Устройство для разгрузки сыпучего материала и его применение при получении меламина

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗГРУЗКИ СЫПУЧЕГО МАТЕРИАЛА И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ ПРИ ПОЛУЧЕНИИ МЕЛАМИНА Устройство для разгрузки сыпучего материала (1) из контейнера, содержащего газ под избыточным давлением, которое содержит одношахтный винтовой транспортер (2), расположенный далее по ходу технологического процесса продувочный бак (3), в который введена транспортирующая труба(8) винтового транспортера, и запорный конус (4), подвижно закрепленный на оси симметрии,с возможностью прижатия кончиком конуса снаружи в выходное отверстие транспортирующей трубы (8), где оси симметрии транспортирующей трубы и запорного конуса совпадают, при этом продувочный бак (3) снабжен отверстиями для подачи (10) и отверстием для выпуска потока продувочного газа (11), а также выходным отверстием для сыпучего материала (12).(71)(73) Заявитель и патентовладелец: Л'ЭР ЛИКВИД, СОСИЕТЕ АНОНИМ ПУР Л'ЭТЮД Э Л'ЭКСПЛОАТАСИО ДЕ ПРОСЕДЕ ЖОРЖ КЛОД (FR); ЛУРГИ ГМБХ (DE) Настоящее изобретение относится к устройству для разгрузки сыпучего материала из контейнера,содержащего технологический газ, находящийся под избыточным давлением. Кроме того, настоящее изобретение относится к применению указанного устройства в способе получения меламина. Для разгрузки сыпучего материала путем удержания потока газа широко используют системы со сдвоенным лепестковым затвором и секторными питателями. Также известно, что в качестве устройств для разгрузки успешно используют одношахтные винтовые транспортеры, транспортирующая труба которых закрыта отклоняемым под нагрузкой щитком; таким образом, между шнеком транспортера и затвором образуется пробка из спрессованного сыпучего материала, которая образует барьер для газа. Системы подобного типа описаны в документахGB 1338114 и DE 2507687. Все эти устройства обладают тем недостатком, что обеспечиваемый ими барьерный эффект по отношению к выходящему газу более или менее несовершенен. Это также верно для вышеупомянутых винтовых транспортеров, так как отклоняемый под нагрузкой щиток, который закреплен на шарнире в верхней части отверстия транспортирующей трубы, не обеспечивает равномерное сопротивление по отношению к сыпучему материалу, транспортируемому к указанному отверстию через поперечное сечение транспортирующей трубы, так, что он не может быть равномерно спрессован и не образует пробку из гранулята, эффективную в качестве барьера для газа. Винтовой транспортер с отклоняемым под нагрузкой щитком также используют, например, в так называемом "способе BASF" для получения меламина. Основные принципы указанного способа описаны в Энциклопедии технической химии Ульмана (Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry), 6-oe изд.,т. 21, стр. 209 и 210. В указанном способе меламин, полученный в газовой фазе, в так называемом технологическом газе, выкристаллизовывают путем смешивания технологического газа с достаточно холодным потоком газа и отделяют от технологического газа с использованием циклонного сепаратора. Меламин, далее находящийся в виде гранулята, разгружают из сепаратора для дальнейшей упаковки и обработки. До настоящего времени указанный способ осуществляли при таких низких давлениях, что барьерный эффект, который обеспечивался системой разгрузки винтового транспортера, был достаточным. Тем не менее, существует тенденция на более современных установках применять повышенное рабочее давление для того, чтобы иметь возможность использовать трубы с каналом меньшего сечения и контейнеры меньшего объема. Начиная со значения рабочего давления в 2,5 бар в циклонном сепараторе, барьерного эффекта в системе разгрузки винтового транспортера становится недостаточно для того, чтобы выброс аммиака, присутствующего, в частности, в технологическом газе, оставался в допустимых пределах. Таким образом, это крайне важно из-за свойств аммиака, причиняющих вред здоровью и окружающей среде. Таким образом, задачей настоящего изобретения является предоставление устройства для разгрузки сыпучего материала из контейнера, содержащего технологический газ, находящийся под избыточным давлением, причем использование указанного устройства позволяет лучше избежать выбросов газа, чем устройств известной конструкции. Кроме того, задачей настоящего изобретения является предоставление способа получения меламина, который может происходить при повышенном давлении, и который позволяет избежать повышенных выбросов аммиака в окружающую среду при разгрузке гранулята меланина. Указанная задача достигается устройством для разгрузки сыпучего материала из контейнера, содержащего газ под избыточным давлением, которое содержит одношахтный винтовой транспортер, расположенный далее по ходу технологического процесса продувочный бак, в который введена транспортирующая труба винтового транспортера, и запорный конус, подвижно закрепленный на оси симметрии, с возможностью прижатия кончиком конуса снаружи в выходное отверстие транспортирующей трубы, где оси симметрии транспортирующей трубы и запорного конуса совпадают, при этом продувочный бак снабжен отверстиями для подачи и отверстием для выпуска потока продувочного газа, а также выходным отверстием для сыпучего материала. В смысле настоящего изобретения термин "контейнер" означает любой вид технологической емкости, такой как реактор или устройство. Термин "избыточное давление" означает, что контейнер, из которого разгружают сыпучий материал, находится под давлением выше атмосферного давления или выше давления в контейнере, в который подают сыпучий материал. Устройство в основном состоит из одношахтного винтового транспортера и расположенного далее по ходу технологического процесса продувочного бака, причем транспортирующая труба винтового транспортера ведет в продувочный бак. Заглушка, подвижно закрепленная на оси симметрии, имеющая форму конуса, которая далее будет именоваться запорным конусом, прижимается спиральной пружиной снаружи в выходное отверстие транспортирующей трубы кончиком конуса в направлении, противоположном направлению потока сыпучего материала. Транспортирующая труба винтового транспортера,запорный конус и спиральная пружина расположены друг по отношению друг к другу таким образом,что их оси симметрии совпадают. Продувочный бак снабжен портами для подачи и выпуска потока продувочного газа, а также выходным отверстием для сыпучего материала. При функционировании устройства сыпучий материал продавливают под давлением через транспортирующую трубу с помощью транспортировочного шнека винтового транспортера к запорному конусу. Запорный конус отходит назад и оставляет открытой часть профиля выходного отверстия транспортирующей трубы для выхода сыпучего материала. В способе спиральная пружина сжимается и создает давление в направлении, противоположном направлению потока сыпучего материала, которое передается от запорного конуса сыпучему материалу. В результате сыпучий материал спрессовывается внутри транспортирующей трубы, где он образует барьер, препятствующий выпуску газа, поступающего из контейнера, из которого разгружают сыпучий материал. Преимуществом запорного конуса, расположенного на оси симметрии транспортирующей трубы,по сравнению с запорным устройством, известным из документа GB 1338114, является то, что он создает равномерное усилие сопротивления по всему профилю транспортирующей трубы по отношению к сыпучему материалу, проходящему через трубу. Таким образом, может быть достигнуто повышенное сжатие сыпучего материала, и, следовательно, можно достигнуть повышенного барьерного эффекта пробки из сыпучего материала по отношению к поступающему газу. Коническая форма предотвращает возможность смещения запорного конуса с оси симметрии транспортирующей трубы и помогает сохранять положение запорного конуса по центру транспортирующей трубы. Это осуществляется наилучшим образом, когда угол, образованный радиусом конуса и образующей конуса равен или больше угла естественного откоса сыпучего материала. Сыпучий материал спадает из отверстия транспортирующей трубы в продувочный бак, расположенный непосредственно далее по ходу технологического процесса от винтового конвейера. В нижней части продувочный бак снабжен одним или несколькими отверстиями для подачи продувочного газа в контейнер. Эти отверстия могут быть выполнены в виде распылительных наконечников. Контейнер может иметь круглое, квадратное или прямоугольное сечение. Дно контейнера может иметь форму конуса,что является обычной формой для сыпучих материалов. Входные отверстия для продувочного газа должны быть расположены в контейнере как можно ниже, так, чтобы осуществлялась продувка сыпучего материала газом. В случаях, когда продувка сыпучего материала газом должна осуществляться особенно эффективно, дно контейнера и система подачи продувочного газа могут иметь такую конструкцию, чтобы образовывался псевдоожиженный слой. В качестве альтернативы, если продувка сыпучего материала может не осуществляться, входные отверстия для продувочного газа могут быть расположены над подачей сыпучего материала. В нижней части контейнера могут быть установлены устройства для разрыхления сыпучего материала, для измельчения комьев сыпучего материала или для устранения образования закупорки. Выпуск сыпучего материала из продувочного бака осуществляют через газонепроницаемую систему разгрузки, такую, например, как секторный питатель. На верхней поверхности продувочного бака расположено выходное отверстие для продувочного газа, содержащего большое количество технологического газа, откуда газ может подаваться в устройство для газоочистки. Химический состав продувочного газа зависит от типа сыпучего материала. Во многих видах применения в качестве продувочного газа используют азот или сухой воздух. Предпочтительные аспекты и примеры применения настоящего изобретения Для достижения необходимого барьерного эффекта по отношению к поступающему технологическому газу путем спрессовывания сыпучего материала в транспортирующей трубе винтового транспортера и, одновременно, для предотвращения закупоривания винтового транспортера, в зависимости от свойств сыпучего материала могут варьироваться не только угол раскрытия запорного конуса, но также форма выходного отверстия транспортирующей трубы. В соответствии с предпочтительной конструкцией устройства транспортирующая труба конически сужается по направлению к выходу. С помощью этого к пробке из сыпучего материала прилагается дополнительная прессующая сила, действующая в радиальном направлении. Таким образом, плотность пробки и ее барьерный эффект усиливаются. Чтобы предотвратить закупоривание выходного отверстия,угол конусностидолжен быть меньше, чем угол естественного откоса, так, чтобы сыпучий материал мог ссыпаться вниз по внутренней стороне выхода из конуса. В еще одном предпочтительном аспекте настоящего изобретения транспортирующая труба конически расширяется по направлению к выходу. Этот вариант является особенно предпочтительным в случаях использования сыпучего материала с большой склонностью к образованию комьев, так как в этом варианте площадь поперечного сечения между стенкой транспортирующей трубы и запорным конусом постоянно увеличивается по направлению к выходу. В еще одном предпочтительном аспекте настоящего изобретения коническое расширение следует за коническим сужением транспортирующей трубы. Этот вариант используют в случаях, когда сначала необходимо применение прессующей силы, действующей в радиальном направлении для того, чтобы образовалась плотная пробка из сыпучего материала, но если из сыпучего материала могут образовываться комья, для разгрузки материала из транспортирующей трубы необходим расширяющийся профиль выходного отверстия. В еще одном предпочтительном аспекте настоящего изобретения запорный конус снабжен режущими пластинами в форме логарифмической спирали, вследствие чего разгрузка сыпучего материала осуществляется более эффективно. С использованием вращательного перемещения, которое происходит между сыпучим материалом, который прессуется в пробку, и запорным конусом, режущие пластины вырезают сыпучий материал из пробки. Этот вариант применяется в случаях использования сыпучего материала с особенно сильной склонностью к образованию комьев. Режущие пластины выдаются из центра конуса наружу, однако лишь до той степени, чтобы не препятствовать функции запирания. Устройство по изобретению, в частности, пригодно для использования в способах получения меламина, которые известны сами по себе. В соответствии с этими способами меламин, изначально находящийся в газообразной форме, в газовой смеси (так называемый "технологический газ"), в основном с газообразным аммиаком и углекислым газом, выкристаллизовывают из газовой фазы путем охлаждения, а затем осуществляют его сепарацию из технологического газа в виде гранулята с использованием циклонного сепаратора. При разгрузке гранулята из сепаратора существует проблема предотвращения выбросов технологического газа, поскольку он представляет опасность для здоровья, т.к. в его состав входит аммиак. С использованием устройства по настоящему изобретению возможно снизить количества выбросов технологического газа в окружающую среду. Исходя из следующего описания примерных вариантов осуществления изобретения и приведенных фигур, могут быть получены другие варианты осуществления, преимущества и варианты возможного применения настоящего изобретения. Все описанные и/или проиллюстрированные признаки по отдельности или в любом сочетании составляют изобретение, независимо от того, включены ли они в формулу изобретения, или от их обратных ссылок. На фигурах изображено: на фиг. 1 в качестве примера показана конструкция устройства для разгрузки в соответствии с настоящим изобретением; на фиг. 2 показана конструкция запорного конуса и выходного отверстия транспортирующей трубы с конически сужающимся концом в соответствии с настоящим изобретением; на фиг. 3 показан запорный конус по настоящему изобретению, снабженный режущими пластинами. Что касается фиг. 1, на ней будут разъяснены основные принципы конструкции и функционирования устройства для разгрузки по настоящему изобретению. Сыпучий материал (1), содержащий большое количество технологического газа, находящегося под давлением, подают из контейнера, который не изображен на фигуре, на винтовой транспортер (2). Непосредственно за винтовым транспортером (2) по ходу технологического процесса расположен продувной бак (3). С помощью спиральной пружины (5) запорный конус (4) прижимается к отверстию винтового транспортера (2) в направлении, противоположном движению сыпучего материала, и сохраняется в этом положении с помощью зажимного приспособления (6). С помощью шпинделя (7) регулируется сила давления спиральной пружины (5). Сыпучий материал спрессовывается в транспортирующей трубе (8) винтового транспортера (2) и образует, таким образом, барьер по отношению к поступающему технологическому газу. В продувочный бак (3) подают поток продувочного газа (9). На нижней поверхности продувочного бака (3) предусмотрены отверстия(10 а, b) для продувочного газа, так, чтобы он распределялся в сыпучем материале. Продувочный газ, содержащий большое количество технологического газа, покидает продувочный бак через трубопровод(11), и поступает в устройство для очистки газа, которое не изображено на фигуре. Сыпучий материал разгружают из продувочного бака через трубопровод (12) и секторный питатель (13), после чего его подвергают дальнейшей обработке. На фиг. 2 схематически показано выходное отверстие транспортирующей трубы (20), которая в этом случае имеет коническое сужение с углом конусности , и запорный конус (21). На фиг. 3 схематически показано продольное сечение и вид спереди запорного конуса (30), снабженного режущими пластинами (31) в форме логарифмической спирали. Список номеров позиций:(10) отверстия для потока продувочного газа;(11) трубопровод для отвода продувочного газа, содержащего большое количество технологического газа;(12) трубопровод для разгрузки сыпучего материала;(31) режущие пластины. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Устройство для разгрузки сыпучего материала из контейнера, содержащего газ под избыточным давлением, которое содержит одношахтный винтовой транспортер, расположенный далее по ходу технологического процесса продувочный бак, в который введена транспортирующая труба винтового транспортера, и запорный конус, подвижно закрепленный на оси симметрии, с возможностью прижатия кончиком конуса снаружи в выходное отверстие транспортирующей трубы, где оси симметрии транспортирующей трубы и запорного конуса совпадают, при этом продувочный бак снабжен отверстиями для подачи и отверстием для выпуска потока продувочного газа, а также выходным отверстием для сыпучего материала. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что конечная часть транспортирующей трубы конически сужена. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что конечная часть транспортирующей трубы конически расширена. 4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что коническое расширение следует за коническим сужением транспортирующей трубы. 5. Устройство по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что запорный конус снабжен режущими пластинами в форме логарифмической спирали. 6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что угол, образованный радиусом конуса и образующей конуса, равен или больше угла естественного откоса сыпучего материала. 7. Применение устройства по любому из предшествующих пунктов при получении меламина для разгрузки гранулята меламина.