RU1808004C - Способ обезвоживани дисперсных капилл рнопористых материалов - Google Patents

Abstract

Использование: в торф ной, сельскохоз йственной , пищевой, химической отрасл х промышленности. Сущность изобретени : способ обезвоживани  дисперсных капилл рно-пористых материалов включает воздействие на тонкий слой торфа пульсирующей нагрузкой, причем минимальное давление пульсирующей нагрузки выбирают из соотношени  (0,05- 0,15)Е, где Е -условно-мгновенный модуль упругости материала. 1 ил. ел с На чертеже показаны схема взаимодействи  рабочих органов пресса и характерна  диаграмма пульсирующего давлени . На станине 1 смонтированы фильтрующие рабочие органы в виде жесткого перфорированного кольца 2 и гибкой ленты 3, синхронное движение которых осуществл етс  от привода. Между кольцом 2 и шбкой лентой 3 образуетс  по дуге окружности рабочее прессовое пространство, угон глина оо о 00 81-Ь . СО

Description

которого регулируетс  с помощью нажимных опор 4,

Способ обезвоживани  дисперсных капилл рно-пористых материалов осуществл ют следующим образом.

При обработке в прессе влажного капилл рно-пористого материала между жестким 2 и гибким 5 фильтрами под нажимными роликами 4 в материале возникает напр жение, по характеру аналогичное представленным на схеме. Выдавливаема  вода первоначальна заполн ет поры фи ьт- ра и затем под действием сил гравитации стекает вниз. Дл  того, чтобы исключить обратное впитывание фильтра дисперсный материал посто нно держат в сжатом состо нии . В случае, если давление падает до нул , неизбежен подсос воды в материал из фильтра.

Кинетика обезвоживани  дисперсного материала в состо нии трехфазной системы (сухое вещество + вода + воздух) под действием пульсирующего давлени  протекает следующим образом.

В начальный момент приложени  силы на влагонасыщенный материал внешней нагрузки Ро она полностью воспринимаетс  жидкой фазой. По мере повышени  нагрузки до Pi и удалени  воды из материала происходит посто нное перераспределение давлени  в слое на твердую фазу. При этом эффективные напр жени  в твердом веществе возрастают, а поровое давление в воде падает. Причем, из-за более осушенных периферийных слоев, распределение напр жений в воде по высоте носит неравновесный характер и процесс фильтрации жидкости быстро затухает.

Если прекратить деформирование сло  и даже несколько уменьшить величину внешней нагрузки до Р Ра Рк.где Р (0,05-0,15)ЕУмгн, то в наружных более сухих сло х материала возникает обратна  условно-мгновенна  упруга  деформаци . Увеличение высо ты материала от Hi до Н за счет упругости, в основном, периферийных монослоев приведет к повышению их пористости и соответственно к улучшению их фильтрационных свойств. Благодар  энергии, аккумулированной в газообразной среде, поровое давление быстро релаксиру- ет, способству  при этом перераспределению воды в материале. Неравномерность по влажности и эффективным напр жени м по высоте сло  значительно выравниваетс .

Через некоторое врем  вновь увеличим внешнюю нагрузку и снова сбросим до величины Р, способствующей про влению упругой деформации. Такие пульсации давлени  на материал повышают коэффициент фильтрации, например, торфа на 40- 50% за счет восстановлени  фильтрационных свойств наружных слоев.

Качественна  оценка способа обезвоживани  дисперсных капилл рно-пористых материалов проводилась по изменению влагосодержани  отжатого в ленточно-коль- цевом прессе подстилочного торфа в зависимости от величины изменени  давлени 

при пульсаци х на разгрузочной ветви.

Пример 1 (по прототипу). Использовалс  верховой торф° со степенью разложени  10-15% с исходным средним влагосодержанием 9,75 кг/кг с.в., добытый

5 из залежи в виде порезанных кусков и прошедший подготовку в виде однократного диспергировани  (расчесывани ) в валково- зубчатой дробилке.

Продолжительность обезвоживани  со0 ставила 43 с, величина удельной загрузки 2 кг по сухому веществу на м поверхности фильтров и максимальное пиковое давление на торф в процессе отжати  составл ло 2,9 МПа. Минимальное давление на торф

5 сбрасывали до нул .

Были испытаны 5 образцов. Влажность торфа (в %) после испытани  составила:

1 образец - 79,7

2 79,0 0 -80,1

4 78,9

5 79,5 среднее значение 79,4%.

Пример 2. Испытани  проводились 5 аналогично примеру 1, но минимальное значение при пульсации составл ло 0.15Е (МПа), что соответствует давлению 0,65 МПа,.,65:0,,2 МПа.

Были испытаны 5 образцов. После отжа- 0 Ти  воды влажность торфа (в %) составл ла

1 образец - 77,4

2- --77,2

3- --78,1

4- --77,7 5 -78,1

среднее значение составило 77,7%.

Пример 3. Испытани  проводились аналогично примеру 2, но минимальное давление при пульсации составл ло О,ОБЕ 0 (МПа), что соответствует минимальному давлению при пульсации 0,2 МПа. ,2:0, МПа.

Были испытаны 5 образцов. После отжати  воды влажность торфа (в %) составила: 5 1 образец - 75,3 2- --74,6 3 - 74,9

4- --76,1

5- --75,1 среднее значение составило 75,2%.

Пример 4. Испытани  проводились аналогично примеру 1, но минимальное давление при пульсации составило 0,2 Е (МПа). что соответствует минимальному давлению при пульсации 0,8 МПа. ,8:0. МПа.

Были испытаны 5 образцов, после отжа- ти  воды влажность торфа (в %) составила:

1 образец - 80,3

-80,2

3- --80.4

4- --80,1

5- --80,1 среднее значение составило 80,2%.

Эффективность использовани  предлагаемого способа подтверждаетс  следующими технико-экономическими расчетами. Так, дл  завода по производству кипованно- го торфа на экспорт мощностью 20 тыс.т в год с применением методов искусственного обезвоживани  (механическое отжатие + теплова  сушка) при досушке торфа от влажности 79,4% до 50% требуетс  испарить 18500 т воды в год.

Годова  производительность вибрационной сушилки ВСУ-1, работающей в режиме с температурой теплоносител , равной 350-400°С, составл ет 7200 т испаренной влаги в год. В итоге на досушку торфа требуетс  установить четыре сушилки.

Применение предлагаемого способа позволило получать торф влажностью 75,2%. В этом случае при досушке до 50% влажности в сушилках испар етс  20300 т воды в год, а потребность в сушилках дл 

завода снижаетс  до трех штук.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ обезвоживани  дисперсных ка- пилл рно-пористых материалов, включающий пульсирующее механическое воздействие на слой материала с возрастающей по мере обезвоживани  амплитудой, отличающийс  тем, что, с целью повышени  эффективности процесса обезвоживани , минимальное давление пульсирующей нагрузки на слой материала выбирают из соотношени  (0,05-0,15)Е, МПа, где Е - условно-мгновенный модуль упругости материала.