Гранулирование

Гранулирование – это процесс сжатия или формования материала в форме гранул. Гранулируется широкий спектр различных материалов, включая химикаты , железную руду , комбикорма для животных , пластмассы, отходы и многое другое. Этот процесс считается отличным вариантом хранения и транспортировки указанных материалов. ^{[ 1 ]} Технология широко используется в порошковой металлургии, машиностроении и медицине. ^{[ 2 ]}

Окомкование железной руды

Эдварду Дэвису из Университета Миннесоты приписывают разработку процесса гранулирования железной руды.

Обработанные гранулы таконита , используемые в сталелитейной промышленности, в масштабе показан квартал США .

Окомкование железной руды осуществляется благодаря превосходным физическим и металлургическим свойствам железорудных окатышей. ^{[ 1 ]} Окатыши железной руды представляют собой сферы размером обычно 6–16 мм (0,24–0,63 дюйма), которые используются в качестве сырья для доменных печей . Обычно они содержат 64–72% Fe и различные дополнительные материалы, регулирующие химический состав и металлургические свойства окатышей. ^{[ 3 ]} Обычно известняк , доломит и оливин добавляют бентонит , а в качестве связующего используют .

Процесс гранулирования сочетает в себе смешивание сырья, формирование окатышей и термическую обработку, спекающую мягкие сырые окатыши в твердые сферы. Сырье скатывают в шар, затем обжигают в печи или на подвижной решетке для спекания частиц в твердую сферу. ^{[ 4 ]}

Конфигурация железорудных окатышей в виде упакованных сфер в доменной печи позволяет воздуху проходить между окатышами, уменьшая сопротивление воздуху, который течет вверх через слои материала во время плавки. Конфигурация железорудного порошка в доменной печи более плотная и ограничивает поток воздуха. По этой причине железная руда предпочтительнее в форме окатышей, чем в виде более мелких частиц. ^{[ 5 ]} Качество железорудных окатышей зависит от различных факторов, к которым относятся размер частиц сырья, количество используемой воды, скорость вращения диска, угол наклона дна диска, время пребывания в диске, а также качество и количество связующего( с) используется. ^{[ 1 ]}

Подготовка сырья

Дополнительные материалы добавляются в железную руду (подаваемые окатыши) для удовлетворения требований к конечным окатышам. Это делается путем помещения смеси в гранулятор, который может содержать различные типы руд и добавок, и перемешивания для регулирования химического состава и металлургических свойств окатышей. В общем, в этот период обработки включены следующие этапы: концентрирование/сепарация, гомогенизация соотношения веществ, помол, классификация, увеличение толщины, гомогенизация пульпы и фильтрация.

Формирование необработанных окатышей

Формирование окатышей из сырой железной руды, также известное как окомкование, имеет целью производство окатышей соответствующего диапазона размеров и с высокими механическими свойствами, пригодными для использования при нагрузках, связанных с транспортировкой, транспортировкой и использованием. Например, отходы измельчаются перед нагревом и подаются в пресс для прессования. ^{[ 6 ]} Для получения правильных свойств гранул используются как механическая сила, так и термические процессы. С точки зрения оборудования существует два варианта промышленного производства железорудных окатышей: барабан и диск окомкования.

Термическая обработка

Для придания окатышам высокой металлургической стойкости и соответствующих характеристик окатыши подвергают термической обработке, включающей стадии сушки, предварительного нагрева, обжига, дообжига и охлаждения. Продолжительность каждого этапа и температура, которой подвергаются пеллеты, оказывают сильное влияние на качество конечного продукта.

Фармацевтическая промышленность

В области медицины гранулированием называют процесс агломерации, при котором мелкие порошки или гранулы превращаются в более или менее сферические гранулы. ^{[ 7 ]} Использование этой технологии возросло, поскольку она обеспечивает контролируемое высвобождение лекарственной формы, что также приводит к равномерному всасыванию с меньшим раздражением слизистой оболочки желудочно-кишечного тракта. ^{[ 7 ]} В фармацевтической промышленности применяются различные процессы гранулирования, которые обычно различаются в зависимости от сил сцепления. ^{[ 8 ]} Некоторые примеры процессов включают комкование, сжатие и застывание распылением. ^{[ 8 ]} Окомкование похоже на мокрое (или сырое) окомкование, используемое в железорудной промышленности. ^{[ 9 ]}

Гранулирование кормов для животных

Гранулирование кормов для животных может привести к получению гранул размером от 1,2 мм (0,047 дюйма) (корма для креветок) до 3–4 мм (0,12–0,16 дюйма) (корма для птицы) и до 8–10 мм (0,31–0,39 дюйма) (животное мясо). корма). Гранулирование исходного корма осуществляется с помощью оборудования для гранулирования , которое осуществляется на комбикормовом заводе .

Подготовка сырья

Кормовые ингредиенты обычно сначала измельчаются, чтобы уменьшить размер частиц ингредиентов. Затем ингредиенты смешивают порциями, а затем объединяют и тщательно перемешивают кормосмесителем . Как только корм подготовлен к этому этапу, он готов к гранулированию.

Формирование кормовых гранул

Грануляция осуществляется на грануляторе , где корм обычно кондиционируется и термически обрабатывается во встроенных кондиционерах гранулятора. Затем корм проталкивается через отверстия и выходит из гранулятора в виде гранулированного корма.

Гранулирование древесины

Древесные пеллеты, изготовленные путем прессования опилок или других измельченных древесных материалов, используются в различных энергетических и неэнергетических целях. В энергетическом секторе древесные пеллеты часто используются для замены угля на электростанциях, таких как Дракс в Англии, заменяющих большую часть используемого угля древесными пеллетами. Поскольку экологически заготовленная древесина не приводит к долгосрочному повышению уровня углекислого газа в атмосфере, древесное топливо считается низкоуглеродной формой энергии. ^{[ 10 ]} Древесные пеллеты также используются для отопления жилых и коммерческих помещений в виде автоматических котлов или печей на гранулах. По сравнению с другими видами топлива, изготовленными из древесины, пеллеты имеют преимущество: более высокая энергетическая плотность, более простое обращение, поскольку они текут так же, как зерно, и имеют низкую влажность.

Высказывались опасения по поводу краткосрочного углеродного баланса при производстве древесных гранул, особенно если это приводит к заготовке старых или зрелых лесов, которые в противном случае не были бы заготовлены. ^{[ 11 ]} К вызывающим обеспокоенность областям относятся внутренние тропические леса Британской Колумбии. Эти претензии оспариваются предприятиями по производству пеллет и лесной промышленности.

После процессов гранулирования

После гранулирования окатыши охлаждаются охладителем для снижения температуры сырья. Другие применения после гранулирования включают кондиционирование после гранулирования, сортировку через сито и, возможно, нанесение покрытия, если необходимо.

Галерея

См. также

Ссылки

^ Перейти обратно: ^а ^б ^с Тоттен, Джордж Э.; Колас, Рафаэль (2016). Энциклопедия железа, стали и их сплавов (онлайн-версия) . Бока-Ратон, Флорида: CRC Press. п. 118. ИСБН 978-1-4665-1108-8 .
^ Улицкий, В.М.; Лисюк, М.Б.; Шашкин, АГ (2014). Взаимодействие грунта и конструкции, подземные конструкции и подпорные стены: материалы Технического комитета ISSMGE 207 Международная конференция по геотехнической инженерии . Амстердам: IOS Press. п. 124. ИСБН 978-1-61499-463-3 .
^ Advanced Explorations Inc.: Железорудная продукция , заархивировано 31 октября 2014 г. в Wayback Machine.
^ Национальная компания по производству стальных окатышей: Переработка железной руды для доменной печи. Архивировано 31 декабря 2010 г. в Wayback Machine.
^ Окомкование железной руды: [ Мейер, Курт. Окомкование железных руд. Springer-Verlag Berlin, Гейдельберг, Verlag Stahleisen mBH, Дюссельдорф, 1980. ]
^ Апи (2000). Конференция по полиуретанам 2000: Определение будущего через технологии . БТР. п. 45. ИСБН 978-1-58716-038-7 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Сэнделл, Эрик (1992). Промышленные аспекты фармацевтики . Бока-Ратон, Флорида: CRC Press. п. 200. ИСБН 978-91-86274-46-7 .
^ Перейти обратно: ^а ^б Гебре-Селассие, Исаак (2022). Технология фармацевтического гранулирования . Бока-Ратон, Флорида: CRC Press. стр. 3, 133. ISBN. 9780824780852 .
^ Дрю, Томас (1978). Достижения в области химического машиностроения, Том 10 . Нью-Йорк: Академическая пресса. п. 56. ИСБН 978-0-08-056557-6 .
^ «Дракс запускает производство энергии из биомассы – Ассоциация древесных пеллет Канады» .
^ «BC выделяет миллионы на переработку тропических лесов в древесные гранулы на экспорт, новые отчетные документы» . 23 апреля 2020 г.

[:0-1] Перейти обратно: ^а ^б ^с Тоттен, Джордж Э.; Колас, Рафаэль (2016). Энциклопедия железа, стали и их сплавов (онлайн-версия) . Бока-Ратон, Флорида: CRC Press. п. 118. ИСБН 978-1-4665-1108-8 .

[2] Улицкий, В.М.; Лисюк, М.Б.; Шашкин, АГ (2014). Взаимодействие грунта и конструкции, подземные конструкции и подпорные стены: материалы Технического комитета ISSMGE 207 Международная конференция по геотехнической инженерии . Амстердам: IOS Press. п. 124. ИСБН 978-1-61499-463-3 .

[3] Advanced Explorations Inc.: Железорудная продукция , заархивировано 31 октября 2014 г. в Wayback Machine.

[4] Национальная компания по производству стальных окатышей: Переработка железной руды для доменной печи. Архивировано 31 декабря 2010 г. в Wayback Machine.

[5] Окомкование железной руды: [ Мейер, Курт. Окомкование железных руд. Springer-Verlag Berlin, Гейдельберг, Verlag Stahleisen mBH, Дюссельдорф, 1980. ]

[6] Апи (2000). Конференция по полиуретанам 2000: Определение будущего через технологии . БТР. п. 45. ИСБН 978-1-58716-038-7 .

[:1-7] Перейти обратно: ^а ^б Сэнделл, Эрик (1992). Промышленные аспекты фармацевтики . Бока-Ратон, Флорида: CRC Press. п. 200. ИСБН 978-91-86274-46-7 .

[:2-8] Перейти обратно: ^а ^б Гебре-Селассие, Исаак (2022). Технология фармацевтического гранулирования . Бока-Ратон, Флорида: CRC Press. стр. 3, 133. ISBN. 9780824780852 .

[9] Дрю, Томас (1978). Достижения в области химического машиностроения, Том 10 . Нью-Йорк: Академическая пресса. п. 56. ИСБН 978-0-08-056557-6 .

[10] «Дракс запускает производство энергии из биомассы – Ассоциация древесных пеллет Канады» .

[11] «BC выделяет миллионы на переработку тропических лесов в древесные гранулы на экспорт, новые отчетные документы» . 23 апреля 2020 г.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]