и возможности соударении, как частиц друг с другом, так и элементами конструкции и/или мелющими телами. Из способов получения мелкодисперсных (с малой размерностью) порошков известны способы получения минеральных наполнителей, красителей, утяжелителей, пигментов и т.д., производство которых разделяется на несколько стадий: размол, разделение и затаривание.
Известна технологическая линия для производства мелкодисперсной извести (RU №88350 U1 от 10.11.2009), включающая бункер для подачи кускового известняка, дозатор, шаровую мельницу с циклоном-уловителем известняка и с устройством для доулавливания извести, соединенным с дымососом и дымовой трубой, бункер молотого известняка, соединенный с циклоном-уловителем и через дозатор и пневмонасос с циклонной печью, циклонную печь, снабженную горелочным устройством и циклоном-уловителем мелкодисперсной извести, циклон-уловитель, соединенный с охладителем мелкодисперсной извести, охладитель с вентилятором, соединенный с бункером готового продукта, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит выносную горизонтальную топку, размещенную тангенционально к наружной боковой поверхности циклонной печи и выполненную в виде камеры для сжигания природного газа и камеры для смешивания топочных газов с измельченным известняком, линию соединения циклона-уловителя мелкодисперсной извести с шаровой мельницей с помощью вентилятора и линию соединения охладителя с камерой сжигания выносной горизонтальной топки, в качестве устройства для доулавливания извести используют трубу-коагулятор и каплеуловитель, установленные после циклона-уловителя известняка, при этом труба-коагулятор соединена с каплеуловителем с помощью тангенциального патрубка, а каплеуловитель верхней частью соединен с дымососом, а в нижней части снабжен гидрозатвором. Данный способ предполагает получение более грубого продукта по сравнению с продуктом получаемой на предлагаемой линии, также не приводятся показатели конечного продукта, выбор шаровой мельницы ограничивает применение материала из-за повышенного содержания железа, образовывающего в результате намола (деструкции мелящих тел).
Анализ открытых источников показал, что получению сорбентов посвящен узкий перечень источников, что затрудняет выбор прототипа. Наиболее близким может быть патент (RU 2377179 от 27.12.2009), в котором описывается способ получения для углеродного адсорбента из косточек плодовых деревьев и установка для его осуществления. Заявленный способ получения углеродного адсорбента включающий карбонизацию косточкового сырья, активацию, магнитную сепарацию, отмывку и сушку, отличающийся тем, что карбонизацию осуществляют с изотермической выдержкой совмещенную отмывкой и обработкой острым паром. Установка для получения углеродных адсорбентов содержит реактор-карбонизатор со средством загрузки и выгрузки карбонизата, реактор-активатор в виде цилиндрического барабана с электронагревателем, реактор обработки острым паром, магнитный сепаратор, аппарат отмывки, сушильный барабан, устройство для отвода газообразных продуктов реакции.
Предлагаемая технологическая линия получения энтеросорбента предназначена для переработки минерального сырья, которое отличается от сырья органического происхождения.
Задачей заявляемой полезной модели является создание технологической линии получения нового высокоэффективного энтеросорбента на основе шунгитсодержащих природных минералов, имеющего ветеринарное назначение, и обладающего высокими сорбционными свойствами в отношении широкого спектра токсических веществ, а также технологической линии получения композиций на основе указанного энтеросорбента.
Технический результат предлагаемых технических решений заключается в использовании комплекса технических и технологических решений, позволяющего получить указанный энтеросорбент - в создании технологической линии получения нового высокоэффективного энтеросорбента на основе шунгитсодержащих природных минералов, имеющего ветеринарное назначение, и обладающего высокими сорбционными свойствами в отношении широкого спектра токсических веществ.
Технический результат достигается применением заявленной технологической линии, состоящей из последовательно соединенных:
- мельницы с питающим дозатором, снабженной также входным и выходным отверстиями для циркуляции осушенного воздуха,
- воздушного классификатора,
- термической печи, снабженной приборами контроля температуры,
- теплообменного устройства с устройством для выгрузки целевого продукта для его затаривания, снабженного также приборами контроля температуры,
причем мельница, классификатор, устройством для осушки воздуха и устройством для аспирации воздуха от пылеобразных веществ объедены единой системой циркуляции воздуха, снабженной насосами, оснащенными вентиляторами, обеспечивающими подготовку и циркуляцию воздуха с необходимой скоростью потока.
Схематическое изображение заявленной технологической линии для получения энтеросорбента отображено на фигуре 1.
Как видно из фигуры 1, мельница 1 снабженная питающим дозатором 2, а также входным и выходным отверстиями для циркуляции осушенного воздуха, соединена с воздушным классификатором 3, последний рукавный фильтр которого соединен с входным отверстием термической печи 4, выходное отверстие которой соединено с входным отверстием теплообменного устройства 5, снабженным устройством для выгрузки целевого продукта для затаривания.
Выходные отверстия остальных рукавных фильтров классификатора 3 соединены с системой циркуляции воздуха, обеспечивающей циркуляцию воздуха через мельницу 1 и классификатор 3, снабженную насосами, обеспечивающими циркуляцию воздуха и устройством для осушки воздуха 6. Элементы линии 1, 3, 6 соединены с воздушной системой, снабженной насосом или насосами для циркуляции воздуха и устройством 7 для аспирации воздуха от пылеобразных веществ.
Линия работает следующим образом.
В качестве минерального сырья для получения энтеросорбента используют природное шунгитсодержащее минеральное сырье различного происхождения - Зажогинского месторождения, месторождения Текели-коксуйской зоны, с содержанием углерода 3,9-55,1% масс., двуокиси кремния 15,0-70,0% масс.
Описываемая технологическая линия может работать в непрерывном или периодическом режимах.
-3
Непрерывный режим: шунгитсодержащее сырье размером до 5*10 м через питающий дозатор 2 поступает в мельницу 1 со скоростью подачи 5 кг/мин, в которой происходит размол сырья за счет соударения и деструкции частиц до мелкодисперсного порошка. В качестве мельницы 1 может быть использована роторно-вихревая мельница роторно-центробежного типа, в которой частицам придается центробежное ускорение, оснащенной ротором и отбойной плитой для создания вихревых потоков и эффективности соударения.
-6
-6
За счет подачи в мельницу 1 осушенного воздуха частицы размолотого шунгитсодержащего сырья выдуваются из мельницы 1 через выходное отверстие и попадают в воздушный классификатор 3, в котором происходит разделение сырья по размеру. В качестве классификатора 3 может быть использован, например, классификатор барабанного типа. Более крупные и, следовательно, более тяжелые частицы размером до 45,0*10 м оседают в первом рукавном фильтре классификатора 3 и за счет циркуляции воздуха поступают в мельницу 1 на повторное измельчение. Насосы, входящие в систему циркуляции воздуха обеспечивают циркуляцию воздуха через мельницу 1 и классификатор 3, а устройство для осушки воздуха 6, в качестве которого может быть выбрано, например, камера для осушки воздуха, снабженная влагопоглощающими элементами, необходимо для поддержания влажности воздуха в системе его циркуляции, так как излишняя влажность приводит к агломерации продукта измельчения. Более легкие частицы размером до 45,0*10 м оседают в последнем рукавном фильтре классификатора 3 и подаются через передающее устройство в термическую печь 4 на термическое активирование, снабженную приборами контроля температуры, обеспечивающую равномерный прогрев сырья при температуре (100÷200)°С в течение (10-60) минут. В качестве термической печи могут быть использованы, например, обогреваемые шнеки или проточная термическая печь. Прогретое в печи 4 сырье поступает в теплообменное устройство 5, в качестве которого может быть выбран приемный барабан с охладительной рубашкой, обеспечивающий быстрое, в течение 2 минут, охлаждение сырья до температуры окружающей среды, после чего готовый энтеросорбент с помощью устройства для выгрузки, в качестве которого выбирают, например, гибкие шнеки, поступает на затаривание. Воздушная система, связанная с мельницей, классификатором, устройством для осушки воздуха, снабжена насосами, оснащенными вентиляторами, обеспечивающими циркуляцию воздуха в системе, и устройством для аспирации воздуха от пылеобразных веществ, в качестве которого используют, например, комплект, состоящий из циклона и системы рукавных или патронных фильтров.
Назначение системы циркуляции воздуха состоит в необходимости единовременной классификации мелких частиц от крупных частиц и транспортировки через различные узлы до стадии термообработки. Назначение замкнутой воздушной системы состоит в необходимости возврата воздуха удаляемого с продуктом классификации.
-6
Готовый продукт представляет собой мелкодисперсный порошок со среднестатистическим медианным размером 15,0*10 м, физико-химические свойства которого приведены в таблице 1.
Таблица 1Физико-химические свойства энтеросорбента
Наименование показателя
Значение
Внешний вид
Порошок от темно-серого до черного цвета
Массовая доля углерода в свободном состоянии, %
3,9-55,1
Массовая доля двуокиси кремния, %
15,0-70,0
Содержание водорастворимых веществ, %, не более
5
Насыпная плотность, кг/м<sup>3</sup>
500-800
Истинная плотность кг/м3
2500-2550
Потери при прокаливании, %
5
рН водной вытяжки
6-9
Адсорбция дибутилфталата, см<sup>3</sup>/100 гр. ГОСТ 7885-86
30-35
Адсорбция метиленового синего, гр./100 гр. ГОСТ 4453-74
15
Массовая доля остатка на сите после мокрого просева No 0063<sup>*</sup>, %, менее
0,08
* - N 0063 обозначает номер использованного сита, после просева через которое остаются частицы размером более 63*10<sup>-6</sup> м
-3
-2
-6
-6
В случае осуществления периодического режима определенное количество (например, 250 кг) шунгитсодержащего сырья размером до 5*10 м через питающий дозатор 2 загружают в шаровую мельницу оснащенную механическим приводом и заполненную мелющими телами менее 2*10 м 1, в которой происходит размол сырья за счет соударения и деструкции частиц с мелющими телами до мелкодисперсного порошка в течение 10-30 минут. Система циркуляции воздуха работает так же, как и в случае непрерывного действия линии за исключением того, что воздух для удаления из мельницы частиц подается после ее отключения. За счет циркуляции в мельнице 1 осушенного воздуха частицы размолотого шунгитсодержащего сырья выдуваются из мельницы 1 через выходное отверстие и попадают в воздушный классификатор 3, в котором происходит разделение сырья в течение 10-50 минут в зависимости от загрузки мельницы. Более крупные и, следовательно, более тяжелые частицы размером до 45,0*10 м оседают в первом рукавном фильтре классификатора 3 и за счет циркуляции воздуха поступают в мельницу 1 на повторное измельчение. Более легкие частицы размером до 45,0*10 м оседают в последнем рукавном фильтре классификатора 3 и поступают в термическую печь 4, снабженную приборами контроля температуры, обеспечивающую равномерный прогрев сырья при температуре (100÷200)°С в течение (10-60) минут. В качестве термической печи периодического действия может быть использована, например, термокамерная печь, оснащенная червячным механизмом для выгрузки. Прогретое в печи 4 сырье поступает в теплообменное устройство 5, обеспечивающее быстрое в течение в течение 2 минут охлаждение сырья до температуры окружающей среды, после чего готовый энтеросорбент с помощью устройства для выгрузки поступает на затаривание. Воздушная система работает так же, как и в случае непрерывного действия линии.
Введение энтеросорбента из шунгитсодержащего сырья в рацион кормления сельскохозяйственных животных и птицы (цыплят, бройлеров, кур несушек, свиней и крупно-рогатого скота) из расчета 0,05-1,0% масс. на вес корма положительно влияет на физиологические показатели сельскохозяйственных животных и птиц на различных этапах культивирования.
Таким образом, заявлена простая технологическая линия получения нового высокоэффективного энтеросорбента из шунгитсодержащих природных минералов, имеющего ветеринарное назначение, и обладающего высокими сорбционными свойствами в отношении широкого спектра токсических веществ.