高塔熔體復(fù)合肥造粒裝置頂部熔融液掛壁原因及解決措施

孔亦周

(寶雞秦東流體設(shè)備制造有限公司 陜西寶雞 721006)

高塔熔體復(fù)合肥造粒工藝自問世以來,以其良好的效果而迅速得到眾多用戶的青睞。在用戶以及各方技術(shù)人員的共同努力下，高塔熔體復(fù)合肥造粒工藝日臻完善，但仍存在造粒塔工作層結(jié)構(gòu)次梁甚至工作層頂部熔融液掛壁的問題。

1 原因分析

第1代差動造粒機(jī)采用的是內(nèi)置中心供料管結(jié)構(gòu)，由于該結(jié)構(gòu)不適應(yīng)復(fù)合肥熔體造粒工藝，故在第2代以后的差動造粒機(jī)設(shè)計中均采用外置供料管結(jié)構(gòu)。在外置供料管結(jié)構(gòu)中，由于進(jìn)料盒是靜止的而造粒噴頭是旋轉(zhuǎn)的，故在進(jìn)料盒與造粒噴頭之間設(shè)計有數(shù)毫米寬的溢流環(huán)口，如圖1所示。

由于造粒噴頭的開孔總面積遠(yuǎn)大于進(jìn)料管的截面積，故在正常工作時，造粒噴頭不會發(fā)生溢流現(xiàn)象，熔融液出噴孔時的噴射流(圖2)是不會碰到造粒塔工作層結(jié)構(gòu)次梁的，更不會碰到造粒塔塔頂以及主梁。但當(dāng)造粒噴頭嚴(yán)重堵塞時，如果此時系統(tǒng)仍繼續(xù)供料，則熔融液就會從該溢流環(huán)口處溢出。

圖1 溢流環(huán)口示意

圖2 正常工作時造粒噴頭熔融液出噴孔時的噴射流軌跡

由于造粒機(jī)進(jìn)料管的進(jìn)料口與造粒噴頭的垂直高度超過1 m，則熔融液的靜壓超過10 kPa，從連通器原理可知，熔融液也就必然有一個向上的力。此外，由于造粒噴頭的旋轉(zhuǎn)作用，故熔融液同時還受到離心力的作用。當(dāng)這2個力相互疊加，就勢必會形成環(huán)形拋物線狀的射流，其高度和噴射的直徑則與熔融液的流量、靜壓和造粒噴頭的旋轉(zhuǎn)速度有關(guān)，如圖3所示。

圖3 環(huán)形拋物線狀射流示意

根據(jù)用戶的反饋，當(dāng)造粒噴頭嚴(yán)重堵塞時，如果未能及時處理，從噴頭旋轉(zhuǎn)的端面溢流環(huán)口處就會有熔融液向上噴射，造粒塔工作層結(jié)構(gòu)次梁很容易出現(xiàn)熔融液掛壁現(xiàn)象，嚴(yán)重時造粒塔工作層頂部也會有熔融液掛壁。掛在次梁和塔頂上的熔融液很快就凝固成固體且體積迅速擴(kuò)大，達(dá)到一定質(zhì)量后就會向下高速墜落，不僅會造成塔底設(shè)備的損壞，而且容易引發(fā)安全事故。熔融液掛壁位置如圖4所示。

圖4 熔融液掛壁位置示意

2 解決措施

造粒噴頭嚴(yán)重堵塞的主要原因是熔融液中含有大于工藝要求的固體物，因此在熔融液的處理方面必須采取有效的措施，如對原料進(jìn)行篩選以及避免拆包的繩頭、纖維等進(jìn)入系統(tǒng)，高塔熔體造粒工藝在這方面已經(jīng)有許多成熟技術(shù)可供借鑒。此外，一旦發(fā)生惡性溢流，應(yīng)立即停止供料并降低造粒噴頭的轉(zhuǎn)速，及時更換造粒噴頭并保證造粒噴頭的開孔暢通。

如果將造粒噴頭向下延伸就可以避免溢流的熔融液在結(jié)構(gòu)次梁甚至造粒塔塔頂掛壁現(xiàn)象的發(fā)生，但向下延伸造粒噴頭就必須改變造粒機(jī)的長度，而改變造粒機(jī)的長度就必須改變切換支架的高度，塔頂工作層的高度亦需同時調(diào)整。因此，該方案并不理想。

理想的方案是在進(jìn)料盒的下部焊接1個環(huán)形溢流盤(圖5)，當(dāng)造粒噴頭發(fā)生惡性溢流并向上噴射熔融液時，該溢流盤可以有效改變?nèi)垠w射流方向，可大大緩解熔融液的掛壁現(xiàn)象。

圖5 溢流盤設(shè)置示意

溢流盤可采用厚度為3～5 mm的304不銹鋼制作，外徑約400 mm，與內(nèi)孔同心。溢流盤與造粒噴頭的間隙位置以不影響拆卸造粒噴頭為原則，但該間隙不宜過小，否則不利于清理。

此改進(jìn)措施投資少但效果明顯，用戶完全可以自行實施。