Пневмоклассификатор черных о.л.

 

Использование: классификация зернистых материалов по границе крупностью 0,07 - 3,0 мм с совмещением процессов теплообмена. Сущность предлагаемого изобретения заключается в следующем. В пневмоклассификаторе, включающем корпус, выполненный из набора вертикальных сепарационных колонок, распредельную решетку, на концах которой установлены загрузочный и разгрузочный патрубки, патрубки подвода воздуха и отвода пылевоздушной смеси, на корпусе с внешней стороны закреплены напорные камеры с сопловыми элементами в надрешетной части, между загрузочным патрубком и распределительной решеткой расположена дополнительная распределительная решетка, а между сепарационными колонками и распределительной решеткой установлены регулируемые жалюзи. Сепарационные колонки снабжены гирляндами, выполненными из корзин и рассекателей потока, соединенных штангами, подвешенными к коромыслам, которые присоединены к виброприводам. 2 з. п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к промышленности стройматериалов, переработке углей, руд, минеральных удобрений и т.д. Может быть использовано для классификации различных сыпучих материалов по границе крупности 0,07-3,0 мм.

Известен комбинированный каскадный классификатор, выполненный из набора вертикальных сепарационных колонн с пересыпными полками, находящимися над наклонной газораспределительной решеткой. Классификатор снабжен загрузочным и разгрузочным патрубками, патрубками для подвода воздуха и отвода пылевоздушной смеси (Барский М.Д. Фракционирование порошков. М. Недра, 1980, с. 327, рис. 33). Недостатком данного классификатора является малая продолжительность пребывания материала на решетке, недостаточная диспергация материала на решетке, налипание материала в сепарационных колоннах над и под пересыпными полками. Все это снижает эффективность процесса классификации и надежность работы аппарата. Кроме того, при совмещении процессов термообработки, интенсивность процесса теплообмена между газовой и твердой фазами невысока.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков является гравитационный пневматический классификатор, выполненный из набора вертикальных сепарационных колонок с выравнивающими решетками, установленную под ними распределительную перфорированную решетку, загрузочное и разгрузочное приспособления и патрубки для подачи воздуха под распределительную решетку и для отвода пылевоздушной смеси [1] Недостатком данной конструкции является низкая надежность работы аппарата из-за налипания материала на выравнивающих решетках. Конструкция не предусматривает механической очистки этих решеток без остановки аппарата. Теплообмен между газовой и твердой фазами не интенсивен, т. к. скорость воздуха в надрешетной части составляет 1-8 м/с. Время пребывания материала на распределительной решетке невелико, что снижает остроту сепарации и эффективность термообработки материала.

Задача повышения эффективности термообработки, остроты сепарации материала и повышения надежности аппарата решается предложенным изобретением, сущность которого заключается в следующем.

В пневмоклассификаторе, включающем корпус, распределительную решетку, сепарационные колонки, расположенные над ней, подводящие патрубки для воздуха и зернистого материала, патрубки для отвода продуктов разделения, дополнительную распределительную решетку, расположенную между загрузочным патрубком и основной распределительной решеткой, к боковым стенкам аппарата с внешней стороны закреплены напорные камеры с сопловыми элементами в надрешетной части, между сепарационными колонками и распределительной решеткой установлены регулируемые жалюзи, а сепарационные колонки снабжены гирляндами, подвешенными к коромыслам, которые связаны с виброприводом.

Существенными признаками заявляемого устройства являются корпус, загрузочный и разгрузочный патрубки, патрубки подвода воздуха и отвода пылевоздушной смеси, распределительная решетка, дополнительная распределительная решетка, сепарационные колонки с подвешенными внутри них гирляндами, состоящими из корзин и рассекателей потока, напорные камеры, закрепленные на боковых стенках аппарата и снабженных сопловыми элементами в надрешетной части, жалюзи, установленные между сепарационными колонками и распределительной решеткой.

Отличительными признаками предложенного изобретения от известного являются: установка вдоль распределительной решетки с внешней стороны корпуса напорных камер с сопловыми элементами в надрешетной части; установка жалюзи между сепарационными колонками и распределительной решеткой; установка гирлянд в сепарационных колонках с возможностью их периодического встряхивания; установка дополнительной распределительной решетки между загрузочным патрубком и основной распределительной решеткой.

Закрепление на боковых стенках аппарата напорных камер с сопловыми элементами позволяет интенсифицировать процесс теплообмена между газовой и твердой фазами, т. к. скорость струй газа составляет 60-120 м/с, увеличивает порозность слоя, диспергацию обрабатываемого материала.

Наличие жалюзи в кипящем слое снижает скорость продольного перемещения материала по распределительной решетке, увеличивая время пребывания материала на решетке и таким образом остроту сепарации, время термообработки.

Мелкодисперсные частицы, вынесенные потоком воздуха из слоя материала в сепарационные колонки, ударившись об элементы гирлянд, теряют свою скорость. Частицы материала, имеющие крупность, превышающую крупность граничного зерна, ссыпаются из сепарационных колонок в кипящий слой. Частицы материала, имеющие крупность меньше граничного зерна, вновь разгоняются потоком воздуха в сепарационной колонке, т.к. имеют скорость витания меньше скорости газового потока. Таким образом происходит многократная перечистка, как крупного так и мелкого продуктов, что обеспечивает эффективную классификацию материала.

Дополнительная распределительная решетка обеспечивает предварительное диспергирование материала, его дополнительное провеивание.

Периодическое встряхивание гирлянд обеспечивает надежность работы аппарата, т. к. позволяет производить их механическую очистку без остановки его работы.

Зависимость эффективности классификации подобных устройств от режимных и конструктивных параметров может быть представлена формулой: E 1 (1) где Е эффективность классификации по критерию Ханкока-Луйкена, доли ед.

β₀ массовая доля мелочи в исходном материале, доли ед.

ρ_д плотность дисперсной фазы, кг/м³; ε порозность слоя материала на решетке, доли ед.

h высота кипящего слоя, м; τ время пребывания материала на решетке, с; μ расходная концентрация материала, кг/м³; W скорость потока воздуха в надрешетной зоне аппарата, м/с; α угол наклона решетки к горизонтали, град.

R_м произведение массовой доли частиц крупнее граничного зерна в мелком продукте на выход мелкого продукта, доли ед.

Из формулы (1) следует, что для увеличения эффективности классификации необходимо: организовать перечистку мелкого продукта (уменьшать R_м); увеличивать порозность слоя материала на распределительной решетке ε;
увеличивать время пребывания материала на решетке τ.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан общий вид пневмоклассификатора; на фиг. 2 вид по стрелке А с торца; на фиг. 3 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 4 конструкция распределительной решетки; на фиг. 5 конструкция установки элементов гирлянды в сепарационной колонке; на фиг. 6 рассекатель потока.

Пневмоклассификатор включает корпус 1, состоящий из сепарационных колонок 2 с подвешенными в них гирляндами на штангах 3, распределительную решетку 4 П-образной формы, сопловые элементы 5, дополнительную распределительную решетку 6, патрубок загрузки 7 с загрузочным приспособлением 8, патрубок разгрузки крупного продукта (К) 9 с разгрузочным приспособлением 10, патрубок подвода воздуха (В) 11, патрубок отвода пылевоздушной смеси (В + М) 12, корзины 13, рассекатели потока 14, напорные камеры 16, жалюзи 15, пружины 17.

Рекомендуемые соотношения размеров основных элементов гирлянд показаны на фиг. 5.

Пневмоклассификатор работает следующим образом. Исходный материал (ИМ) через загрузочный патрубок 7 поступает на дополнительную распределительную решетку 6, где диспергируется и предварительно провеивается, при этом мелкодисперсная фракция уносится воздушным потоком в первую сепарационную колонку. Основной поток исходного материала с дополнительной распределительной решетки 6 ссыпается на основную распределительную решетку 4 беспровального типа, сквозь щели которой проходит воздух. Воздух засасывается в аппарат через патрубок 11 при работе вентилятора, установленного после системы сухой пылеочистки (не показаны). На распределительной решетке 4 образуется кипящий слой, который обрабатывается струями воздуха (теплоносителя или хладагента в зависимости от задачи), выходящими из сопел 5. В кипящем слое при струйной обработке материала происходит интенсивный теплообмен между твердой и газовой фазами. Воздух, фильтруясь сквозь кипящий слой, выносит в сепарационные колонки мелкодисперсные частицы. Частицы материала крупностью более граничного зерна, вынесенные пылегазовым потоком в сепарационные колонки, при ударе об элементы гирлянд 14, 13 теряют свою скорость и вдоль стенок сепарационных колонок, где скорость восходящего потока меньше, чем в ядре потока, ссыпаются на распределительную решетку 4 в кипящий слой. Мелкодисперсная фракция (В + М) удаляется из аппарата с потоком воздуха через патрубок 12. При ударе о пластины жалюзи 15 частицы обрабатываемого материала меняют свою траекторию движения на восходящий и нисходящий поток, что увеличивает время пребывания материала в кипящем слое.

Очистка гирлянд осуществляется периодически путем их встряхивания при включении виброприводов без прерывания процесса обработки материала в аппарате.

Для изменения границы разделения достаточно изменить расход воздуха, проходящего через патрубок 11.

П-образный вид распределительной решетки обеспечивает более равномерное распределение скоростей потока воздуха по сепарационным колонкам, компактность аппарата.

В АО "Уралкалий" проведены испытания опытно-промышленного образца заявляемого пневмоклассификатора для обеспыливания и охлаждения хлорида калия.

Техническая характеристика пневмоклассификатора. Производительность, т/ч 80 Граница разделения, мм 0,1-0,2 Площадь распределительной решетки, м² 5 Расход воздуха через аппарат, тыс.м³/ч 20-30 Живое сечение распреде- лительной решетки, 12 Угол наклона распреде- лительной решетки, град 10 Габариты: длина, м 4,5
ширина, м 4,2
высота, м 5,5
Испытания аппарата показали, что температура исходного материала снижается от 110-118^оС до 50-60^оС (в летнее время).

Время пребывания материала на решетке при отсутствии жалюзи в аппарате составило 30 с, при наличии жалюзи 33 с.

Грансоставы исходного материала и продуктов классификации представлены в таблице.

Выход пылевого продукта составил 9,1% эффективность классификации по критерию: Ханкока-Луйкена 94,7% Эдера-Майера 60% граница разделения 0,1 мм.

Наличие жалюзи 15 позволяет гарантированно получать обеспыленный продукт с массовой долей класса -0,1+0 мм не более 1%

Формула изобретения

1. Пневмоклассификатор, включающий корпус, выполненный из набора вертикальных сепарационных колонок, установленную под ними распределительную решетку, на концах которой выполнены загрузочный и разгрузочный патрубки, патрубки подвода воздуха и отвода пылевоздушной смеси, отличающийся тем, что он снабжен дополнительной распределительной решеткой, расположенной между загрузочным патрубком и распределительной решеткой, напорными камерами, расположенными с внешней стороны корпуса, с сопловыми элементами в надрешетной части, жалюзи, расположенными между сепарационными колонками и распределительной решеткой, гирляндами в сепарационных колонках, выполненными из корзин и рассекателей потока, соединенных штангами, висящими на коромыслах, которые соединены с виброприводами.

2. Пневмоклассификатор по п.1, отличающийся тем, что распределительная решетка может быть выполнена П-образной.

3. Пневмоклассификатор по п.1, отличающийся тем, что жалюзи смещены одни относительно других, а проекции на вертикальную плоскость соседних жалюзи взаимно перекрыты.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7