[发明专利]具有压力控制的用于造粒的方法和设备

说明书

相关申请的交叉引用

本申请根据35 U.S.C. § 119(e)要求2012年3月14日提交的美国临时专利申请序列号61/610,880的权益，该申请的公开内容全文以引用方式并入本文中。

技术领域

本发明涉及用于在造粒操作期间控制液体或浆混合物的压力的方法和设备，并且具体地涉及控制在压头箱中、在造粒头中、或在造粒塔的造粒板处的液体或浆混合物的压力。

背景技术

造粒是指在小滴从造粒头落下时固体颗粒或“球粒”通过凝固而在开放式塔中的形成。造粒的示例性方法公开于美国专利号7,175,684和7,575,365中，这两份专利的公开内容以引用方式并入本文中。

所形成的球粒的质量取决于多个因素，包括在造粒板处压力的一致性。控制压力的典型方法包括控制与造粒板流体连通的液体或浆的高度。该液体或浆可定位在造粒板的正上方，或者可位于与造粒头流体连通的单独的球粒压头箱中。在典型的系统中，为了有助于保持液体或浆向造粒头的一致供应，超出造粒板所需量的待造粒的液体或浆的供应源被提供至造粒头，并且过量的液体或浆返回至位于较低高度处的供应箱。

在一个典型系统中，进料液体或浆被泵送进在预定高度处具有堰的压头箱内。堰保持压头箱中的液体或浆的高度，而过量的液体或浆被向下排放到堰管。过量物溢流到位于比压头箱更低高度处的供应箱。

在另一个典型系统中，进料流被供应至压头箱，并且与进料流流体连通的返回流将不流入压头箱的过量的液体或浆返回至位于较低高度处的供应箱。从进料流到压头箱的液体或浆的流量由阀调节。阀响应于来自液位指示器控制器的命令而打开和关闭，该控制器监测球粒压头箱中的液体或浆的液位。随着液体或浆通过造粒头从球粒压头箱离开，液位指示器控制器检测箱液位中的下降并调整阀以允许更多的液体或浆从进料流进入箱中。随着更多液体或浆进入球粒压头箱，液位指示器控制器检测箱液位中的上升并调整阀以允许更少的液体或浆从进料流进入箱中。

在又一个典型系统中，进料流被提供至为造粒头进料的球粒压头箱。返回流将过量的液体或浆从球粒压头箱返回至位于较低高度处的供应箱。回流管线中的阀响应于来自液位指示器控制器的命令而打开和关闭，该控制器监测球粒压头箱中的液体或浆的液位。随着液体或浆通过造粒头从球粒压头箱离开，液位指示器控制器检测箱液位中的下降并调整阀以允许更少的液体或浆通过回流离开。如果液位指示器控制器检测到箱液位中的上升，控制器调整阀以允许更多液体或浆通过回流离开。

在其它典型系统中，不使用压头箱，并且液体或浆被直接进料到包含造粒板的容器。

在造粒板处保持一致的压力在由造粒过程形成的球粒中提供一致的质量和粒度分布。然而，在操作期间液体液位中小的变化可导致所制备的球粒的质量上的下降和所制备的球粒的粒度的更宽分布。例如，甚至在大的压头箱中，液体或浆的液位中仅几英寸的变化可对球粒质量和粒度分布具有深刻的影响。保持对压力的精密控制通过若干因素而便复杂。这些因素包括在造粒过程中使用的一些液体或浆的高粘性质、液位传感器的分辨率和反应速度、控制、以及与供应液体或浆相关联的阀、以及与将液体或浆泵送至造粒塔的顶部相关联的压力和流量中的变化。

在前述过程中的改进是所需的。

发明内容

本公开提供了用于造粒的方法和设备，其包括动态地控制在造粒头处的压力以实现对球粒质量和粒度分布的增加的控制。在一个实施例中，一定体积的液体或浆上方的头部空间的压力被调节以保持对在造粒头处的液体或浆的压力的更精确控制。在另一个实施例中，轴向上升流装置用来保持对在造粒头处的液体或浆的压力的更精确控制。

更具体地，根据第一实施例，压力调节装置通过控制与造粒板流体接触的液体或浆上方的头部空间中的气体或蒸气的压力来控制造粒板上方的液体或浆的压力。在一个示例性实施例中，头部空间是在造粒塔的压头箱中。在另一个示例性实施例中，头部空间是在造粒塔的造粒头中。在控制头部空间中的压力的一个实施例中，头部空间压力可被精确地控制。头部空间压力的精确控制对在造粒板处产生更一致的压力具有直接影响，这增加了所制备的球粒的质量并缩小了球粒的粒度分布。

在还有另一示例性实施例中，压力调节装置使用轴流式混合元件来控制造粒板上方的液体或浆的压力。在使用轴流式混合元件的一个实施例中，轴向上升流的量可被精确地控制。轴向上升流的精确控制允许在造粒板处保持更一致的压力，这增加了所制备的球粒的质量并缩小了球粒的粒度分布。