Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Анализ методов гранулирования порошовых и зернитых материалов и вопроса использования механоактивации в твердофазных процессах ... 10
1.1. Обзор существующих методов гранулирования порошковых и зернистых материалов 10
1.2. Теоретические основы механической активации в физико - химических процессов 16
1.3. Применения механической активации в процессах уплотнения дисперсных сред 27
1.4. Особенности механической активации в процессах подготовки порошкообразных материалов перед гранулированием. 29
Выводы по главе 1 39
Постановка задач исследования. 40
Глава 2. Теоретические основы механоактивации применительно к процессам смешения, измельчения и гранулирования в барабанах , вибрационных аппаратах и прессмашинах ... 42
2.1. Особенности процесса механоактивации при смешении, измельчении, гранулировании и компактировании 42
2.1.1 . Особенности процесса механоактивации при смешении измельчении . 42
2.1.2. Особенности процесса механоактивации при гранулировании и компактировании композиционных смесей 48
2.2 .Математические описания процесса механоактивации при измельчении в аппаратах разного типа 50
2.2.1. Механоактивация измельчением в барабанах с шарами. 50
2.2.2. Математические описания процесса механоактивации измельчением в вибрационном аппарате. 58
2.3. Выводы по главе2 ...61
Глава 3. Описание лабораторных установок и методика исследования ...63
3.1 .Методика определения деформационо-прочностных характеристик 63
3.2. Методика определения открытой пористости продуктов методом пропитки .65
3.3. Методика определения удельной поверхности порошкообразных материалов методом воздухопроницаемости. 67
3.4. Методика определения распределения пор по размерам капиллярным методом. 72
3.5. Лабораторные установки и методика для исследования механоактивации в процессах смешения, измельчения и грануляции в барабанных и вибрационных аппаратах...77
3.6. Лабораторные установки и методика для исследования процесса прессования порошкообразных материалов методом прокатки с учетом механоактивации 81
3.7. Выводы по главе 3 .83
Глава 4. Экспериментальные исследования характеристик порошковых сред и прессовок после проведения процесса механоактивации 84
4.1. Исследование влияния процесса механоактивации на характеристики дисперсных сред 84
4.2. Исследование качества процесса смешения и измельчения порошкообразных материалов в горообразных камерах с вибрацией и аппаратах барабанного типа . ..88
4.2.1. Исследование процесса смешения в вибросмесителе с торообразной камерой СмВ-0,005 ...88
4.2.2. Исследование процесса измельчения в вибрационной и барабанной мельницах. 96
4.3. Определения плотности и прочности прессовок после процесса механоактивации исходного материала. 105
4.4. Исследование распределения пор по размерам 116
4.5. Определение открытой пористости продуктов в зависимости от режимных ппараметров 122
4.6. Выводы по главе4. 126
Глава 5. Разработка процессов и аппаратов для получения гранулированного и компактированного продукта с заданными параметрами 128
5.1. Физическая и математическая модель взаимодействия порошковых сред в барабане с шарами с использованием эффекта механоактивации применительно к грануляции порошков 128
5.1.1. Механизм и кинетика гранулообразования ..128
5.1.2, Результаты исследования процесса гранулирования порошков с малой насыпной плотностью и пористой структурой в барабанных аппаратах с шарами применительно к процессам механоактивации. 132
5.2. Разработка процесса получения пористых прессовок с заданными свойствами (на примере диатомит, пермаита)... 138
5.3. Разработка процесса механоактивации в аппаратах барабанного типа с шарами при грануляции сычужных ферментов 144
5.4. Методика расчета силового и режимных параметров процесса компактирования на валковом прессе с учетом механоактивации... 151
5.5. Выводы по главе 5 161
Общие выводы и рекомендации .v 162
Литература. 164
Приложение 174
- Теоретические основы механической активации в физико - химических процессов
- Особенности процесса механоактивации при смешении измельчении
- Методика определения открытой пористости продуктов методом пропитки
- Исследование качества процесса смешения и измельчения порошкообразных материалов в горообразных камерах с вибрацией и аппаратах барабанного типа
Теоретические основы механической активации в физико - химических процессов
Среди отечественных и зарубежныъх ученых занимающихся проблемами механоактивации большой вклад внесли В. В Болдырев, П. Ю Бутягин, Н. К Барамбойма, Н. С Еникопян, ученые эстонской школы, В. Н Блиничев, В. А Падохин, С. П бовков, В. И Молчанов и другие исследователи [12, 13, 26].
Механическая активация физико-химических процессов в последние годы находит широкое применение. Основным научным направлением школы В. В. Болдырева [15, 23, 25], является изучение изменений свойств твердых тел в неогранических системах под влиянием механической обработки, а также разработка энерго-напряженных аппаратов для проведения таких процессов [15, 16]. Ранее считалось, что влияние механических воздействий на скорость и полноту протекания физических и химических процессов определяется прежде всего давлением. При тонком измельчении принимали, что изменения в материале при этом касаются не только поверхности, а еще других свойств и являются качественными. К ним можно отнести: увеличение растворимости в воде диспергированного кварца, снижение температуры и уменьшение теплоты термической диссоциации механически обработанного известняка, образование силикатов при нормальной температуре и другие качественные изменения в материале [15]. Существуют различные теоретические модели описания механизма и кинетики процессов механоативации.
Одной из допущений для теоретического описания механоактивации является тезис о том, что в процессе воздействия на материал часть подводимой энергии поглощается телом, вследствие чего активность последнего возрастает. Эта мысль рассматриваемая во многих работах [12, 13, 16], позволяет трактовать механическую активацию как процесс трансформирования энергии из механической в иные ее формы [15].
При анализе процесса механической обработки материала его условно делят на два периода: первый сопроваждается увеличением свободной энергии и повышением активности обрабатываемой системы (собственно активация); второй - пассивированием материала в результате последующих процессов (дезактивация, релаксация и спадание активности). Термодинамическое определение активации дается как изменение свободной энергии системы [15]. Используя 1-ый и 2-ый законы термодинамики можно написать. Af= AUAS-GAI-AL (1.1) где f - свободная энергия; U - внутренняя энергия; S - энтропия; Т-абсолютная температура; А1 - деформация; AL - механическая работа, использованная для деформации. Данная зависимость справедлива для обратимой изотермической деформации материала т.е до его разрушения. При разрушении часть накопленной энергий переходит в энергию вновь образованной поверхности, другая часть в тепло и при этом справедлива следующая зависимость. AfMax = C AT + EF/AQ (1.2) где С - среднее значение теплоемкости материала в диапозоне А Т; EF -удельная поверхностная энергия; AQ - прирост поверхности.
Зависимость (1) позволяет простую упругую деформацию считать механической активацией. Кроме того из (1.2) видно, что в момент разрыва материала присходит "тепловой толчок", служащий (по мнению ряда авторов) причиной многих изменений в материале. Эти допущения лежат в основе так называемого "теплового" подхода к объяснению механоактивационных явлений.
Механическая обработка характезируется разницей между начальным и конечным состоянием материала и представляется следующими типами (16]. 1. Механическое измельчение - если при обработке меняется только поверхность вещества: AL - EF - AQ (1.3) 2. Поверхностная активация - если в месте с поверхностью меняется и удельная поверхностная энергия: AL - A. (EF.AQ) (1.4) 3. Собственно активация - когда наряду с увеличением поверхности и поверхностной энергии изменяется энергия решетки кристаллов Еи? то есть образуются дефектная решетка: AL - EF-AQ + Ей (1.5) Частным случаем является состояние, когда все подведенная энергия сосредоточена в дефектах структуры. Тогда изменение свободной энергии, рассчитанное по (1.1), определяется только энтропийным слагаемым: Af - AS - - кТІпШд (1.6) где WTJ _ термодинамическая вероятность, равная числу способов, которыми можно разместить дефекты в объеме кристалла. Некоторые авторы рекомендуют разбивают процесс подвода энергии на две стадии [17]. Первая реализуется сравнительно быстро - за несколько десятков секунд и характеризуется небольшой величиной удельной поверхности (4 - 5 м7г) и наличием аморфной фазы до 15%. Вторая стадия приводит к лубоким изменениям в тонкой кристаллической структуре и для ее реализации требуется механическая обработка в течении нескольких часов [15]. При длительной обработке образование дефектов структуры, аморфизация материала и вызываемые ими изменения физико-химических свойств вещества приводят к активации. Образующиеся структурные дефекты получаются в процесса фазового перехода от кристаллической фазы до аморфной фазы [18 ].
При обработке порошков причиной механической активацией является комплекс процессов, из которых можно выделить накопление телом дефектов структуры, возникновение локальных очагов повышенной температуры при деформации, столкновении и трении частиц; а также появление активных центров на свежеобразованной поверхности при разрушении твердых частиц. К этим процессам относится каталитический эффект электронов, поток которых возникает в устье трещины в момент размола частиц [13, 15, 18].
В рассмотренных случаях подводимая механическим путем энергия переходит в другие виды энергии. При "тепловом механизме активация переходит в энергию химических реакции. По теории "активных центров" упругая энергия напряженного состояния переходит в энергию активных центров "при сбросе " упругих деформаций в момент разрушения образца.В общем случае отмечается, что поглощенная телом энергия встречается через дефекты структуры тупиковых пор и других трещин.Процесс механоактивации сопровождается в дальнейшем диссклокацией накопленной энергии. Кинетика спадания активности обработанных материалов является малоизученным процессом [12, 13, 14, 15 ].
Особенности процесса механоактивации при смешении измельчении
Процессы смешения и измельчения используются в технологических процессах как стадии подготовки исходных материалов для дальнейшей обработки. В процессе смешения и измельчения изменяются физическое состояние и химические свойства порошкообразных материалов. При этом происходит не только изменение размера частиц, но и сложный физико-химический процесс увеличения потенциальной энергии вещества и повышения активности вследствие увеличения поверхностной и внутренней энергии частиц материала.
Любое твердое тело характеризуется некоторой поверхностной энергией, которая измеряется работой, необходимой для перемещения внутренней частицы твердого тела на его поверхность. Таким образом, частицы, выведенные на поверхность, обладают некоторым "избытком" энергии. На поверхности твердого тела формируется поверхностный слой, в котором концентрируется "избыточная" энергия. Этот избыток энергии поверхностного слоя, отнесенный к единице поверхности, называют удельной поверхностной энергией и обозначают ст, дж/см
Определение удельной поверхностной энергии основано на методах измерения твердости минералов при царапании, шлифовании, вдавливании или измерении теплоты растворения (смачивания) дисперсных порошков. Работа диспергирования и, следовательно, поверхностная энергия неизменно возрастают по мере увеличения дисперсности, так как увеличивается число молекул, вводимых на поверхность и сопровождается увеличением поверхности контакта между частицами. При многообразии способов измельчения твердых тел широко распространено измельчение зернистых сред во вращающихся барабанах и виброизмельчителях, где взаимодействие между шарами и средой является ударно-истирающим.
В аппаратах барабанного типа с осевым вращением барабана, механизма движения взаимодействия шаров и частиц в этих аппаратах можно представить следующим образом: мелющие тела силой трения увлекаются в сторону вращения барабана, поднимаются на некоторую высоту, а затем сползают по его внутренней поверхности, скатываются или оторвавшись от стенки , подают вниз. За счет энергии движения этих тел происходит измельчение частиц материала. Подъем мелющих тел и характер их движения зависят от числа оборотов и коэффициента трения между мелющими телами и внутренней поверхностью барабана. При определенной скорости вращения барабана траектория движения шаров является параболой. При медленном вращения барабана число соударения шаров и частиц мало и, следовательно, воздействие мелющих тел на частицы незначительно. С увеличением скорости вращения барабана сила воздействие мелющих тел на частицы материала увеличивается. Эта работа деформирует или изменяет кристаллическую структуру материала, либо нарушает структуру самой частицы. Величина работы зависит от относительной скорости удара и массы мелющих тел. Энергию в момента удара тела Ет [кг.м] можно выразить по формуле: ET= = f(R5n) (2.1) где: q-вес мелющего тела, кг; оз0- относительная скорость удара, м/с; g-ускорения силы тяжести, м/с2 ; Кб - внутренний диаметр барабана, м; п-частота вращения барабана, об/мин. Чтобы мелющее тело могло разрушить материала его энергия в момент удара должен быть равна или больше энергии начала разрушения частицы ЕТ АР=Ж {22) Так как в барабане находится большое число (количество) мелющих тел, то вводимая ими энергия механоактивации, передаваемая частицам материала еще зависит и от количества соударений мелющих тел с частицами и от количества частиц в зоне удара. В нашем случае эти факторы можно учесть соотношением массы шаров к массе частиц, размером шаров и частиц материала, а так же коэффициентом заполнения барабана. Поэтому для каждого гранулометрического состава исходного материала нужно выбрать соответствующий набор мелющих тел (шаров) с разными диаметрами и весами. В дальнейшем б работе рассматриваются мелющие тела из стальных и керамических шаров. Мехханоактивацию можно получить измельчением или без измельчения частиц, поэтому количество активи: :;рованного материала, находящий в аппарате зависит от массы и размера шаров или видов получаемых дефектов (поверхностные, внутренние, химические и. т. д).
Количество измельчаемого материала, постоянно находящегося в барабане должно быть больше, чем это требуется для заполнения пустот между мелющими телами. В ряде работ [26,42,55,63] показано, что объем измельчаемого материала примерно на 15-20% больше объема пустоты мелющих тел.
Для процесса механоактивации порошкообразных материалов, отношение массы шаров к массе материала А зависит от физико-химических свойств и природы активизированного материала (для стекольных шихт: при сухой активации А = 0,8- 1,1, а влажной - А = 1,5 2; для материала с малой насыпной плотностью - 0,5-г0,6 и 0,94-1 соответственно)
Рассмотрим механизм проведения механоактивации и траектории движения мелющих тел и обрабатываемого материала в вибросмесителе. Измельчение в вибрационном аппарате, происходит в результате ударов и при скольжении мелющих тел по обрабатываемому материалу. В зависимости от режима скольжения и может проходить истирание обрабатываемого материала. Траектории движения мелющих тел вместе с частицами материала имеют разный вид и сильно зависят от угла между дебалансами.
Методика определения открытой пористости продуктов методом пропитки
Определение, плотности и прочности гранулированного продукта в зависимости от различных факторов проводилось по результатом компрессионных испытаний в закрытой матрице. Уплотнение порошковых материалов проводили на гидравлическом прессе 2136M-I ГПр в диапазоне удельных давлений от 20-300 МПа. Высота образца выбиралась в зависимости от диаметра h: d = 0,3-0,8 [48] и составляла 4,5-12 мм при диаметре таблетки 15мм.
Прессовки получали следующим образом: шихту или порошков засыпали в матрицу и прессформу помещали между опорно-упорными плитами гидравлического пресса. Давление в момент соприкосновения верхней плиты пресса с пуансоном контролировали образцовым манометром типа ОСДМ с погрешностью не выше 0?02 МПа. Время выдержки давления после напряжения составляло 5 секунд. После сброса давления полученную таблетку выталкивали из матрицы с помощью гидропресса.
Прочность на растяжение определяли методом диаметрального разрушения образца. Образец цилиндрической формы, полученный прессованием в закрытой матрице, нагружали до разрушения на разрывной специальной установке (рис. 3.1).
По размерам и видам поры классифицируют на 3 группы и 3 вида: микропоры, мезопоры, макропоры и открытые, тупиковые и закрытые поры. При общей пористости материала более 20% [27, 35] практически тупиковых и закрытых в нем нет. Следовательно, для рассматриваемых нами материалов практически имеет место открытой пористости, которая и составляет его общую пористость. Описание установок и методы проведения исследования. Определение пористости чаще всего проводят, используя расчет или непосредственные измерения с помощью методов, методом пропитки, гидростатического взвешивания и металлографии. Расчетный метод (ГОСТ 18898-73) является наиболее простым и требует Знаний дополнительного плотности беспористого материала. Металлографический метод основан на определении просветов между частицами пористого материала по микрофотографиям. Преимуществом метода является возможность определения не только абсолютного значения пористости, но и распределение пор по сечению исследуемого образца.
В лабораторной практике часто используют метод пропитки, по этому методу пористость рассчитывают, используя зависимость: П = -± L (3.8) 67 где пі! - масса сухого образца, г; т2- масса образца, пропитанного жидкостью, г; V- объем образца, см ; рж- плотность жидкости, г/ см . Метод предполагает полное заполнение всех пор смачивающей жидкостью. Пропитка образца должна осуществляться в вакууме с последующей выдержкой в жидкости в течении несколько часов. Установка для проведения пропитки образцов (рис. 3.3) работает с следующим образом:
Исследуемый образец 1 помещают в стакан 2, закрывают герметичной крышкой 3, открьшают кран 5 и включают вакуумный насос. Во время вакуумирования кран 7 закрыт. После достижения требуемого разрежения (обычно 13,3 Па) в стакане 2, перекрывают кран 5, отключают вакуумный насос и открывают кран 7. Жидкость из стакана 8 под действием атмосферного давления перетекает в стакан 2 и пропитает исследуемый образец 1.
Удельная поверхность является одной из характеристик, позволяющей оценить эффективность механоактивации дисперсных материалов. Под удельной поверхностью понимается суммарная поверхность частиц в г порошка (см /г или ма/кг). Чем больше удельная поверхность, тем выше реакционная способность частиц. Увеличение удельной поверхности приводит к повышению адсорбционной активности порошков. Поэтому широкое применение для определения поверхности частиц нашли методы, основанные на физической адсорбции газов или паров.
При сорбционных методах удельная поверхность порошка определяется по количеству вещества, адсорбируемого порошком. Зная количество адсорбента и площадь занимаемую одной молекулой, можно рассчитать удельную поверхность S по формуле [ 27,39, 46 ]: S = am.N.Fm (3.9) где Ощ - емкость монослоя, выраженная в молях; N- число Авогадро, равное приблизительно 6,02.10 моль"; Fm - площадь, занимаемая в монослое одной молекулой адсорбата. Сорбционными методами определяется полная поверхность частиц с учетом всех извилин поверхности, трещин и внутренних открытых полостей. Наибольшей точностью обладают статические (объемные и весовые ) методы, предложенные Брунауэром, Эмметтом и Теллером (БЭТ). По методу БЭТ в условиях вакуума при постоянной температуре снимают изотерму адсорбции, а затем вычисляют поверхность. Количество адсорбирующегося вещества определяют по привесу образца (весовой метод). Полученные результаты адсорбции обрабатывают с помощью уравнения БЭТ 69 p 1 с-I p + .— (3.10) l(Ps-P) Xnvc xmc Ps где P- давление, при котором измеряют количество адсорбированного вещества, мм рт. ст.; Ps -давление насыщенных паров; а - масса или объем адсорбата в нормальных условиях в момент измерения (величила адсорбции), г или мл; Хт -искомое значение массы или объема адсорбата в нормальных условиях при образовании монослоя, г или мл; с - константа. Сорбционные методы являются сложными и трудоемкими. Удельную поверхность порошков можно определить экспериментально, используя формулу Козени и Кармана на основании уравнения фильтрации Дарси: 14 \ г3 1 F Н S = —J V--77 (311) pyi-s)2 п L Q где 14- постоянный множитель (см/сек") ; р - плотность материала, г/см ; с -порочность слоя порошка, доли единицы; г\ - вязкость жидкости, пз; F - полое сечение фильтрующего слоя, см; Н - перепад давления на слое, г/см ; Q - расход жидкости, см3/сек..
Более простым методом является метод воздухопроницаемости, основанный на измерении гидравлического сопротивления слоя уплотненного порошка, при просасывании через него воздуха [46 ]. При этом определяется "сглаженная" поверхность частиц. По этой формуле анализируются порошки с удельной поверхностью от 30 до 8000 см /г.
Перед началом измерения проверяют нулевую точку манометра и герметичность прибора. Для этого заполняют аспиратор водой и затем закрывают оба верхних крана. Затем присоединяют гильзу к прибору и э плотно закрыв ее резиновой пробкой сверху, открывают сливной кран аспиратора. Если система герметична, то начавшиеся истечение воды полностью прекращается, и с этого момента отмечают нулевую точку на манометре.
Навеску исследуемого порошка, взвешенную с точностью до 0.01 г (веса проба 3-8 г), помещают в гильзу на перфорированный диск, покрытый фильтрованной бумагой. Затем порошок сверху накрывают вторым кружком бумаги и затем вставляют плунжер. Нажимая на рукоятку плунжера, уплотняют порошок так, чтобы упорное кольцо коснулось верхнего края гильзы.
Исследование качества процесса смешения и измельчения порошкообразных материалов в горообразных камерах с вибрацией и аппаратах барабанного типа
В фармацевтической и пищевой промышленности гранулируются органопрепараты на основе животного сырья (молокосвертывающие ферменты). Во многих процессах все больше используются сорбенты на основе угольных адсорбентов и природных цеолитсодержащих горных пород (трепел, диатомит, пермаит). Многие углеродсодержащие адсорбенты, такие как активные угли получают при утилизации полимерных отходов. В Социалистической республике Вьетнам (СРВ) источником для получения адсорбентов, активных углей является местное сырье (скорлупа орехов, стебли, кора и другие части тропических растений).
Перспективным направлением использования гранулированных пористых сорбентов и цеолитов является их использование в качестве наполнителей бетонов и для структурирования почв. Процесс получения вышеперечисленных гранулированных продуктов является многостадийным и энергоёмким. Для гранул, полученных методом прессования и окатывания, вопросы интенсификации стадий подготовки шихты и самого процесса грануляции при пониженных энергозатратах являются актуальными. В последние годы для решения этих задач используют процессы механоактивации. Направленное использование механических воздействий для увеличения поверхности контакта взаимодействующих фаз, накопление в частицах дефектов структуры, появление на свежеобразованной поверхности активных центров позволяет создать процессы и аппараты с низкими удельными энергозатратами. Несмотря на большой объем по теории и практике применение процессов механоактивации отсутствуют данные по их использованию на стадиях смешения, измельчения и грануляции в аппаратах с активирующими органами и при прессовании. Не исследованы совместные процессы механоактивации и грануляции таких дисперсных сред как стеклообразующие шихты на основе отходов, пористые и цеолитсодержащие порошки, добавки в строительные смеси и бетонные растворы и ферменто-содержащие препараты.
Не выявлены взаимосвязи процессов подготовки порошков и шихт с явлениями механоактивации и влияние физико-механических свойств активированных порошков на процессы грануляции, Поэтому разработка процесса механоактивации этих сред в аппаратах барабанного типа и в торообразных камерах с вибрацией с последующей грануляцией и разработка инженерных методов расчета процесса компактированных порошков является основной работы. Данная работа особенно актуальна для СРВ, где практически отсутствуют процессы и технологии по грануляции вышеуказанных порошковых сред и отходов. Научная новизна работы заключается в следующем: - на основании теоретических и экспериментальных исследований разработан процесс механоактивации шарами стеклообразующих шихт, пористых порошков и ферментных препаратов в аппаратах барабанного типа и в торообразных камерах с вибрацией; - разработан метод грануляции пористых многокомпонентных порошков в барабане с шарами с получением готового продукта заданного гранулометрического состава; - создана установка для определения поровых характеристик компактированного продукта; - на основе теории марковских процессов получены уравнения для определения среднего диаметра частиц и удельной поверхности в вибрационных аппаратах с шарами; получены аналитические выражения для определения структурно-деформационных и поровых характеристик компактированных и гранулированных продуктов; - разработан процесс повышения активности гранулированных ферментных препаратов за счет использования механоактивации; - создана комплексная инженерная методика расчета процесса компактирования на валковом прессе и определения характеристик аппаратов для проведения механоактивации
Широкое распространение получили такие методы как окатывание, формование и прессование. Применение этих метода характеризуется уплотнением структуры исходного вещества [1, 2J, что дает возможность выделить их в класс процессов уплотнительного гранулирования. Это позволяет сформулировать единные критерии для оценки гранулируемое различных материалов [2], используя в каждом случае свои, специфичные виды структурных связей в гранулах.
Согласно современным представлением [1], гранулообразующие связи возникает под действием капиллярно - адсорбционных, межмолекулярных или когезионно-адгезионных сил сцепления между частицами. Кристаллизация жидской фазы приводите к образованию фазовых контактов и соляных сростков. Фазовые контакты, т.е истинные контакты могут реализовываться только на достаточно больших (фазовых) площадях в условях холодной сварки и при напряжениях не ниже предела текучести, например при прессовании [3]. Обычно при гранулировании одновременно реализуется несколько видов взаимозаменяемых связей. Эти связи отражают не только специфику используемого процесса гранулирования , но и природу перерабатываемого материала. Следовательно, определение способности конкретного материала к
образованию тех или иных связей должно являться важным моментом рационального подбора методов и средств для гранулирования.
Для гранулирования растворов, плавов и суспензии их необходимо диспергировать на капли. Различные варианты этого способа отличаются друг друга как по конструктивному оформлению процесса разбрызгивания, так и по методу отбора теплоты от капель и по механизму гранулообразования. Например, большую часть плавящихся удобрений, таких как аммиачная селитра и карбамид, получают в грануляционных башнях равномерным разбрызгиванием плава в свободный объем [4, 5]. Капли плава, двигаясь на встречу потоку охлаждающего воздуха, кристаллизуются, превращаясь в гранулы сферической формы [104, 105]. Другой разновидностью, использующей распыление жидкости является гранулирование в кипящем слое (КС). КС применяют при производстве как минеральных удобрений, адсорбентов, цеолитов и. т. п. Характерной особенностью гранулирования диспергированных жидкостей является совмещение процессов упаривания, кристаллизации и гранулообразования в одном аппарате. К числу достоинств этих методов относится создания агрегатов большой единичной мощности, малая металлоемкость оборудования, простота обслуживания и надежность работы [4, 5]. Недостатки этих процессов определяются сложностью регулирования режима устройств, приводящие к широкой полидисперсности состава. Широкая полидисперсность гранул ограничивает возможности интенсификации работы оборудования, за счет увеличения скорости газовых потоков. Для этих способов характерна высокая ретуриость процесса. Например, в аппаратах КС отношение количества ретура к готовому продукту составляет 0,7:1 [1]; а унос продукта из гранбашен в виде золя достигает 3-5 кг на 1 т. [4].
