Барабан для подготовки материалов к измельчению



Барабан для подготовки материалов к измельчению
Барабан для подготовки материалов к измельчению

 


Владельцы патента RU 2604976:

Серов Николай Иванович (RU)
Серов Андрей Николаевич (RU)

Изобретение относится к области сушки и измельчения материалов (глина, мел, отходы дробления доломита, гипс, шлак, тальк и т.д.) и может быть использовано в строительной, машиностроительной, сельскохозяйственной и других отраслях промышленности. Изобретение включает в себя барабан прямоточный с разгрузочной камерой и системой задержки высушиваемого материала в зоне горения факела, горелочное устройство, подключенное к барабану через камеру подсоса воздуха с кольцевой щелью и загрузочной трубой, горелку, превышающую расчетную мощность не более чем в 1,5 раза, дымосос, также превышающий расчетные характеристики не более чем в 1,5 раза, шкаф управления с программным обеспечением. Горелка на горелочном устройстве работает в цикличном режиме, при этом мощность и время цикла подбираются в зависимости от свойств подготавливаемого к измельчению материала. Технический результат состоит в существенном уменьшении затрат на сушку и измельчение материалов, повышении производительности оборудования измельчения и качества получаемого в результате обработки материала. 1 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к области сушки и измельчения материалов (глина, мел, отходы дробления доломита, гипс, шлак, тальк и т.д.) и может быть использовано в строительной, машиностроительной, сельскохозяйственной и других отраслях промышленности.

При поиске аналогов предлагаемого технического решения, исследуя все виды сушилок, сделан вывод, что его применение невозможно на сушилках кипящего, виброкипящего слоя, вертикальных и др. и даже на барабанах с противотоком. Для применения способа сушки и дробления материала с применением предложенного устройства нужны следующие условия.

Барабан должен иметь устройство для задержания высушиваемого материала в зоне максимальной температуры (зона горения факела), а также иметь защиту от прогорания этой зоны, когда нет материала в барабане. Поэтому в качестве аналогов выбраны: «Способ сушки сыпучих материалов в сушильных установках барабанного типа с горелочным устройством» - патент РФ №2407968, МПК F26B 11/00, F26B 23/02; опубл. 27.12.2010, при котором в сушильной установке используется горелочное устройство, подключенное к передней части барабана через камеру подсоса воздуха, имеющую в этой части устройство для задержания высушиваемого материала в зоне максимальной температуры, а задняя часть через разгрузочную камеру и циклон подключена к дымососу. Производительность дымососа по вытяжке отходящих газов превышает не менее чем в 3 раза производительность горелочного устройства по выработке этих газов. И «Сушильный барабан» по патенту РФ №2364808, МПК F26B 11/04; опубл. 20.08.2009, он содержит вращающийся цилиндрический корпус с подключением входной части с системой винтовых лопастей к источнику теплопитателя и загрузочной трубе и расположением в основной части системы радиальных лопастей; передняя часть барабана разделена на отсеки, каждый из которых снабжен винтовыми, радиальными и дополнительными лопастями, соединенные между собой фланцами с патрубками. Первый из описанных аналогов принят за ближайший.

Основное отличие предлагаемого изобретения: при том что расход топлива уменьшается на 7-15%, мощность горелки устанавливается не более чем в 1,5 раза больше расчетной, а горелка работает в циклическом режиме. Циклы могут быть различны в зависимости от свойств подготавливаемого к измельчению материала. Например: 2 минуты работает, 2 минуты выключена; 1 минуту работает, 1 минуту выключена. А также можно считать циклами работу горелки: 2 минуты работает в 100% режиме, 2 минуты на 10% режиме и т.д. Возможно использование варианта, когда на горелочном устройстве установлены 2 горелки; одна работает постоянно на 10% общей мощности, вторая циклично на 90%. При расчете барабанов для такой работы также нужно учитывать тот факт, что скорость движения отходящих газов по барабану не должна превышать расчетную. Поэтому барабаны, работающие с применением предлагаемого изобретения, должны быть большего сечения при одинаковым расчетном объеме, т.е. соотношение диаметр-длина барабана меняется в сторону увеличения диаметра, но не более чем в 1,5 раза.

Устройство барабана показано на фиг. 1. Барабан прямоточный с разгрузочной камерой и с системой задержки высушиваемого материала в зоне горения факела 1 в передней части барабана содержит горелочное устройство 2, подключенное к барабану через камеру подсоса воздуха 4 с кольцевой щелью 3 и загрузочной трубой 5, горелку 6 (превышающую расчетную мощность не более чем в 1,5 раза), дымосос 7 (также превышающий расчетные характеристики, но не более чем в 1,5 раза), шкаф управления 8 с программным обеспечением, позволяющий обеспечить работу барабана с применением предлагаемого изобретения.

Работа сушильной установки с применением предлагаемого изобретения осуществляется следующим образом. Используемый исходный материал - глина 30% влажности, куски от 0 до 100 мм. Запускается дымосос 7, через минуту - горелка 6 на 100% мощности. Барабан 1 включается, нагревается до рабочей температуры (примерно 200°C), после чего подается материал через загрузочную трубу 5 согласно заданной производительности. Горелка 6 работает циклично: 2 минуты 100% мощности, 2 минуты 10% мощности. Процесс, происходящий в барабане: когда горелка горит на полную мощность, подсос воздуха через кольцевую щель минимальный или отсутствует вовсе. Температура входящих газов максимальная. Глина нагревается до температуры 80-100°C. Корочка, образованная на поверхности кусочков, может нагреться до 120-140°C. Когда горелка переходит на 10% режим, температура входящих газов резко снижается за счет подсоса холодного воздуха через кольцевую щель и становится минимальной. Разница между максимальной и минимальной температурой входящих газов составляет 900-1000°C. Из-за резкого перепада температур корочка на кусочках глины начинает трескаться. Вода в виде пара выходит из кусков, а поскольку барабан вращается, потрескавшаяся корочка осыпается от соударения кусков глины. Толщина корочки доходит до 2-3 мм. Дальше процесс повторяется (нагрев-остывание, нагрев-остывание), кусочки “тают”. Эффект сушки существенно возрастает. Влагонапряженость такой установки доходит до 120-130 кг/м3. При сушке кусковой глины без применения предлагаемого изобретения влагонапряженность составляет 40-60 кг/м3.

Разные материалы сушатся и подготавливаются к измельчению несколько по-разному. Но эта разница заключается только в подборе циклов по мощности и продолжительности. Например, при подготовке к измельчению шлака доменных печей (стеклянные шарики), в котором воды мало, а твердость выше, циклы должны быть выше по частоте и мощности: 1 мин 100% работы горелки; 1 мин горелка выключена. Шарики трескаются, если не полностью, но измельчать такой материал мельницами значительно проще. Циклы задает программа с учетом данных температуры отходящих газов и материала на выходе из барабана. При превышении заданных величин температуры отходящих газов и материала мощность циклов автоматически снижается, а при снижении этих величин мощность циклов увеличивается.

Достигаемый технический результат внедрения устройства связан с уменьшением энергетических затрат на измельчение материалов, измеряемых до десятков мкм, на выходе из мельниц. Например, для изготовления качественного облицовочного кирпича исходный материал (глина) должен быть высушен до 0,5% влажности и измельчен до 40-50 мкм. Минеральный порошок, исходный материал известняк, сланец и др., должен быть высушен до 0,7% влажности и измельчен до 50-60 мкм; шлак доменных печей, используемый как добавки к цементам, соответственно до 0,1% влажности и должен быть измельчен до 40-60 мкм. И многие другие продукты (тальк, мел, гипс) требуют тщательного измельчения. Это связано со значительными затратами как энергетическими, так и материальными по причине износа рабочих деталей мельничных механизмов. Целью предлагаемого изобретения является уменьшение этих затрат не менее чем в 2-3 раза с увеличением производительности мельниц и качества выпускаемой продукции на выходе.

Примеры экспериментального применения технологии сушки с применением внедренного изобретения - устройства.

1. ООО “Пензенское Управление Строительством”, г. Пенза. Сушка и дробление шлака доменных печей (шлак Липецкого металлургического завода) с последующим измельчением роторной мельницей. До применения устройства материал сушили традиционным способом с последующим охлаждением до 50°C и затем подавали на мельницу. В процессе измельчения материала (твердый аморфный, в виде стеклянных шариков диаметром 2-5 мм) в роторной мельнице (электрическая мощность 300 кВт) материал нагревался до 160°C, а рабочие органы - до 200°C; не было требуемой величины измельчения 40-60 мкм, материал измельчался только до 100 мкм. Продукт в добавки к цементу не годился. После применения изобретения мельница перестала нагреваться выше 100°C, материал измельчается до 50 мкм, производительность повысилась в 2 раза.

2. ООО «ВЗМП», г. Воронеж. На предприятии осуществлен процесс по производству минерального порошка из отходов дробления доломита. Поскольку этот материал гораздо мягче шлака доменных печей, здесь получен опыт управления процессом сушки по предлагаемому изобретению. Опыт показал, что сушить можно так, что измельчение материала можно достичь до 7-10 мкм. То есть процесс подготовки материала управляемый.

3. ООО «Глинвич», г. Вышний Волочек Тверской обл. На заводе по производству облицовочного кирпича производилась сушка кусковой глины с последующим измельчением до 80 мкм. Сушка глины в любых сушильных установках является довольно сложным процессом. Кусок глины влажностью 30% и более при воздействии на него отходящими газами постоянной температуры, даже если она 500, 900 и даже 1200°C, защищается от такого воздействия путем образования поверхностного слоя (корочки) с очень низкой теплопроводностью, а влага устремляется к центру куска, затрудняя его просушку. Для этого применяют механические разрушители (цепи, шары и др.) Но и это не помогает просушить глину до влажности 0,5%. Мельницы работают плохо или вовсе не работают при более высокой влажности. Применение предлагаемого изобретения исключило эти недостатки: влагонапряженость барабана составила 120 кг/м3 (при традиционной 40-60 кг/м3), а значит, и производительность увеличилась в 2 раза; температура материала на выходе из барабана составила 100-105°C, влажность 0,49%, гран-состав на выходе: глинистые и соразмерные глинистые - от 0 до 500 мкм - 55%, не глинистые (карбонаты, пески) - от 500 мкм до 3 мм - 30%, от 3 мм до 10 мм - 10% и 5% - остальные включения. Сырой материал подавался в барабан кусками от 0 до 100 мм. Исследуя полученные лабораторные данные, можно сделать вывод, что глинистая составляющая была высушена до 0,5% влажности и раздроблена до 500 и менее мкм в барабане.

Барабан, содержащий горелочное устройство, подключенное к нему через камеру подсоса воздуха, передняя часть барабана оборудована системой задержки сырого материала в зоне горения факела, отличающийся тем, что горелка на горелочном устройстве работает в цикличном режиме, при этом мощность и время цикла подбираются в зависимости от свойств подготавливаемого к измельчению материала.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к нагревательным устройствам, использующим теплоту от сгорания топлива, в частности к сушке твердых материалов или предметов путем удаления из них влаги, и может быть использовано в сушилках зерновых, мелкосеменных культур и др.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а также к химической и пищевой отрасли. Способ утилизации газов в сушильной установке включает сжигание топлива в камере сгорания, подачу продуктов сгорания в сушильную камеру и рециркуляцию продуктов сгорания.

Изобретение относится к химической и сельскохозяйственной промышленности, к области энергетики и может быть использовано для сушки сыпучего материала, например зерна, и получения кокса.

Изобретение относится к сушильной установке для сушки древесной стружки с топкой и изготовлению древесностружечной плиты. Сушильная установка для сушки древесной стружки (18) с топкой (12) содержит сушилку (16) для древесной стружки (18) и возвратное устройство (56) для возврата паровоздушной смеси (34) в сушилку (16), причем возвратное устройство (56) содержит нагреватель (42) паровоздушной смеси, а сушильная установка (10) для сушки древесной стружки одновременно обеспечивает сокращение органических соединений, имеющихся в паровоздушной смеси (34) перед возвратом в сушилку (16).

Изобретение относится к конструкции генераторов горячего газа, предназначенных для оснащения установок, используемых для сушки сыпучих продуктов в кипящем слое.

Изобретение касается сушильной установки для продуктов измельчения древесины, в частности для древесной щепы, древесной стружки или древесного волокна, содержащей котел (12) для сжигания, который включает устройство (14) для сжигания древесных отходов и дополнительную топку (16), трубопровод (22) дымовых газов для отвода образующихся при сгорании дымовых газов (20) и сушилку для продуктов измельчения древесины, которая питается от трубопровода (22) дымовых газов, причем между котлом (12) для сжигания и сушилкой расположена по меньшей мере одна комбинированная радиационно-конвективная часть (24), служащая для нагрева проходящего через нее термомасла, причем комбинированная радиационно-конвективная часть (24) снабжена радиальным внутренним подъемным каналом (26) и охватывающим подъемный канал (26) в радиальном направлении опускным каналом (32), согласно изобретению между котлом для сжигания (12) и комбинированной радиационно-конвективной частью (24) расположена радиационная часть, в радиационной части дымовой газ течет сверху вниз, комбинированная радиационно-конвективная часть (24) выполнена так, что скорость (v) потока дымового газа (20) перед входом в комбинированную радиационно-конвективную часть (24) составляет свыше 22 м/с, комбинированная радиационно-конвективная часть (24) выполнена так, что скорость (v) потока дымового газа (20) в опускном канале (32) составляет менее 19 м/с, так что возможно эффективное улавливание золы, комбинированная радиационно-конвективная часть (24) работает как золоулавливатель и снабжена автоматическим устройством золоудаления, и по меньшей мере одна комбинированная радиационно-конвективная часть (24) выполнена так, что дымовой газ (20) течет сначала вертикально вверх, а затем вертикально вниз, при этом дымовой газ (20) охлаждается, а термомасло нагревается, а затем проходит через конвективную часть, так что дымовой газ (20) продолжает охлаждаться, а термомасло - нагреваться, и затем производят направление дымового газа (20) в сушилку.

Настоящее изобретение относится, в основном, к установкам для сушки различных измельченных продуктов, например, измельченных продуктов в сахарной промышленности, или являющихся результатом перегонки крахмалосодержащих продуктов (зерновые) или свеклы, или в лесной промышленности.

Изобретение относится к сушилке для окрасочной установки. Сушилка содержит корпус (12) сушилки, в котором осуществляется принудительная циркуляция нагретого воздуха, вытяжной трубопровод (20) для отвода отводимого воздуха из корпуса (12) сушилки, подсоединенный к вытяжному трубопроводу (20) сжигающим устройством (14), которое служит для термической последующей обработки отводимого воздуха из корпуса (12) сушилки, а также для подачи горячего воздуха в теплообменник (18), при этом теплообменник (18) выполнен для снабжения корпуса (12) сушилки подогретым свежим воздухом, и при этом с корпусом (12) сушилки соотнесено, по меньшей мере, одно нагревательное устройство (16) для нагрева принудительно циркулирующего в корпусе (12) сушилки воздуха.

Изобретение относится к способу непрерывной сушки сыпучих материалов, в особенности древесных волокон и древесных стружек, в сушильной установке (сушилке), причем выделяющиеся при сушке пары отводят в сушильный контур, в котором они подвергаются непрямому нагреву в теплообменнике с повторной подачей в сушилку.

Изобретение относится к оборудованию для сушки растительного сырья и может быть использовано в пищевой промышленности. .

Настоящее изобретение относится к способу и устройству непрямой термической сушки дисперсного материала, способу и устройству для получения очищенного угля. В способе и устройстве непрямой термической сушки дисперсного материала применяют две сушилки для непрямой термической сушки.

Изобретение относится к лесной и деревообрабатывающей промышленности, и может быть использовано при сушке крупномерных лесоматериалов. Сушильная камера состоит из вращающегося цилиндрического корпуса, расположенного на опорных роликах, и перемещающихся на каретках опорных щитов, на которых закрепляются лесоматериалы.

Изобретение относится к сушильной технике и предназначено для сушки гранулированных и сыпучих материалов. Сушильный агрегат представляет собой концентрично расположенные относительно друг друга и жестко скрепленные между собой три барабана, которые установлены горизонтально и вращаются одновременно.

Изобретение относится к сельскохозяйственной, пищевой и химической промышленности, а именно к термической обработке сыпучих материалов. Установка для термообработки сыпучих материалов содержит вращающийся барабан, привод, редуктор, регулируемую винтовую стойку, подшипник качения, полый вал, перфорированные витки коробчатого шнека, заднюю стойку с качающимся корпусом подшипника.

Изобретение относится к сельскохозяйственной, пищевой и химической отраслям промышленности, а именно к термической обработке сыпучих материалов. Установка для термообработки сыпучих материалов содержит раму, привод, редуктор, вращающийся барабан, шестигранный перфорированный короб, шнек, переднюю неподвижную боковину с загрузочным патрубком и раструбом для подачи агента сушки, зубчатый венец на вращающемся барабане, обечайку, подшипники качения, заднюю боковину с выгрузным окном, приемный бункер.

Изобретение относится к аппаратам химического машиностроения и способам их изготовления и может быть использовано в химической, пищевой, энергетической и других отраслях промышленности для осуществления тепло-массообменных процессов в системах газ и/или жидкость - твердое тело.

Изобретение относится к теплотехнической технологии сушки самых разнообразных сыпучих материалов. .

Изобретение относится к сушке сыпучих материалов, например в перерабатывающей промышленности для сушки древесных опилок или других целлюлозосодержащих материалов.

Изобретение относится к устройствам для сушки сыпучих материалов, например, гранулированных и сыпучих материалов, в частности строительных, и может найти применение в химической, фармацевтической, пищевой, комбикормовой и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к оборудованию для сушки в микроволновом поле сыпучих диэлектрических материалов и может быть использовано в химической, фармацевтической, пищевой промышленности и сельском хозяйстве.
Наверх