Устройство получения поризованной гранулированной аммиачной селитры
DEVICE FOR PRODUCTION OF POROUS GRANULATED AMMONIUM NITRATE

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано на предприятиях, ведущих взрывные работы на пунктах изготовления взрывчатых веществ для получения поризованной гранулированной аммиачной селитры. Изобретение может быть использовано при открытом и подземном способе добычи рудных и нерудных твердых полезных ископаемых при разработке пластовых, штокверковых, жильных месторождений.
Известно устройство для получения пористой гранулированной АС, при котором происходит термообработка во вращающемся барабане в течение 0,5-5 минут и дальнейшей выдержкой ее в приемном бункере в течение 0,5-10 минут при температуре окружающей среды [Патент РФ RU 2452719 С2, М. кл. С06В 21/00; С01С 1/04; С06С 31/04 от 02.06.2010 г.].
Недостатком данного устройства является образование нагромождений и навалов гранул АС в нижней части барабана, при вращении барабана в этом случае происходит не равномерный прогрев АС.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство получения поризованной гранулированной аммиачной селитры, включающее термическую обработку гранулированной аммиачной селитры, при котором гранулированную аммиачную селитру подвергают термической обработке до получения заданной степени поризации в два этапа, на первом этапе проводят термическую обработку гранулированной аммиачной селитры путем ее нагрева в режиме вращения барабана в течение 7-5 минут до температуры 32,3-50°С, второй этап включает термическую обработку гранулированной аммиачной селитры при той же температуре в режимах первого этапа в режиме качания барабана, при этом нагрев гранулированной аммиачной селитры в барабане проводят преимущественно попеременно или в режиме вращения первого этапа, или в режиме качания до получения требуемой поризации гранулированной аммиачной селитры, после нагрева и выдержки селитры ее рассеивают с разделением по фракциям в зоне сепарации [Патент РФ №2600061 М. Кл. С06В 21/00, С06С 31/04 от 14.11.2014 г. (прототип)].
Недостатком данного устройства является то, что применяемые распределительные насадки имеют форму в сечении, не обеспечивающую равномерного перемешивания аммиачной селитры во время цикла нагрева в режиме качания и вращения барабана.
Технической задачей изобретения является улучшение структурных характеристик АС, подвергнутой воздействию теплового излучения (поризации), что обеспечивает повышение стабильности и улучшение взрывчатых свойств простейших гранулированных ВВ.
При послойном нагреве тепловой поток от нагретой в контактном слое гранулы частично передается гранулам в контактирующих слоях. Повышение скорости переноса тепла пропорционально времени процесса и поверхности теплообмена. Увеличение длительности контакта гранул АС друг с другом и теплоносителем (рубашкой для жидкого теплоносителя и распределительными насадками) обеспечивает решение указанной задачи путем перемешивания в режиме качания барабана за счет распределительных насадок, имеющих в сечение лепестковую форму, имеющих основание ромба, равностороннего треугольника или квадрата.
В барабане размещают от 2-х до 4-х распределительных насадок, при этом количество распределительных насадок способствует варьированию длительности нахождения гранул аммиачной селитры в контакте друг с другом, что влияет на эффективность стадии нагрева и получения на выходе устройства конечного продукта - поризованной гранулированной аммиачной селитры.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан общий вид устройства. На фиг. 2-4 показан поперечный разрез с размещенными в барабане полыми распределительными насадками, имеющими в сечении лепестковую форму с основанием равностороннего треугольника, квадрата, ромба.
Устройство содержит барабан – 1, установленный под углом α=2-6° к горизонту, с полой осью – 2, обеспечивающей возможность вращения барабана вокруг оси и циркуляцию жидкого теплоносителя, рубашку для жидкого теплоносителя - 3, загрузочный коллектор - 4, питатель-дозатор исходного материала - 5, днище с разгрузочным люком эллиптической формы - 6 с соотношением большей оси эллипса к меньшей равным 1,7-2,2 и смещением центра эллипса относительно оси барабана не менее размера эллипса по меньшей оси, внешний теплозащитный кожух - 7, смотровой люк - 8, вытяжные устройства для отвода воздуха из теплозащитного кожуха - 9, сито в виде перфорированного кольца - 10, установленного со стороны разгрузочного торца барабана, от 2-х до 4-х распределительных насадок с лепестковой формой сечения, имеющих основание равностороннего треугольника, квадрата, ромба, - 11, устройство разгрузки с раздельной выдачей фракций - 12, привод - 13, передача крутящего момента - 14, муфту подачи теплоносителя - 15.
Устройство работает следующим образом.
Во вращающийся барабан - 1 гранулированная АС попадает из загрузочного коллектора - 4, который наполняется питателем-дозатором - 5. Гранулированная аммиачная селитра АС движется вдоль наклонной оси - 2 в полости вращающегося барабана - 1 и способствует вытеснению предыдущих порций продукта новыми порциями, которые через загрузочную горловину вводятся в барабан - 1.
Барабан - 1 заполняется до нижнего уровня разгрузочного люка эллиптической формы - 6, выполненного в соотношении большей оси эллипса к меньшей равным 1,7-2,2 и смещенным центром эллипса относительно оси барабана не менее размера эллипса по меньшей оси.
Распределительные насадки лепестковой формы, имеющие основание равностороннего треугольника, квадрата, ромба - 11, способствуют увеличению площади теплообмена, длительности контакта между гранулами АС друг с другом и распределительными насадками, лучшему перемешиванию гранулированной аммиачной селитры в полости барабана - 1. При циркуляции жидкого теплоносителя по полой оси - 2 барабана - 1 и рубашке для жидкого теплоносителя - 3 нагревается аммиачная селитра. С помощью муфт подачи теплоносителя к полой оси - 15 происходит подача жидкого теплоносителя к полой оси - 2. Нагрев аммиачной селитры (АС) производят на этапе термообработки во вращающемся барабане - 1 до температуры 32,3-50°С в течение 1-5 минут. Гранулы аммиачной селитры нагреваются послойно. Нагретые гранулы в контактном слое частично передают тепловой поток гранулам в вышележащих слоях. Длительное нахождение гранул аммиачной селитры в контакте друг с другом и с рубашкой для жидкого теплоносителя - 3 влияет на эффективность стадии нагрева. Для этого переходят к этапу термообработки в режиме качания барабана при этой же температуре. При этом барабан - 1 располагают таким образом, чтобы днище с разгрузочным люком эллиптической формы - 6 располагалась в верхней части сегмента барабана с отклонением малой оси эллипса от вертикали на угол ±30-±45°. Нагрев аммиачной селитры производят в качающемся барабане - 1 в течение 1-5 минут до температуры 32,3-50°С. Для полноты нагрева термическую обработку аммиачной селитры производят попеременно во вращающемся барабане - 1 и в барабане в режиме качания до получения поризованной аммиачной селитры.
Выгрузку поризованной аммиачной селитры производят по окончании термообработки гранулированной аммиачной селитры. В этом случае днище с разгрузочным люком эллиптической формы - 6 барабана - 1 располагают так, чтобы малая ось эллипса барабана имела отклонение ±30-±45°, что способствует полной и эффективной разгрузке барабана - 1.
Разгрузка поризованной аммиачной селитры осуществляется в режиме качания барабана. В процессе разгрузки через днище с разгрузочным люком эллиптической формы - 6 поризованная аммиачная селитра попадает в устройство разгрузки с раздельной выдачей фракций - 12 с ситом в виде перфорированного кольца - 10. В устройстве разгрузки с раздельной выдачей фракций - 12 крупная фракция поризованной аммиачной селитры отделяется от мелкой. Разделенные фракции поступают в бункера (на чертежах не показаны).
Вытяжные устройства из теплозащитного кожуха - 9 служат для отвода газообразных продуктов, которые возникают в результате термообработки АС. Снижение теплопотерь устройства достигается за счет внешнего теплозащитного кожуха - 7. Контроль за процессом получения поризованной гранулированной аммиачной селитры осуществляется с помощью смотрового люка - 8. От привода - 13 передается вращение барабану - 1, с помощью крутящего момента - 14 на полую ось - 2.
Таким образом, изменение количества распределительных насадок способствует варьированию длительности нахождения гранул аммиачной селитры в контакте друг с другом, что влияет на эффективность стадии нагрева и получения на выходе устройства конечного продукта - поризованной гранулированной аммиачной селитры.
Преимущества данного устройства получения поризованной аммиачной селитры (АС): высокое качество изготовления поризованной АС, повышение стабильности взрывчатых свойств простейших ВВ, а также уменьшение расхода ВВ на отбойку горной массы. Все вышеперечисленные преимущества способствуют улучшению качества дробления горной массы.