RU2004354C1 - Пневматический классификатор - Google Patents

Abstract

Использование: в промышленности строительных материалов, в горно-рудной, угольной, химической , промышленности минеральных удобрений и может быть использовано при пневматической классификации различных сыпучих материалов. Сущность: классификатор состоит из корпуса с установленными внутри него трем  распределительными решетками и пересыпной, полкой, взаиморасположенными определенным образом. В верхней части аппарата, над патрубком разгрузки крупного продукта расположена перечистна  камера, она имеет форму усеченного конуса и оканчиваетс  тангенциальным и осевым патрубками отвода пы- левоздушной смеси. Внутри камеры расположены кольцевые элементы и завихритель потока лопаточного типа. Вдоль наклонной беспровальной решетки в надрешетном пространстве и в загрузочных патрубках аппарата установлены сопловые элементы Исходный материал подаетс  по основному и дополнительному патрубкам Распределение исходного питани  по двум распределительным решеткам позвол ет увеличить производительность аппарата по исходному питанию. Струйна  термообработка материала в аппарате интенсифицирует процесс пневмоклассификации и позвол ет совмещать процессы; пневмоклассификации и сушки влажных сыпучих материалов, пневмоклассификации и охлаждени  гор чих сыпучих материалов. Наличие двух жалюзийных решеток, пересыпной полки и перечисткой камеры обеспечивают многократную перечистку мелкого продукта, вынесенного потоком газа из материала движущегос  взвешенным слоем по наклонной беспровальной решетке. 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к пневматической классификации сыпучих материалов в воздушном потоке и может быть использовано дл  разделени  материала по граничному размеру 100-3000 мкм в химической, горной, угольной промышленности, промышленности строительных материалов и других отрасл х промышленности.

Известен пневматический классификатор , включающий корпус, загрузочное и разгрузочное приспособлени  и жалюзийную решетку, установленную под углом и снабженную распределительными уголками, установленными в шахматном пор дке, при этом жалюзийна  решетка выполнена в виде равнобедренной трапеции и большим основанием обращена вверх 1. Недостатком его  вл етс  невысока  производительность и эффективность классификации из- за отсутстви  многократной перечистки мелкого продукта. При повышенных нагрузках по исходному питанию продукты разделени  значительно взаимозасорены.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому  вл етс  пневматический классификатор, включающий корпус, наклонную распределительную решетку, загрузочное и разгрузочное приспособлени , патрубок отвода пылевоздушной смеси, жалюзийную решетку с регулируемыми жалюзи, установленную между распределительной решеткой и патрубком отвода пылевоздушной смеси, при этом жалюзийна  решетка установлена параллельно распределительной , жалюзи смещены относительно других, а проекции на вертикальную плоскость соседних жалюзи взаимно перекрыты 2, Из исходного материала, поступающего на наклонную распределительную решетку и движущегос  по ней, горизонтальным потокам воздуха вынос тс  частицы широкого спектра крупности.

Облада  равномерным аэродинамическим сопротивлением жалюзийна  решетка выравнивает скорость как в проходном сечении между жалюзи, так и в пространстве между решетками. Одновременно жалюзийна  решетка измен ет направление движени  потока в проходном сечении на восход щее,

В этих услови х частицы, вынесенные с распределительной решетки, пересекают рабочее пространство и достигают поверхности жалюзийной решетки. Мелкие зерна, скорость витани  которых ниже скорости потока в живом сечении жалюзийной решетки , измен ют направление своего полета на восход щее и пересекают решетку.

после чего удал ютс  из аппарата через патрубок отвода пылевоздушной смеси.

Крупные частицы, имеющие скорость витани  выше скорости потока в жалюзийной решетке, не могут приобрести направление восход щего движени  и после взаимодействи  с жалюзи решетки отражаютс  вниз и попадают в разгрузочный патрубок аппарата.

0

Однако производительность данного аппарата невысока, т.к. ограничиваетс  показателем расходной концентрации материала , не превышающей дл  данной

5 конструкции аппарата 3-4 кг/м3. При превышении этой величины крупный продукт значительно загр знен мелкими частицами материала.

Целью изобретени   вл етс  повыше0 ние производительности пневмоклассифи- катора без снижени  эффективности классификации, а также интенсификаци  совмещенных процессов теплообмена в нем.

5 Поставленна  цель достигаетс  тем, что пневматический классификатор, включающий корпус, наклонную воздухораспределительную решетку, загрузочное и разгрузочное приспособлени , патрубки

0 подвода воздуха и отвода пылевоздушной смеси жалюзийную решетку, установленную над воздухораспределительной решеткой , снабжен дополнительным патрубком загрузки исходного материала, располо5 женным у верхнего конца жалюзийной решетки , дополнительным патрубком подвода воздуха, выполненным с кольцевыми коллекторами с соплами, охватывающими загрузочные патрубки, дополнительной

0 жалюзийной решеткой с пересыпной полкой под ней, расположенными над патрубком разгрузки крупного продукта и перед патрубком отвода запыленного воздуха. Пневмоклассификатор снабжен также уста5 новленной над дополнительной жалюзийной решеткой перечисткой камерой с двум  группами концентрических кольцевых элементов , лопастным закручивателем потока между ними и осевым и тангенциальными

0 патрубками отвода пылевоздушной смеси. Нижние концы дополнительной жалюзийной решетки и наклонной пересыпной полки направлены навстречу нижним концам воздухораспределительной основной и жа5 люзийной решеткам.

К боковым стенкам аппарата, вдоль беспровальной воздухораспределительной решетки креп тс  напорные камеры, снабженные сопловыми элементами в над- решетной части.

Известно, что зависимость эффективности классификации от режимных и конструктивных параметров дл  классификаторов за вл емого типа может быть представлена формулой: F J-M At(1-g)-hЯн 1

& v г ц Won sin a 1 -80}

0)

где Е - эффективность классификации по критерию Ханкока-Луйкена, доли ед.;

Д) - массова  дол  мелочи в исходном материале, доли ед.;

/Од - плотность дисперсной фазы. кг/м3;

е- объемна  дол  воздуха в слое материала , наход щегос  на распределительной решетке, доли ед.;

h - высота сло  материала на распределительной решетке, м;

т - врем  пребывани  материала на решетке, с;

/л - расходна  концентраци  материала , кг/м3;

Wan - скорость потока воздуха в сечении сепарационной зоны аппарата, м/с;

& - угол наклона решетки к горизонту, град.;

RM - количество крупного материала, попавшего в мелкий продукт, доли ед.

Как видно из формулы (1), организаци  процесса перечистки мелкого продукта уменьшает RM и увеличивает Е. В прототипе эту роль выполн ла жалюзийна  решетка, в за вл емом пневмоклассификаторе: две жалюзийные решетки, перечистна  камера и пересыпна  полка.

Транспортирование раздел емого материала сразу по двум решеткам: беспровальной и жалюзийной (при снабжении классификатора двум  загрузочными патрубками ), приводит к снижению толщины сло  материала h, движущегос  по ним, и увеличению порозности материала на решетках в, что в соответствии с формулой (1) приводит к росту эффективности классификации . При сохранении же величины эффективности классификации, что возможно при сохранении величин, вход щих в формулу (1), возможно увеличить производительность аппарата путем распределени  исходного питани  сразу на две решетки, расположенные друг над другом.

Увеличение расходной концентрации материала ц без существенного роста тол- щины сло  материала на решетке h и без снижени  порозности материала на решетке е, что соответствует организации процесса в за вл емом пневмоклассификаторе. не

0

5

0

5

0

5

0

5

0

ведет к снижению эффективности классификации Е, как следует из формулы (1),

Наличие в классификаторе перечисткой камеры с тангенциально установленным патрубком отвода пылевоэдушной смеси и лопаточным завихрителем потока обеспечивает крутку газоматериальной смеси, что способствует увеличению времени пребывани  материала в аппарате. С помощью установки перечисткой камеры возможна более эффективна  перечистка мелкого продукта. Это позвол ет также увеличить скорость потока воздуха (Wan. в формуле (1)) без изменени  границы разделени , т.к. затем этот материал подвергаетс  эффективной перечистке, наиболее крупные частицы возможно отсепарировать от основного газоматериального потока в перечисткой камере .

Материал, осыпающийс  из перечист- ной камеры, дополнительно перечищаетс  (обеспыливаетс ) на дополнительной жалюзийной решетке и пересыпной полке.

Диспергаци  материала обеспечиваетс  струйной обработкой в загрузочных патрубках и при движении по беспровальной воздухораспределительной решетке. Струи воздуха направлены под углом к вектору скорости движени  материала по беспровальной решетке, навстречу движени  материала , что увеличивает врем  пребывани  материала в аппарате. Струйна  обработка позвол ет также увеличить порозность материала на решетке, совместить процессы теплообмена с процессом пневмоклассифи- кации. Поэтому така  конструкци  аппарата позвол ет эффективно классифицировать и влажные зернистые материалы с одновременной их сушкой, а также гор чие зернистые материалы с одновременным их охлаждением.

На фиг. 1 изображен пневматический классификатор, общий вид; на фиг. 2 - схема установки дл  пневматической классификации зернистых материалов.

Пневматический классификатор включает в себ  корпус 1, снабженный патрубками загрузки исходного материала 2, 3 (ИМ), которые охватываютс  газораспределительными коллекторами 4,5, патрубком разгрузки крупного продукта б (К), патрубком подвода основного потока воздуха 7 (В), патрубками отвода пылевоэдушной смеси (М+В): осевым 8, тангенциальным 9, дополнительным 10, загрузочными 11, 12 и разгрузочным 13 устройствами. Внутри аппарат снабжен наклонной беспровальной воздухораспределительной решеткой 14. вдоль которой на боковых стенках аппарата закреплены напорные камеры 15с сопловыми элементами в надрешетной части (не показаны ). Сопловые элементы установлены также в загрузочных патрубках 16.

Внутри аппарата, у патрубка отвода пы- левоздушной смеси 10 установлены дополнительна  жалюзийна  решетка 17 с пересыпной полкой под ней 18. Под дополнительным патрубком загрузки исходного материала 3 расположена основна  наклонна  жалюзийна  распределительна  решетка 19, Сверху классификатора установлена перечистна  камера 20 с расшир ющимс  кверху сечением, расположенна  над дополнительной жалюзийной решеткой 17. Перечистна  камера 20 снабжена кольцевыми элементами 21 и завихрителе потока лопаточного типа 22.

Угол наклона беспровальной распределительной решетки 14 выбираетс  из условий обеспечени  транспортировани  материала по ней в виде взвешенного сло . Оптимальна  величина угла наклона решетки к горизонтали составл ет 25-60 . Угол наклона основной жалющийной распределительной решетки 19 либо равен углу наклона беспровальной решетки 14, либо на 5-10° больше ее. Угол наклона дополнительной жалюзийной решетки 17 также выбираетс  из условий обеспечени  транспортировани  мелкого продукта по ней. Рекомендуема  величина угла наклона дополнительной жалюзийной решетки 35- 70° к горизонтали, а пересыпной полки 18 на 5-10° меньше угла наклона дополнительной жалюзийной решетки 17.

Дл  дезагрегации материала в газораспределительные коллекторы 4, 5 через дополнительный патрубок подвода воздуха 23 подаетс  воздух с определенной температурой (В+т°).

При угле наклона беспровальной решетки меньше 25° возможно нарушение транспортировани  по ней наиболее крупных кусков материала. При угле наклона беспровальной решетки больше 60° скорость движущегос  по ней материала резко возрастает, что приводит к уменьшению времени пребывани  материала на решетке и неполному удалению мелочи из сло  материала .

Установка дл  пневматической классификации (фиг. 2) включает в себ : вентил тор 24, аппарат дл  мокрой очистки газа 25, конвейер 26 дл  подачи раздел емого материала ,/пылеуловитель 27 со встречными закрученными потоками, циклон 28, пнев- моклассификатор 1, топку 29, вентил тор 30, воздуховоды с установленными на них заслонками а, б, в, г, д, е, ж, з.

Установка работает следующим образом .

Вентил тором 24 создаетс  движение воздуха через аппарат 1, с помощью заслонок а , б, в, г, д, е, ж, устанавливаетс  необходима  скорость потока в аппарате 1, пылегазовом тракте, а также необходимое соотношение воздуха, возвращаемого в аппарат 1 и выбрасываемого в

0 атмосферу через аппарат дл  мокрой очистки газа 25. Вентил тором 30 воздух, подогретый в топке 29, подаетс  в напорные камеры 15 и газораспределительные коллекторы 4, 5 загрузочных патрубков 2, 3. В

5 случае работы с сухим гор чим зернистым материалом, дл  ведени  процесса пнев- моклассификации и охлаждени  материала, топка 29 не нужна.

Исходный материал конвейером 26 и за0 грузочными устройствами 11,12 подаетс  в загрузочные патрубки 2, 3 пневмокласси- фикатора 1. В загрузочных патрубках 2, 3 материал, ссыпа сь, подвергаетс  воздействию интенсивных струй гор чего газа

5 (либо холодного), что способствует дезагрегации и подсушке (охлаждению) материала . Проход  по наклонной беспровальной воздухораспределительной решетке 14, материал продолжает подвергатьс  воздейст0 вию высокоинтенсивных (50-150 м/с) струй гор чего (холодного) газа и обеспыливаетс  воздухом, проход щим через беспровальную распределительную решетку 14 и слой движущегос  по ней материала. Мелкие

5 фракции материала, загр зненные крупными фракци ми, унос тс  потоком воздуха из взвешенного и движущегос  на беспровальной решетке материала. Ударившись о жалюзи и частицы материала, движущегос  по

0 основной жалюзийной решетке 19, крупные частицы, имеющие скорость витани  больше скорости потока газа, тер ют свою скорость и возвращаютс  в слой материала, движущийс  по беспровальной решетке 14.

5 Мелкодисперсные частицы, имеющие скорость витани  меньше скорости потока газа, продолжают направленное движение в проходном сечении жалюзийной решетки 19. Из исходного материала, поступающего

0 на основную жалюзийную распределительную решетку 19 и движущегос  по ней взвешенным слоем, потоком воздуха вынос тс  частицы широкого спектра крупности, которые попадают затем в перечистную камеру

5 20, где поток пылевоздушной смеси подвергаетс  крутке. Наиболее крупные частицы, ударившись о кольцевые элементы 21, тер ют свою скорость и отбрасываютс  к стенкам перечистной камеры 20. Из перечи- стной камеры пылевоздушна  смесь удал етс  через патрубки 8, 9 и раздел етс  пылеуловителем 27. Отсепарированный в пе- речистной камере 20 материал ссыпаетс  из нее на расположенную ниже дополнительную жалюзийную решетку 17, где подвергаетс  обеспыливанию потоком воздуха, проход щим между жалюзи этой решетки и пересыпной полкой 18. Наклонна  пересыпна  полка 18 образует необходимое сечение в зоне сепарации частиц на дополнительной жалюзийной решетке, делает более направленным поток воздуха, проход щий через нее, обеспечивает дополнительное обеспыливание материала при его ссыпании с полки 18, возвращаемого из патрубка 10 самотеком.

Пылевоздушный поток, выход щий из патрубка 10 пневмоклассификатора 1, очищаетс  от твердых частиц в циклоне 28, а затем в пылеуловителе 27 со встречными закрученными потоками.

Тангенциальный патрубок 9 перечист- ной камеры 20 обеспечивает нар ду с завих- рителем потока 22 крутку газоматериальной смеси в перечистной камере и эффективную сепарацию крупных частиц. Мелка  фракци  материала (М), уловленна  сухой стадией очистки в аппаратах 27, 28,  вл етс  одним из продуктов классификации. Обеспыленный материал (К), со всех трех решеток ссыпаетс  в разгрузочный патрубок 6 и разгрузочным устройством 13 удал етс  из пневмоклассификатора.

Рекомендуема  скорость воздуха, выход щего из сопел 16, составл ет 50-150 м/с. Рекомендуема  температура воздуха, выход щего из сопел 16, составл ет - 50+1000°С и зависит от свойств обеспыливаемого материала .

Часть воздуха после сухой стадии очистки в аппаратах 27, 28 вентил тором 24 возвращаетс  в классификатор 1 через патрубок подвода воздуха 7, остальна  часть воздуха подвергаетс  доочистке в аппарате мокрой очистки газа 25 и выбрасываетс  в атмосферу. Таким образом, установка работает в полузамкнутом по воздуху контуре, что широко практикуетс  в такого рода процессах 3, 4.

В разработанном классификаторе процесс разделени  осуществл етс  в потоке воздуха с посто нной скоростью движени , и в нем можно эффективно разделить материал на два класса крупности.

Испытани  пневматического классификатора расчетной производительностью

2 т/ч были проведены в корпусе опытных установок ПО Уралкалий.

Угол наклона беспровальной распределительной решетки к горизонтали составл ет 40°, ее ширина 200 мм, длина 700 мм. Угол наклона жалюзийной решетки составл ет 50°, дополнительной жалюзийной решетки 50°, пересыпной полки 45°. Скорость потока

воздуха в сечении пневмоклассификатора составл ет 3-6 м/с. При разделении дробленой сильвинитовой руды исходной крупностью 0-6 мм и массовой долей влаги 0,8% достигнута эффективность классификации

84% по критерию Ханкока-Луйкена. Граница разделени  при этом составл ет 0,74 мм, а выход мелкого продукта - 42 %. При подаче исходного материала через оба загрузочных патрубка аппарат устойчиво и эффективно

работает с расходной концентрацией материала 5-6 кг/м3, при подаче исходного материала через один загрузочный патрубок с расходной концентрацией материала

3-4 кг/м-3.

Пневмоклассификатор найдет применение при обеспыливании дробленых калийных руд, флотоконцентратов, обеспыливании и охлаждении аммиачной

селитры и карбамида, идущих с грайбашен и т.д. Предварительна  экономическа  оценка показала, что себестоимость классификации сильвинитовой руды с массовой долей влаги 1,0% с одновременной ее сушкой до массовой доли влаги 0,3% в пневмок- лассификаторе производительностью 500 т/ч не превышает 15 коп/т (в ценах 1990 года).

Таким образом, использование изобретени  позвол ет повысить производительность в 1,3-1,5 раза в сравнении с известными конструкци ми поперечно-поточных пневмоклассификаторов, а также совместить процессы теплообмена в нем.

(56) Авторское свидетельство СССР № 988363, кл. В 07 В 4/00, 1983.

Авторское свидетельство СССР N 1222326, кл. В 07 В 4/04, 1986.

Филиппов В.А. Технологи  сушки и тер- моээроклассификации углей. - М.: Недра. 1987.-287с.

Мизонов В.Е., Ушаков С.Г. Аэродинами- ческа  классификации порошков. - М.: Хими , 1989, с. 160.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ КЛАССИФИКАТОР , включающий корпус с наклонной воздухораспределительнойрешеткой , установленную в корпусе наклонную жа- люзийную решетку с регулируемыми жалюзи , загрузочный и разгрузочный патрубки, патрубки подвода воздуха и отвода пылевоздушной смеси, отличающийс  тем, что, с целью повышени  производительности , он снабжен установленным над жалюзийной решеткой дополнительным загрузочным патрубком, дополнительным патрубком подвода воздуха, выполненным

   0

   5

   с кольцевыми коллекторами с соплами, охватывающими загрузочные патрубки, дополнительной жалюзийной решеткой с пересыпной полкой под ней и установленной над дополнительной жалюзийной решеткой перечистной камерой с двум  группами концентрических элементов, лопастным закручивателем между ними и осевым и тангенциальным патрубками отвода запыленного воздуха, при этом дополнительна  жалюзийна  решетка расположена перед патрубком отвода запыленного воздуха и наклонена в сторону, противоположную наклону основной жалюзийной решетки.

   Ю

   м+в

   те

   6

   7J

   Фиг.1

   х

   -ф

   №

   4J

   со

   4.