ГРАНУЛИРОВАНИЕ С ВНУТРЕННИМИ ИСТОЧНИКАМИ

Термическое дробление гранул.

Мелкие центры будущих гранул нужного диапазона размеров могут генерироваться внутри ПС вследствие нескольких различного рода причин. Во-первых, возможным является чисто механическое отделение от наружной поверхности крупных гранул мелких наростов типа дендритов, образующихся при попадании на поверхность наиболее мелких капель, которые не успевают растекаться, а быстро обезвоживаются, не успевая образовать прочных кристаллических связей с поверхностью. Такие мелкие бугорки могут отделяться от крупной гранулы под механическим воздействием при соударении крупных частиц друг с другом или с внутренними стенками аппарата. Интенсивность такого механического источника образования мелких гранул зависит от дисперсности распыла исходного раствора (расплава), физико-химических свойств гранулируемого вещества, интенсивностей обезвоживания и циркуляции твердой фазы в ПС.

Второй механизм самообразования будущих центров грануло- образования связан с откалыванием обычно мелких частичек (чешуек) под воздействием термических напряжений, возникающих в крупных гранулах при их циклическом перемещении между прирешеточной зоной с повышенной температурой псевдоожижающего теплоносителя и зоной распыления относительно холодной исходной жидкости. Откалывание частичек происходит либо при единичном температурном воздействии (тепловой удар), либо после накапливания термомеханической усталости вследствие претерпеваемых частицей многих циклов нагревания-охлаждения.

Третий из возможных источников появления мелких гранул в грануляторах с ПС - это разрушение гранул вследствие избыточного давления водяного пара во внутренней пористой структуре частицы при интенсивных режимах сушки влажных гранул. При этом испарение влаги по всему объему гранулы с тонкой пористой структурой может происходить со скоростью, превышающей возможную скорость отвода образующихся паров по порам из внутренних зон к наружной поверхности частицы. Кроме того, часть формирующихся в самом процессе гранулообразования пор внутри частицы могут оказаться тупиковыми, не имеющими выхода к наружной поверхности. Таким образом, при интенсивном внутреннем парообразовании внутри пористых частиц может возникать избыточное давление, достаточное для механического разрушения гранул с не вполне сформировавшейся и еще не достаточно прочной структурой.

Существенно, что при любом измельчении гранул плотность распределения всех гранул по их размерам (или по их объемам) весьма заметным образом деформируется. К примеру, разрушившаяся на две неравные части гранула внезапно выбывает из числа гранул ее прежнего размера, а числа гранул сразу двух иных размеров, т. е. размеров образовавшихся частичек, также скачкообразно увеличиваются. А поскольку число дробящихся в единицу времени гранул в ПС весьма велико, то на кривой плотности распределения находящихся в ПС гранул по их объемам (или линейным размерам) могут возникнуть два максимума, происхождение которых объясняется только термическим откалыванием мелких осколков от поверхностей крупных гранул (рис. 6.7).

Рис. 6.7. Бимодальное распределение гранул по их объемам при термическом дроблении

Местоположение максимумов зависит от объема основных гранул и образующихся осколков, а высота максимумов - от интенсивности процесса дробления.