專利名稱：生產(chǎn)速溶粒狀產(chǎn)品的改進(jìn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用來生產(chǎn)含鹵素化合物的水清潔劑的裝置。更具體地講，該改進(jìn)裝置涉及噴霧干燥器及其與流化床干燥器的聯(lián)合應(yīng)用以及成粒裝置，用以生產(chǎn)速溶粒狀產(chǎn)品，如用于貯水池的漂白劑和清潔劑如次氯酸鈣。
用于貯水池，更具體地講用于游泳池水清潔和消毒的漂白劑和清潔劑工業(yè)上已應(yīng)用了數(shù)年。次氯酸鈣為特別有效的制劑，因?yàn)橄喈?dāng)穩(wěn)定并且是廉價(jià)的固體氧化劑，可應(yīng)用其中的氯去除水中雜質(zhì)和殺滅致病有機(jī)物。
已提出用石灰和氫氧化鈉經(jīng)一系列工藝制取次氯酸鈣，試圖以最佳的成本效果方式制得高質(zhì)量無污物產(chǎn)品。這各種工藝為在次氯酸鈣和氯化鈉，或其它無機(jī)鹵化物的濃水溶液中應(yīng)用含次氯酸鈣二水合物晶體的漿料，或在切削混合器中將次氯酸鈣濕餅與干細(xì)粉以足夠的比例混合而將水含量降至要求水平。Bridges1986年8月19日提交并轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明受讓人的美國專利№.898，841公開了用渦輪成粒器生產(chǎn)次氯酸鈣顆粒的方法。用噴霧成粒技術(shù)還開發(fā)了另一種方法，其中將次氯酸鈣漿料噴霧干燥制成要求粒狀產(chǎn)品。
近年來，又完善了將堿金屬氫氧化物和氯氣混合并反應(yīng)制成次氯化酸的方法以制取可用來生產(chǎn)次氯酸鈣的氯化制劑。
迫切要求開發(fā)出無塵，特別是在游泳池化學(xué)品制造業(yè)可使設(shè)備長期操作而無需因所用產(chǎn)品和反應(yīng)物的腐蝕性要求維護(hù)的速溶粒狀產(chǎn)品。同樣，游泳池化學(xué)品制造業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品性能要求易于處理。
已有方法以及其中所用裝置的缺點(diǎn)是不能使鹵素和堿金屬氫氧化物之間達(dá)到基本上完全的反應(yīng)，或產(chǎn)出沒能足夠干燥而易于處理的產(chǎn)品。粒徑一直也是一個(gè)問題，因?yàn)榱竭^大就會(huì)含過量濕份，從而促使結(jié)餅，而餅又會(huì)粘在裝置表面上，這就要更長維修時(shí)間并且會(huì)損壞設(shè)備。另一方面，若要獲得更干的產(chǎn)品，現(xiàn)有工藝生產(chǎn)的細(xì)粒產(chǎn)品就會(huì)含有過量的灰塵，不僅造成要求產(chǎn)品損失，而且致使產(chǎn)品破碎成消費(fèi)者難于處理而又不美觀的產(chǎn)品。
本發(fā)明就是解決這些問題，其中應(yīng)用改進(jìn)裝置和方法生產(chǎn)熱敏物料的速溶粒狀產(chǎn)品。
本發(fā)明目的是提供生產(chǎn)易于處理并基本無塵的速溶產(chǎn)品的改進(jìn)裝置和改進(jìn)方法。
本發(fā)明另一目的是提供可減少維修時(shí)間并可最大限度地延長裝置和方法的操作時(shí)間的裝置。
本發(fā)明特征是采用改進(jìn)的流化噴霧干燥器，其中具有第二噴嘴，其位置緊挨在流化床干燥器的流化床之上并噴出產(chǎn)品。
本發(fā)明另一特征是可用改進(jìn)的噴霧干燥器來控制粒徑和密度。
本發(fā)明另一特征是該法與不合格產(chǎn)品循環(huán)物流和流化干燥器聯(lián)合使用渦輪成粒器來獲得要求密度的合格粒狀產(chǎn)品。
本發(fā)明另一特征是該法中采用單一步驟生產(chǎn)速溶粒狀產(chǎn)品，其中采用帶流化床的改進(jìn)的流化噴霧干燥器，這樣可最大限度地減少產(chǎn)品中的灰塵量，其中使灰塵在離開干燥器之前粒徑持續(xù)增長。
本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)是速溶粒狀產(chǎn)品可用理論上處理熱敏物料的方法得到。
本發(fā)明另一優(yōu)點(diǎn)是帶第二噴嘴的流化噴霧干燥器通過直接噴到流化床上而使產(chǎn)品具有新的或改進(jìn)的性能。這些改進(jìn)性能包括要求的粒度和密度特性。
本發(fā)明另一優(yōu)點(diǎn)是所用裝置中操作時(shí)間延長，而維修所需時(shí)間縮短并且裝置上潛在腐蝕性濕物料沉積量減少。
生產(chǎn)速溶粒狀產(chǎn)品，如次氯酸鈣游泳池化學(xué)品的工藝中所用方法和裝置達(dá)到了這些和其它目的，特征和優(yōu)點(diǎn)，其中流化床干燥器與渦輪成粒器一起向粒狀產(chǎn)品噴霧涂層。
本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)見于以下詳細(xì)說明，特別是可參考附圖。


圖1為生產(chǎn)合格速溶粒狀產(chǎn)品的方法中所用裝置示意圖。
圖2為流化床干燥器的側(cè)視放大圖，其中示出了緊挨于流化床之上的第二噴嘴。
以下為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案的詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)看到，盡管本發(fā)明根據(jù)用來生產(chǎn)次氯酸鈣游泳池化學(xué)品的方法和裝置進(jìn)行說明，但作了微小改動(dòng)之后該方法和裝置同樣可用來干燥任何要求無塵的最終產(chǎn)品，如粒狀氯化異氰酸酯，咖啡，奶粉或糖的熱敏性物料。
圖1為生產(chǎn)速溶粒狀產(chǎn)品時(shí)干燥端工藝流程圖。
該具體次氯酸鈣工藝采用了濕端和干端，其中用一反應(yīng)器得到次氯酸，再于水中充分液化而得氯源，可制成濕端次氯酸鈣進(jìn)料，其粒徑、密度和濕份在干端進(jìn)行調(diào)節(jié)。由次氯酸制次氯酸鈣方法如下
主要的濕端反應(yīng)制成二水合次氯酸鈣
主要的干端反應(yīng)干燥二水合次氯酸鈣
該方法中會(huì)出現(xiàn)以下兩種副反應(yīng)，這應(yīng)通過控制工藝條件而最大限度地減少
干端裝置一般示為10，包括流化干燥器11，螺旋或螺桿進(jìn)料器12，篩分器14，回送管15，旋風(fēng)分離器16和連入細(xì)粉回送設(shè)施19的渦輪成粒器18。細(xì)粉回送設(shè)施19將渦輪成粒細(xì)粉從流化噴霧干燥床11底部送入該床。
圖2詳細(xì)示出了流化床干燥器11，其中采用單一噴嘴20或第二噴嘴22，其位置緊挨在顆粒流化床24之上。圖2所示，干燥器11中有頂蓋25，經(jīng)此將反應(yīng)物送入干燥器內(nèi)，側(cè)壁26和底板28經(jīng)此送出粒狀產(chǎn)品。次氯酸和石灰反應(yīng)優(yōu)選形成的次氯酸鈣二水合物漿料經(jīng)進(jìn)料管29送入干燥器11的頂蓋25中以備經(jīng)過比流體噴嘴20或任何適宜的噴霧裝置噴入干燥器11的頂部。進(jìn)料漿霧化后大部分，可能達(dá)到三分之二，以干粉形式經(jīng)出口空氣管線32離開干燥器11并送入圖1所示分離設(shè)備或旋風(fēng)分離器16。
空氣經(jīng)空氣管線30送入以使次氯酸鈣漿料霧化。熱空氣經(jīng)進(jìn)料管線31通過頂蓋側(cè)而進(jìn)入物料中并由擴(kuò)散板擴(kuò)散進(jìn)入干燥器11而與噴流并流并包圍噴流。這種熱空氣可有效地干燥霧化漿料，使其達(dá)到濕含量約5～15wt%。
霧化空氣管路30和次氯酸鈣漿料進(jìn)料管路29經(jīng)過從干燥器11頂部向下延伸的導(dǎo)管34，然后才在達(dá)到噴嘴20時(shí)將空氣和次氯酸鈣混合。在干燥器11的底部，熱空氣進(jìn)料管路35將熱干燥空氣送入粒狀物料流化床24以使床層流化并進(jìn)一步干燥至要求濕含量，一步法為約6～20%，更優(yōu)選約8～12wt%。進(jìn)料管線35送入的熱空氣將塵粒向上吹入噴嘴20的噴流中以使粒徑增大或生長，就可達(dá)到這種效果。粒狀產(chǎn)品中產(chǎn)生的灰塵量以這種方式可降到最低限度，而同時(shí)又可使粒徑達(dá)到-20～+50目和次氯酸鈣百分比達(dá)到約79～89wt%。粒狀產(chǎn)品經(jīng)卸料槽36離開干燥器，該卸料槽與圖1中計(jì)量空氣的轉(zhuǎn)動(dòng)保險(xiǎn)閥38連通。大約三分之一的次氯酸鈣漿料進(jìn)料經(jīng)管路29引入后在干燥器11的底部下降到流化床24上。
在干燥器11中應(yīng)用第二噴嘴22時(shí)，其位置可使其剛好在流化床24之上向下噴料。噴嘴22中裝有隨其液體進(jìn)料的管路39。噴嘴22可用來向流化床24中的粒狀產(chǎn)品進(jìn)行其它材料涂層或進(jìn)一步增大粒狀產(chǎn)品粒徑。進(jìn)料管路39可提供一種物料，如噴鹽水或另外的次氯酸鈣漿料或其它相容液體，以使粒狀產(chǎn)品性能和其它特性發(fā)生變化。被影響的性能在噴次氯酸鈣漿料情況下可為密度或消費(fèi)者感興趣的特點(diǎn)，如單獨(dú)噴涂料，可影響氯氣味或易碎性。
該第二噴嘴22將含溶解固體的液體通過毛細(xì)管作用送入粒狀產(chǎn)品內(nèi)部，液體在固體后離開，而當(dāng)液體在流化床24中蒸發(fā)時(shí)，可得到致密粒狀產(chǎn)品。塵粒在粒狀產(chǎn)品外表面上集聚而增大粒徑。
如圖1所示，產(chǎn)品離開干燥器11的底部并通過計(jì)量空氣保險(xiǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)閥38而進(jìn)入螺旋傳送器12。傳送器12將產(chǎn)品送到篩14上而將不合格產(chǎn)品與合格產(chǎn)品分開。細(xì)粒產(chǎn)品可作為塵粒經(jīng)管路40從傳送器12循環(huán)送到回送管15中。傳送器12將粒狀產(chǎn)品送入篩14中，其中過大顆粒經(jīng)過過大顆粒循環(huán)管路42分出，而過小顆粒經(jīng)過過小顆粒循環(huán)管路41循環(huán)送入回送管15以將其送入渦輪成粒器18。合格產(chǎn)品經(jīng)排料管路44送到包裝站45，其中設(shè)有風(fēng)送管線46以將灰塵分出并送到固體分離設(shè)施(未示出)。灰塵循環(huán)管路40也可將灰塵從傳送器12送到此同一固體分離設(shè)施。被循環(huán)過小產(chǎn)品顆粒和過大產(chǎn)品顆粒經(jīng)回送管15送入成粒器進(jìn)料槽48。從成粒器進(jìn)料槽來的被循環(huán)物料與從旋風(fēng)分離器16來的濕含量約5%捕獲干物料混合后送入渦輪成粒器18。循環(huán)管15來的塵粒經(jīng)灰塵風(fēng)送管路50送到除塵器49，其中與經(jīng)過灰塵風(fēng)送管路51而來自旋風(fēng)分離器16的塵粒合并。
成粒器18中有液體噴流，可為水或次氯酸鈣漿料或次氯酸鈣濾液，經(jīng)管路52送入后噴在被循環(huán)物料上，從而達(dá)到大約10-22%的濕含量。成粒器增大粒徑和密度，使其達(dá)到要求值，其中通過轉(zhuǎn)動(dòng)葉片使被循環(huán)進(jìn)料與液體混合而實(shí)現(xiàn)破碎，結(jié)塊和壓實(shí)。成粒物料又經(jīng)細(xì)粉回送傳送器19而回送到干燥器11的流化床24中。
圖1所示整個(gè)工藝中物料流速可用預(yù)定的優(yōu)選參數(shù)進(jìn)行說明。經(jīng)次氯酸鈣進(jìn)料管路29送入的漿料可以約0.4-約4.0加侖/分鐘的速度流動(dòng)，而經(jīng)進(jìn)料管路31送入的熱空氣在約250-約400℃可以約800～1300標(biāo)準(zhǔn)立方英尺/分鐘流動(dòng)。在第二噴嘴22用于干燥器11時(shí)，液體流經(jīng)進(jìn)料管路39的流速可為約0.016～0.16加侖/分鐘。送入干燥器11的流化床24中的熱空氣在約95～140℃下可以約350～500標(biāo)準(zhǔn)立方英尺/分鐘的速度流動(dòng)。送入液體進(jìn)料管線52而進(jìn)入渦輪成粒器18的液體流速可以約0.03～0.6加侖/分鐘。循環(huán)管15可以約1～10噸/天的任何速度使粒狀產(chǎn)品進(jìn)行循環(huán)，而旋風(fēng)分離器16又可以約0.67～6.7噸/天的能力接收從干燥器11經(jīng)空氣出口管線23來的物粒。包裝給45生產(chǎn)的產(chǎn)品量可為約1～10噸/天。
盡管以上說明的是闡明本發(fā)明原理的優(yōu)選結(jié)構(gòu)和工藝，但應(yīng)看到，本發(fā)明并不僅限于以上細(xì)節(jié)，而事實(shí)上在本發(fā)明更寬的定義中可采用差別很大的設(shè)施和工藝。權(quán)利要求書意在包括零部件和工藝步驟中細(xì)節(jié)，物料和結(jié)構(gòu)的所有明顯變化，這是本專業(yè)人員閱讀公開內(nèi)容時(shí)都會(huì)明白的。
權(quán)利要求
1.用次氯酸生產(chǎn)次氯酸鈣的方法，其特征是其中包括以下步驟(a)將氫氧化鈉水溶液與氯氣混合而得次氯酸；(b)將次氯酸水溶液與石灰混合而得含水次氯酸鈣漿料；(c)將次氯酸鈣漿料送入噴霧干燥器而制成粒狀物料，其中一般將霧化次氯酸鈣向下噴入干燥空氣流中；(d)在干燥器底部設(shè)置的流化床中收集粒狀物料；(e)將流化床中的塵粒向上從粒狀物料層強(qiáng)制送入一般向下噴成霧狀的次氯酸鈣以使塵粒增大粒徑而最大限度粒狀物料床中的灰塵；以及(f)讓第二干燥熱氣流強(qiáng)制通過流化床以進(jìn)一步干燥粒狀物料而使粒狀產(chǎn)品達(dá)到最終要求的濕含量。
2.權(quán)利要求1的方法，其特征是將粒狀物料按粒徑分成合格和不合格物流。
3.權(quán)利要求2的方法，其特征是經(jīng)回送管將不合格物流循環(huán)送到噴霧干燥器以使其重新確定粒徑。
4.權(quán)利要求3的方法，其特征是將回送管中物料送入成粒裝置以調(diào)節(jié)粒狀物料的粒徑和密度。
5.權(quán)利要求4的方法，其特征是將塵粒從回送管送入成粒裝置而通過摻濕結(jié)塊而形成更大粒徑的粒狀物料。
6.權(quán)利要求4的方法，其特征是將過大顆粒從回送管送入成粒裝置以破碎成更小粒徑粒狀物料。
7.權(quán)利要求4的方法，其特征是用向上流熱干燥氣干燥粒狀物料流化床。
8.權(quán)利要求7的方法，其特征是將粒狀物料從成粒裝置送入流化床。
9.權(quán)利要求8的方法，其特征是用流化床上的第二噴嘴向粒狀物料流化床噴液體。
10.權(quán)利要求1的方法，其特征是使干燥霧化次氯酸鈣的干燥熱氣流與霧化次氯酸鈣物流并流。
11.權(quán)利要求10的方法，其特征是使與干燥熱氣流呈送流的第二干燥熱氣流一般向上流過粒狀物料流化床。
12.權(quán)利要求11的方法，其特征是從第二噴嘴中噴出液化次氯酸鈣或鹽水。
13.權(quán)利要求4的方法，其特征是采用渦輪成粒器作為成粒裝置。
14.一般為立式的噴霧干燥器，用以噴霧干燥熱敏粒狀產(chǎn)品，其特征是其中包括(a)帶側(cè)壁(26)，頂蓋(25)和底板(28)的干燥室(11);(b)在臨近頂蓋(25)處與干燥室(11)相連的液體進(jìn)料管路(29);(c)在臨近頂蓋(25)處與干燥室(11)相連的氣體進(jìn)料管路(30);(d)噴嘴(20)，設(shè)于臨近頂蓋的干燥室(11)內(nèi)并與液體和氣體進(jìn)料管路(29，30)流體連通以使霧化液體噴流進(jìn)入干燥室;(e)干燥氣體進(jìn)料管路(31)，在臨近頂蓋處與室(11)相連以使干燥氣與霧化液體噴流接觸而制成粒狀物料;(f)臨近干燥室(11)底部的床層(24)，用以保持粒狀物料，該床層有出口管(36)可使粒狀物料離開干燥室;和(g)第二干燥氣體進(jìn)料管路(35)，與干燥室(11)相連，用以在臨近床層(24)處提供干燥氣體而使粒狀物料床層(24)干燥并流化。
15.權(quán)利要求14的裝置，其特征是臨近干燥室頂蓋(25)處的干燥氣體進(jìn)料管路(31)將干燥氣體與霧化液噴流并流噴入。
16.權(quán)利要求15的裝置，其特征是臨近干燥室頂部(20)的噴流和干燥氣噴射方向一般向下。
17.權(quán)利要求14的裝置，其特征是干燥室(11)的側(cè)壁(26)一般為園柱體并設(shè)有錐形底部，將床層出口與園柱形側(cè)壁相連。
18.權(quán)利要求17的裝置，其特征是干燥器還具有第二噴嘴(22)，設(shè)于干燥室(11)中粒狀物料流化床(24)之上，用以將液體基本向下噴到流化床(24)上。
19.權(quán)利要求18的裝置，其特征是干燥室(11)在臨近頂蓋處具有氣體出口管路(32)，以將熱氣體循環(huán)到固體分離設(shè)施。
20.權(quán)利要求19的裝置，其特征是干燥器(11)與次氯酸反應(yīng)器和石灰漿料次氯化器相連以向液體進(jìn)料管線提供次氯酸鈣漿料。
21.一般為立式的噴霧干燥器，用以噴霧干燥熱敏粒狀產(chǎn)品，其特征是其中包括(a)干燥室(11)，其中設(shè)有側(cè)壁(26)，頂蓋(25)，底板(28)和用以在底板附近保持粒狀產(chǎn)品的床層(24);(b)進(jìn)料裝置(29，30)，在臨近頂蓋處與干燥室相連以便以單獨(dú)的物流提供液體和氣體;(c)噴射裝置(20)，設(shè)在干燥室內(nèi)臨近頂蓋(25)處，與進(jìn)料裝置流體連通以在干燥室(11)內(nèi)通過液體和氣體物流合并而提供霧化液體噴流;(d)干燥氣體進(jìn)行裝置(31)，與室(11)相連而使干燥氣體流與霧化液體噴流在臨近頂蓋(25)處接觸而制成粒狀產(chǎn)品，并將第二干燥氣體物流送入干燥室(11)中臨近底板(28)的床層(24)中，床層(24)中將粒狀產(chǎn)品收集起來并用第二干燥氣流流化;(e)第二噴射裝置(22)，設(shè)于干燥室(11)中以將液體基本向下噴到粒狀產(chǎn)品床層上;和(f)臨近底板的出口裝置，用以排出干燥后的粒狀產(chǎn)品。
22.權(quán)利要求21的裝置，其特征是臨近干燥室頂蓋(25)處的干燥氣體進(jìn)料管路(31)將干燥氣體與霧化液噴流并流噴入。
23.權(quán)利要求22的裝置，其特征是臨近干燥室頂部(20)的噴流和干燥氣噴射方向一般向下。
24.權(quán)利要求23的裝置，其特征是干燥室(11)的側(cè)壁(26)一般為園柱體并設(shè)有錐形底部，將床層出口與園柱形側(cè)壁相連。
25.權(quán)利要求24的裝置，其特征是干燥器(11)與次氯酸反應(yīng)器和石灰漿料次氯化器相連以向液體進(jìn)料管路提供次氯酸鈣漿料。
26.權(quán)利要求25的裝置，其特征是噴射裝置(20)為雙流體噴嘴。
27.權(quán)利要求26的裝置，其特征是進(jìn)料裝置為氣體進(jìn)料管路(30)和液體進(jìn)料管路(29)。
28.次氯酸鈣生產(chǎn)方法，其特征是其步驟包括(a)將次氯酸鈣漿料送入噴霧干燥器而制成粒狀物料，其中一般將霧化次氯酸鈣向下噴入干燥空氣流中;(b)在干燥器底部設(shè)置的流化床中收集粒狀物料;(c)將流化床中的塵粒向上從粒狀物料層強(qiáng)制送入一般向下噴成霧狀的次氯酸鈣以使塵粒增大粒徑而最大限度粒狀物料床中的灰塵;以及(d)讓第二干燥熱氣流強(qiáng)制通過流化床以進(jìn)一步干燥粒狀物料而使粒狀產(chǎn)品達(dá)到最終要求的濕含量。
全文摘要
用本發(fā)明工藝的方法和裝置可制成速溶熱敏粒狀產(chǎn)品。該法采用流化噴霧干燥器(11)，其中設(shè)有粒狀物流流化床(24)，并將循環(huán)不合格產(chǎn)品成粒而調(diào)節(jié)粒徑后送入該床層。噴霧干燥器(11)必要時(shí)可用設(shè)于流化床(24)上的第二噴嘴(22)。該工藝用來生產(chǎn)次氯酸鈣水清潔化學(xué)品，其中從次氯酸反應(yīng)器和石灰次氯化器提供氯。
文檔編號(hào)B01J2/04GK1047265SQ9010358
公開日1990年11月28日 申請日期1990年5月18日 優(yōu)先權(quán)日1989年5月18日
發(fā)明者約翰·H·沙拂, 威廉姆·L·克茨, 約翰·H·胡巴得 申請人:奧林公司