RU2263545C1 - Material treatment process - Google Patents
Material treatment process Download PDFInfo
- Publication number
- RU2263545C1 RU2263545C1 RU2004107441/03A RU2004107441A RU2263545C1 RU 2263545 C1 RU2263545 C1 RU 2263545C1 RU 2004107441/03 A RU2004107441/03 A RU 2004107441/03A RU 2004107441 A RU2004107441 A RU 2004107441A RU 2263545 C1 RU2263545 C1 RU 2263545C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- washing
- washing liquid
- working fluid
- liquid
- processed material
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Cleaning By Liquid Or Steam (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам обработки различных материалов, использующим воздействие на обрабатываемый материал факторов, сопровождающих мощный электрический разряд в воде (электрогидравлический (ЭГ) эффект).The invention relates to methods for processing various materials using the effects on the material being processed of factors accompanying a powerful electric discharge in water (electro-hydraulic (EH) effect).
Известен способ ЭГ обработки металлургических шлаков для выделения из них металлов, состоящий в том, что обрабатываемый материал загружается в бункер, под действием собственного веса перемещается в заполненную водой зону разрядных электродов и подвергается ЭГ обработке [1]. Известный способ не нашел промышленного применения из-за низкой производительности и высокой энергоемкости не только при дроблении шлаков, но и при обработке любого другого минерального сырья, содержащего растворимые соединения, а также пористых материалов. К такому сырью относятся металлургические отходы, отдельные виды руды, гравийно-песчаная масса из засушливых регионов, старый кирпич или бетон, многие виды волокнистых материалов.There is a method of EG processing of metallurgical slag for the separation of metals from them, consisting in the fact that the processed material is loaded into the hopper, under the action of its own weight is moved into the zone of discharge electrodes filled with water and subjected to EG processing [1]. The known method has not found industrial application because of the low productivity and high energy intensity, not only in the crushing of slag, but also in the processing of any other mineral raw materials containing soluble compounds, as well as porous materials. Such raw materials include metallurgical waste, certain types of ore, gravel and sand mass from arid regions, old brick or concrete, many types of fibrous materials.
Известен также способ ЭГ обработки материалов, преимущественно сельскохозяйственных продуктов, состоящий в том, что материал, подлежащий обработке, помещается между двумя сетчатыми транспортерами, загружается в рабочую жидкость, заполняющую камеру для ЭГ обработки, и проходит последовательно над искровыми разрядными промежутками между электродами, где и подвергается ЭГ обработке. Рабочая жидкость подается в ванну через входной штуцер и, проходя в противотоке к обрабатываемому материалу, выходит через выходной штуцер [2].There is also a method of EG processing of materials, mainly agricultural products, consisting in the fact that the material to be processed is placed between two mesh conveyors, loaded into the working fluid filling the chamber for EG processing, and passes sequentially above the spark discharge gaps between the electrodes, where and subjected to EG processing. The working fluid is supplied to the bath through the inlet fitting and, passing in countercurrent to the processed material, exits through the outlet fitting [2].
Недостатком указанных способов является низкая производительность, обусловленная высокой энергоемкостью процесса. Осуществить искровой разряд в рабочей жидкости, быстро приобретающей высокую электропроводность из-за растворения в ней содержащихся в обрабатываемых материалах солей и растительных кислот, можно только при очень коротких искровых межэлектродных промежутках. Объем зоны воздействия технологически полезных факторов, сопровождающих искровой разряд в жидкости, пропорционален кубу длины искрового промежутка между электродами, и при коротких промежутках он очень невелик. При попытке поднять производительность, увеличивая длину межэлектродного промежутка, проводящий канал в жидкости не образуется и энергия, запасаемая в конденсаторах, подключенных к электродам, вместо того, чтобы расходоваться на образование кратковременного, но мощного взрыва, сравнительно медленно рассеивается в межэлектродном промежутке, лишь незначительно нагревая рабочую жидкость и не создавая никакого технологически полезного эффекта. При попытке обеспечить нормальный пробой длинного межэлектродного промежутка в высокопроводящей воде посредством увеличения рабочего напряжения свыше уровня в 50 кВ усложняется и удорожается система электропитания ЭГ установки. Данную проблему можно решить, если предварительно удалить из обрабатываемого материала вещества, которые, переходя в рабочую жидкость ЭГ установки, повышают ее проводимость.The disadvantage of these methods is the low productivity due to the high energy intensity of the process. It is possible to carry out a spark discharge in a working fluid that quickly acquires high electrical conductivity due to the dissolution of salts and plant acids contained in the processed materials in it, only with very short spark gap. The volume of the zone of influence of technologically useful factors accompanying a spark discharge in a liquid is proportional to the cube of the length of the spark gap between the electrodes, and at short intervals it is very small. When trying to increase productivity by increasing the length of the interelectrode gap, the conductive channel is not formed in the liquid and the energy stored in the capacitors connected to the electrodes, instead of being spent on the formation of a short-term, but powerful explosion, is relatively slowly dissipated in the interelectrode gap, only slightly heating working fluid and without creating any technologically beneficial effect. When trying to ensure a normal breakdown of a long interelectrode gap in highly conductive water by increasing the operating voltage above a level of 50 kV, the power supply system of the EG installation becomes more complicated and more expensive. This problem can be solved by first removing substances from the processed material that, passing into the working fluid of the plant EG, increase its conductivity.
Известен способ обработки материала (гравийно-песчаной смеси для заполнителей тяжелого бетона), заключающийся в том, что обрабатываемый материал подвергают промывке, удалению промывочной жидкости (обезвоживанию) и обработке [3]. Цель промывки гравийно-песчаной смеси состоит в максимальном снижении глинистых частиц в щебне для заполнения тяжелых бетонов. Однако известный способ не обеспечивает высокого качества обработанного материала, так как при механическом дроблении получается значительное количество зерен щебня, имеющих крайне нежелательную пластинчатую или игловидную форму.A known method of processing a material (gravel-sand mixture for aggregates of heavy concrete), which consists in the fact that the processed material is subjected to washing, removing washing liquid (dehydration) and processing [3]. The purpose of washing the gravel and sand mixture is to minimize the clay particles in the gravel to fill heavy concrete. However, the known method does not provide high quality processed material, since mechanical crushing produces a significant number of grains of gravel having an extremely undesirable lamellar or needle-shaped shape.
Техническим результатом предлагаемого технического решения является повышение качества обработанного материала при высокой производительности процесса. Высокое качество обработки достигается за счет применения ЭГ воздействия на обрабатываемый материал, а высокая производительность, позволяющая конкурировать с другими методами, обеспечивается посредством снижения энергоемкости за счет увеличения объема зоны электрогидравлического воздействия.The technical result of the proposed technical solution is to improve the quality of the processed material with high process performance. High processing quality is achieved through the use of EG effects on the material being processed, and high productivity, allowing to compete with other methods, is achieved by reducing energy intensity by increasing the volume of the electro-hydraulic impact zone.
Данный технический результат достигается за счет того, что при осуществлении известного способа, согласно которому обрабатываемый материал подвергают промывке, удалению промывочной жидкости и обработке, причем промывку осуществляют промывочной жидкостью с удельной проводимостью до 2·10-1 (Ом·м)-1 и температурой 0...50°С, выдерживают обрабатываемый материал в промывочной жидкости до полного влагонасыщения, при этом после удаления промывочной жидкости обрабатываемый материал помещают в рабочую жидкость и обработку осуществляют путем электрогидравлического воздействия при начальной амплитуде напряжения 0,4...1,0 кВ на 1 мм длины межэлектродного промежутка.This technical result is achieved due to the fact that in the implementation of the known method, according to which the processed material is subjected to washing, removing the washing liquid and processing, and the washing is carried out with a washing liquid with a specific conductivity of up to 2 · 10 -1 (Ohm · m) -1 and temperature 0 ... 50 ° C, the processed material is kept in the washing liquid until completely saturated, while after removing the washing liquid the processed material is placed in the working liquid and the treatment is carried out by trogidravlicheskogo exposure at the initial amplitude voltage of 0.4 ... 1.0 kV per 1 mm length of the interelectrode gap.
Кроме того, при промывке обрабатываемый материал дополнительно перемешивают.In addition, when washing the processed material is additionally mixed.
Кроме того, промывку обрабатываемого материала осуществляют путем его орошения промывочной жидкостью.In addition, the washing of the processed material is carried out by irrigation with a washing liquid.
Кроме того, промывку обрабатываемого материала осуществляют путем его погружения в промывочную жидкость.In addition, the washing of the processed material is carried out by immersion in the washing liquid.
Кроме того, в качестве промывочной жидкости используют водный раствор поверхностно-активного вещества.In addition, an aqueous solution of a surfactant is used as the washing liquid.
Кроме того, в качестве промывочной жидкости используют смесь воды и органического растворителя, например, из группы спиртов или ароматических углеводородов.In addition, a mixture of water and an organic solvent, for example, from the group of alcohols or aromatic hydrocarbons, is used as a washing liquid.
Кроме того, в качестве рабочей жидкости используют водный раствор поверхностно-активного вещества.In addition, an aqueous solution of a surfactant is used as the working fluid.
Кроме того, в качестве рабочей жидкости используют смесь воды и органического растворителя.In addition, a mixture of water and an organic solvent is used as the working fluid.
Кроме того, в качестве промывочной жидкости используют отработанную в ходе электрогидравлической обработки рабочую жидкость.In addition, the working fluid worked out during electro-hydraulic treatment is used as a washing liquid.
По ходу описания применяются термины "промывочная жидкость" и "рабочая жидкость". "Промывочная жидкость" - это жидкость, которая используется для промывки и насыщения обрабатываемого материала. "Рабочая жидкость" - это жидкость, в которой непосредственно осуществляется процесс ЭГ обработки, то есть через которую проходят разряды. При осуществлении предложенного способа эти жидкости находятся в разных емкостях (камерах, ваннах). Чаще всего основой этих жидкостей является вода, но в некоторых случаях, особенно при обработке растительного или животного сырья, могут использоваться и другие жидкости. Это могут быть водные растворы поверхностно-активных веществ, либо органические растворители: спирты, ароматические углеводороды, хлорорганические соединения и т.п., либо их смеси с водой.Throughout the description, the terms “flushing fluid” and “working fluid” are used. A “flushing fluid” is a fluid that is used to flush and saturate the material being treated. A "working fluid" is a fluid in which the EG treatment process is directly carried out, that is, through which discharges pass. When implementing the proposed method, these liquids are in different containers (chambers, bathtubs). Most often, the basis of these liquids is water, but in some cases, especially when processing plant or animal raw materials, other liquids can be used. It can be aqueous solutions of surfactants, or organic solvents: alcohols, aromatic hydrocarbons, organochlorine compounds, etc., or mixtures thereof with water.
Технический результат достигается за счет того, что промывка материала удаляет с его поверхности большую часть солей и других соединений, которые, в случае растворения в рабочей жидкости ЭГ установки, затруднили бы протекание искрового разряда в оптимальном с точки зрения энергозатрат режиме. Если удельная проводимость промывочной жидкости не превышает 2·10-1 (Ом·м)-1, то остатки промывочной жидкости, попадая вместе с материалом в ЭГ установку, не ухудшают характеристики рабочей жидкости.The technical result is achieved due to the fact that washing the material removes most of the salts and other compounds from its surface, which, if dissolved in the working fluid of the EG unit, would make it difficult for the spark to flow in an optimal mode from the point of view of energy consumption. If the specific conductivity of the washing liquid does not exceed 2 · 10 -1 (Ohm · m) -1 , then the residual washing liquid, entering the EG unit together with the material, does not impair the performance of the working fluid.
Кроме того, благодаря тому, что материал при промывке выдерживают в промывочной жидкости до полного насыщения, эффективность действия ударной волны на такие пористые материалы, как кирпичные и бетонные отходы, растительные волокна и солома, значительно повышается, то есть, повышается производительность процесса. Экспериментально установлено, что за время выдержки обеспечивается полное растворение и удаление из материала нежелательных солей и соединений во всем технически целесообразном диапазоне температур промывочной воды (≈0...50°С). Нижний предел температур ограничен точкой замерзания воды, верхний - началом деструктивных процессов, развивающихся в органическом сырье под воздействием высокой температуры.In addition, due to the fact that the material during washing is kept in the washing liquid until it is completely saturated, the effectiveness of the shock wave on porous materials such as brick and concrete waste, plant fibers and straw, is significantly increased, that is, the process productivity is increased. It was experimentally established that during the exposure time, the complete dissolution and removal of undesirable salts and compounds from the material is ensured in the entire technically feasible temperature range of washing water (≈0 ... 50 ° С). The lower temperature limit is limited by the freezing point of water, the upper - by the beginning of destructive processes developing in organic raw materials under the influence of high temperature.
Проведение обработки при начальной амплитуде напряжения U на межэлектродном промежутке 0,4...1,0 кВ на 1 мм длины межэлектродного промежутка L обеспечивает высокую производительность процесса, так как при этом длина работоспособного межэлектродного промежутка в жидкости при оптимальных для ЭГ обработки напряжениях наиболее велика, а следовательно, наибольшим будет и объем зоны ЭГ воздействия. При U/L<0,4 кВ/мм проводящий канал не образуется даже в жидкости с очень низкой проводимостью. При U/L>1 кВ/мм обработка возможна в рабочей жидкости с большой удельной проводимостью, но из-за малой длины межэлектродного зазора объем зоны ЭГ воздействия и, соответственно, производительность, сильно снижаются. Повышение же рабочего напряжения удорожает ЭГ установку и увеличивает ее габариты.Processing at the initial voltage amplitude U at the interelectrode gap of 0.4 ... 1.0 kV per 1 mm of the length of the interelectrode gap L provides high performance of the process, since the length of the operable interelectrode gap in the liquid at the optimal voltage for EG processing is greatest and, consequently, the volume of the EG impact zone will be the largest. At U / L <0.4 kV / mm, a conductive channel is not formed even in a liquid with very low conductivity. At U / L> 1 kV / mm, treatment is possible in a working fluid with a large conductivity, but due to the small length of the interelectrode gap, the volume of the EG zone of influence and, accordingly, productivity, are greatly reduced. An increase in operating voltage makes the EG installation more expensive and increases its dimensions.
Дополнительное перемешивание материала во время предварительной обработки ускоряет насыщение материала промывочной жидкостью и растворение нежелательных солей и соединений.Additional mixing of the material during pre-treatment accelerates the saturation of the material with washing liquid and the dissolution of undesirable salts and compounds.
Промывка обрабатываемого материала посредством его орошения промывочной жидкостью целесообразна при обработке волокнистых материалов растительного происхождения, поскольку при этом не остается непромытых участков.Rinsing of the processed material by irrigation with washing liquid is advisable when processing fibrous materials of plant origin, since there are no unwashed areas.
Промывка обрабатываемого материала посредством его погружения в промывочную жидкость целесообразна при обработке кусковых материалов, например горных пород или отходов бетона, поскольку при этом достигается более полное насыщение пор материала жидкостью.Rinsing the processed material by immersing it in the washing liquid is advisable when processing bulk materials, for example rocks or concrete waste, since more complete saturation of the pores of the material with liquid is achieved.
Использование в качестве промывочной жидкости водного раствора поверхностно-активного вещества улучшает смачивание поверхности обрабатываемого материала, и, тем самым, удаление солевых загрязнений, а также снижает энергозатраты на дробление.The use of an aqueous solution of a surfactant as a washing liquid improves the wetting of the surface of the processed material, and, thereby, the removal of salt contaminants, and also reduces the energy consumption for crushing.
Использование в качестве промывочной жидкости смеси воды и органического растворителя способствует повышению производительности процесса, если его целью является удаление жировых загрязнений с поверхности материала, либо экстракция плохо растворимых в воде веществ.The use of a mixture of water and an organic solvent as a washing liquid helps to increase the productivity of the process, if its goal is to remove grease from the surface of the material, or to extract substances that are poorly soluble in water.
Использование в качестве рабочей жидкости водного раствора поверхностно-активного вещества снижает энергозатраты на дробление.The use of an aqueous solution of a surfactant as a working fluid reduces the energy consumption for crushing.
Использование в качестве рабочей жидкости смеси воды и органического растворителя повышает производительность процесса, если его целью является удаление жировых загрязнений с поверхности материала, а при экстракции плохо растворимых в воде веществ является единственным способом осуществления процесса.The use of a mixture of water and an organic solvent as a working fluid increases the productivity of the process, if its purpose is to remove fatty contaminants from the surface of the material, and when extracting substances poorly soluble in water, this is the only way to carry out the process.
Использование в качестве промывочной жидкости отработанной в ходе электрогидравлической обработки рабочей жидкости снижает потребление дефицитной низкопроводящей жидкости.The use of working fluid worked out during electro-hydraulic treatment as a washing liquid reduces the consumption of scarce low-conductive liquid.
Существо предложенного способа иллюстрируется чертежами.The essence of the proposed method is illustrated by drawings.
На фиг.1 в качестве примера реализации предложенного способа в конкретном устройстве представлен чертеж ЭГ установки для обработки кусковых материалов, например для дробления горных пород, с предварительной промывкой материала посредством его погружения в промывочную жидкость.Figure 1 as an example of the implementation of the proposed method in a particular device shows a drawing of the EG installation for processing bulk materials, for example for crushing rocks, with preliminary washing of the material by immersion in the washing liquid.
На фиг.2 в качестве другого примера реализации предложенного способа в конкретном устройстве представлен чертеж ЭГ установки для обработки волокнистых материалов, например льна, конопли или шерсти, с предварительной промывкой материала посредством его орошения промывочной жидкостью.Figure 2, as another example of the implementation of the proposed method in a particular device, is a drawing of an EG of a plant for processing fibrous materials, for example flax, hemp or wool, with preliminary washing of the material by irrigation with a washing liquid.
Согласно схеме процесса, представленной на фиг.1, обрабатываемый материал 7, например валунно-гравийная смесь, загружается в корпус 2 устройства для промывки 3, заполненный проточной промывочной жидкостью 4. Экспериментально установлено, что положительный эффект от промывки достигается если удельная проводимость промывочной жидкости не превышает 2·10-1 (Ом·м)-1.According to the process diagram shown in Fig. 1, the processed material 7, for example, boulder-gravel mixture, is loaded into the housing 2 of the washing device 3, filled with flowing washing liquid 4. It has been experimentally established that a positive effect of washing is achieved if the specific conductivity of the washing liquid is not exceeds 2 · 10 -1 (Ohm · m) -1 .
После того как содержащиеся на поверхности обрабатываемого материала растворимые химические соединения, например пыль, содержащая минеральные удобрения или соль, растворятся в промывочной жидкости 4, обрабатываемый материал 7 извлекают из промывочного устройства посредством ковшового конвейера 5 и удаляют промывочную жидкость 4. Время промывки должно быть достаточным для растворения указанных соединений. Оно уменьшается с повышением температуры промывочной жидкости и с повышением интенсивности перемешивания обрабатываемого материала при промывке. Время промывки должно быть также достаточно для полного насыщения обрабатываемого материала промывочной жидкостью. Под термином "полное насыщение" подразумевается такое состояние обрабатываемого материала, когда дальнейшее выдерживание его в жидкости, уже не приводит к заметному (более чем на 20%) увеличению влагосодержания. Количество загружаемого в корпус 2 обрабатываемого материала М должно быть не менее требуемого времени промывки Т, помноженного на производительность ЭГ установки П. Например, если требуемое время промывки Т=0,5 часа, а производительность ЭГ установки П=10 т/час, то в корпусе 2 должно постоянно находиться не менее Т×П=0,5×10=5 т обрабатываемого материала.After the soluble chemical compounds contained on the surface of the material to be treated, for example dust containing mineral fertilizers or salt, are dissolved in the washing liquid 4, the processed material 7 is removed from the washing device by means of a bucket conveyor 5 and the washing liquid 4 is removed. The washing time should be sufficient for dissolving these compounds. It decreases with increasing temperature of the washing liquid and with increasing intensity of mixing of the processed material during washing. The washing time should also be sufficient to completely saturate the processed material with the washing liquid. The term "complete saturation" means a state of the processed material when its further keeping in the liquid no longer leads to a noticeable (more than 20%) increase in moisture content. The amount of processed material M loaded into the housing 2 must be at least the required washing time T, multiplied by the performance of the EG of the installation P. For example, if the required washing time is T = 0.5 hours, and the performance of the EG of the installation is P = 10 t / h, then case 2 must always be at least T × P = 0.5 × 10 = 5 tons of the processed material.
На представленном примере промывочная жидкость 4 удаляется за счет того, что сама стекает обратно в корпус 2 через предусмотренные для этого отверстия 6 в ковшах 7 конвейера 5. При использовании предложенного способа для обработки сельскохозяйственных продуктов промывочная жидкость 4 может также удаляться посредством отжима промытого обрабатываемого материала 1 между валками (фиг.2) или центрифугированием. Для реализации предложенного способа промытый обрабатываемый материал не требуется обезвоживать досуха. После указанных выше в качестве примера приемов удаления промывочной жидкости ее содержание в обрабатываемом материале становится во много раз меньше того количества рабочей жидкости, которое требуется для ЭГ обработки этого количества материала. Поэтому, смешиваясь с рабочей жидкостью, остатки промывочной жидкости не повышают значительным образом ее проводимости.In the presented example, the washing liquid 4 is removed due to the fact that it flows back into the housing 2 through the holes 6 provided for this in the buckets 7 of the conveyor 5. When using the proposed method for processing agricultural products, the washing liquid 4 can also be removed by squeezing the washed material 1 between the rolls (figure 2) or centrifugation. To implement the proposed method, the washed processed material does not need to be dehydrated to dryness. After the above-mentioned, as an example, methods for removing the washing liquid, its content in the processed material becomes many times smaller than the amount of working fluid required for the EG processing of this amount of material. Therefore, mixing with the working fluid, the remnants of the washing fluid do not significantly increase its conductivity.
Далее обрабатываемый материал поступает в устройство для ЭГ обработки 8. В примере, представленном на фиг.1, это ЭГ дробилка, содержащая заполненную рабочей жидкостью 9 камеру (корпус) 10, высоковольтный рабочий электрод 11, низковольтный электрод, в качестве которого используется решетка 12, и конвейер 13 для удаления готового продукта. Между рабочим электродом 11 и заземленной решеткой 12 прикладывается импульсное высокое напряжение, начальная амплитуда которого составляет 0,4...1,0 кВ на 1 мм длины межэлектродного промежутка.Next, the processed material enters the device for EG processing 8. In the example shown in Fig. 1, this is an EG crusher containing a chamber (housing) 10 filled with a working fluid 9, a high-voltage working electrode 11, a low-voltage electrode, which is used as a grid 12, and a conveyor 13 for removing the finished product. A pulse high voltage is applied between the working electrode 11 and the grounded grid 12, the initial amplitude of which is 0.4 ... 1.0 kV per 1 mm of the length of the interelectrode gap.
Поскольку ЭГ обработка почти всегда вызывает дробление или расщепление обрабатываемого материала, содержащиеся в толще материала растворимые соединения переходят в рабочую жидкость. Поэтому проводимость рабочей жидкости постепенно увеличивается и, когда она достигнет примерно 7·10-2 (Ом·м)-1, нормальное развитие, завершающееся образованием проводящего канала и мощным взрывом, получает примерно только половина разрядов, производительность установки существенно снижается и рабочую жидкость необходимо заменять. Обычно смена рабочей жидкости производится непрерывно, причем пригодность рабочей жидкости определяется посредством контроля ее удельной проводимости.Since EG treatment almost always causes crushing or splitting of the processed material, the soluble compounds contained in the bulk of the material pass into the working fluid. Therefore, the conductivity of the working fluid gradually increases, and when it reaches about 7 · 10 -2 (Ohm · m) -1 , normal development, culminating in the formation of a conductive channel and a powerful explosion, receives only about half of the discharges, the performance of the installation is significantly reduced, and the working fluid is necessary replace. Typically, the change of the working fluid is carried out continuously, and the suitability of the working fluid is determined by monitoring its conductivity.
Поскольку максимально допустимая проводимость рабочей жидкости меньше, чем максимально допустимая проводимость промывочной жидкости, такая отработавшая в разрядной части ЭГ установки рабочая жидкость еще может быть эффективно использована для промывки сырья. Это существенно сокращает общий расход жидкости для обработки.Since the maximum permissible conductivity of the working fluid is less than the maximum permissible conductivity of the flushing fluid, such a working fluid spent in the discharge part of the EG unit can still be effectively used for washing the raw materials. This significantly reduces the total flow rate of the treatment fluid.
В представленной в качестве примера ЭГ дробилке отработавшая рабочая жидкость 9, использованная в качестве рабочей жидкости, по трубопроводу 14 перекачивается насосом 15 в корпус 2 промывочного устройства 3. Если ЭГ обработка применяется для мойки, использование этого приема нецелесообразно, так как увеличит загрязнение сырья.In the exemplary EG crusher, the spent working fluid 9, used as the working fluid, is pumped through a pipe 14 to a housing 2 of the washing device 3 by a
При реализации предложенного способа в установке для обработки растительного сырья используется другой набор оборудования (фиг.2). Предварительно разрыхленный обрабатываемый материал 1, например лен или конопля, по лотку 16 широкой лентой подается на конвейер 17 для промывки. Лента 18 конвейера 17 для обеспечения беспрепятственного стока промывочной жидкости 4 выполняется, например, из сетки. В начале конвейера 17, над ним, установлено орошающее устройство 19, разбрызгивающее жидкость 4 на обрабатываемый материал 1. Проходя через слой материала 1, жидкость 4 растворяет находящиеся на его поверхности соли и другие растворимые соединения, большей частью это следы минеральных удобрений, и, просачиваясь через сетчатую ленту 18 конвейера 17, стекает в корпус 2. Попутно происходит насыщение материала промывочной жидкостью.When implementing the proposed method in the installation for processing vegetable raw materials, a different set of equipment is used (figure 2). Pre-loosened processed material 1, for example flax or hemp, is fed through a
Применительно к волокнистым материалам растительного происхождения время нахождения сырья на конвейере 17 под орошающим устройством 19 должно составлять 1...20 минут. При меньшем времени не удается хорошо промыть сырье, тем более что повышение напора промывочной жидкости приводит к вымыванию сырья с ленты 18. При большем, чем 30 минут времени промывки сырья, возможна потеря прочности волокон, что приводит к их недопустимому укорачиванию в ходе ЭГ обработки.In relation to fibrous materials of plant origin, the residence time of the raw materials on the conveyor 17 under the
Длина орошающего устройства 19, измеренная вдоль конвейера 17, меньше длины конвейера 17. Поэтому после выхода обрабатываемого материала 1 из-под струй 20 жидкости 4 он освобождается от этой жидкости, так как она имеет возможность свободно стекать через сетчатую ленту 18 конвейера 17. Для сокращения длины конвейера 17, в конце него установлен валик 21, дополнительно отжимающий жидкость 4 из материала 1. В полном удалении жидкости 4, например, посредством высушивания, нет необходимости. Также нет необходимости в рыхлении материала 1 после отжима, так как он будет все равно разрыхлен при ЭГ обработке. Далее, масса материала 1, подвергшегося предварительной обработке, поступает в камеру 10 для ЭГ обработки.The length of the
В качестве промывочной жидкости в описанном процессе целесообразно использовать не чистую воду, а водные растворы поверхностно-активных веществ, не увеличивающих проводимость раствора. Аналогично примеру, изображенному на фиг.1, в качестве промывочной жидкости 4 можно использовать отработавшую в электрогидравлической установке рабочую жидкость 9. Для этого отработавшая жидкость 9 с выходного конца камеры 10 насосом 15 подается на вход орошающего устройства 19.As a washing liquid in the described process, it is advisable to use not pure water, but aqueous solutions of surfactants that do not increase the conductivity of the solution. Similarly to the example shown in FIG. 1, the working fluid 9 spent in the electro-hydraulic installation can be used as the washing liquid 4. For this, the spent liquid 9 is supplied from the outlet end of the
Подвергнутый промывке обрабатываемый материал не только освобождается от большей части поверхностных загрязнений, в том числе от растворимых солей и соединений, но и насыщается жидкостью, а также размачивается. Из материала вытесняются воздушные пузырьки, поглощающие ЭГ ударную волну и снижающие тем самым кпд ЭГ обработки. Размачивание также снижает энергозатраты на ЭГ обработку. Суммарный эффект от удаления воздуха и предварительного размачивания выражается приблизительно в 13...18-процентном увеличении производительности ЭГ процесса.The processed material subjected to washing is not only freed from most of the surface contaminants, including soluble salts and compounds, but is also saturated with liquid and also soaked. Air bubbles are displaced from the material, which absorb the EG shock wave and thereby reduce the efficiency of EG processing. Soaking also reduces energy costs for EG processing. The total effect of air removal and pre-soaking is expressed in approximately 13 ... 18 percent increase in the performance of the EG process.
Промывочная жидкость 4 работает либо по открытому циклу, когда после предварительной обработки материала 1 она удаляется из установки, либо, как показано на фиг.2, по замкнутому циклу с частичным освежением на каждом обороте.The washing liquid 4 operates either in an open cycle, when after preliminary processing of the material 1 it is removed from the installation, or, as shown in Fig. 2, in a closed cycle with partial refreshment at each revolution.
Разработка предложенного способа была основана на следующих экспериментально установленных фактах.The development of the proposed method was based on the following experimentally established facts.
Первый состоит в том, что для большинства технологических применений ЭГ эффекта не требуется высокой плотности энергии ударной волны. Поэтому для повышения производительности процесса объем зоны действия ударной волны, то есть длина искры, должны быть как можно больше, несмотря на то, что при этом линейная плотность энергии ударной волны снижается.The first is that for most technological applications of the EG effect, a high energy density of the shock wave is not required. Therefore, in order to increase the productivity of the process, the volume of the shock wave zone, that is, the length of the spark, should be as large as possible, despite the fact that the linear energy density of the shock wave is reduced.
Второй состоит в том, что получение достаточно длинных (50...120 мм) искр при технически целесообразной сравнительно невысокой (≈ 50 кВ) начальной амплитуде напряжения возможно только при низкой (не свыше 7·10-2 (Ом·м)-1) проводимости рабочей жидкости. Указанные цифры в пересчете на единицу длины межэлектродного промежутка соответствуют начальной амплитуде напряжения в 0,4...1,0 кВ/мм.The second is that obtaining sufficiently long (50 ... 120 mm) sparks with a technically feasible relatively low (≈ 50 kV) initial voltage amplitude is possible only at low (not more than 7 · 10 -2 (Ohm · m) -1 ) conductivity of the working fluid. These figures, calculated per unit length of the interelectrode gap, correspond to an initial voltage amplitude of 0.4 ... 1.0 kV / mm.
Третий состоит в том, что проведенные автором измерения показали, что вода с низкой электропроводностью, пригодная для электрогидравлических установок, имеется далеко не везде. Подземные воды составляют значительную часть не только Российских, но и общемировых источников пресной воды. Практически всегда они сильно минерализованы и имеют высокую электропроводность. Поверхностная вода из многих озер и нижних участков течения рек обычно также имеет высокую электропроводность. Вода из указанных источников либо совсем не пригодна для ЭГ установок, либо теряет пригодность при ничтожно малом добавлении солей из обрабатываемого материала.The third is that the measurements made by the author showed that water with low electrical conductivity, suitable for electro-hydraulic installations, is not everywhere. Groundwater makes up a significant part of not only Russian, but also global sources of fresh water. Almost always, they are highly mineralized and have high electrical conductivity. Surface water from many lakes and lower sections of the river usually also has high electrical conductivity. Water from these sources is either completely unsuitable for EG installations, or loses its suitability with a negligible addition of salts from the processed material.
Поэтому обеспечение ЭГ установок особо пресной водой с низкой электропроводностью в объемах до нескольких тысяч кубометров в сутки является весьма серьезной проблемой.Therefore, the provision of EG installations with particularly fresh water with low electrical conductivity in volumes up to several thousand cubic meters per day is a very serious problem.
Четвертый состоит в том, что предварительная промывка материала даже высокопроводящей жидкостью, гораздо более доступной, все же уменьшает количество растворимых веществ и соединений, вносимых материалом в рабочую жидкость ЭГ установки, увеличивая тем самым продолжительность использования и, снижая общий расход рабочей жидкости с низкой электропроводностью, которую зачастую приходится готовить специально.Fourth, pre-flushing the material with even a highly conductive liquid, which is much more accessible, nevertheless reduces the amount of soluble substances and compounds introduced into the working fluid of the EG installation, thereby increasing the duration of use and reducing the total flow rate of the working fluid with low electrical conductivity, which often has to be prepared on purpose.
Пятый состоит в том, что нет необходимости в полном удалении высокопроводящей промывочной жидкости из промытого материала - достаточно обеспечить ее свободное стекание в течение времени, порядка времени промывки.The fifth is that there is no need to completely remove the highly conductive washing liquid from the washed material - it is enough to ensure its free draining over time, on the order of the washing time.
Шестой факт состоит в том, что рабочая жидкость, уже непригодная по своей удельной проводимости для использования в ЭГ установке, тем не менее, может быть эффективно использована в качестве жидкости для предварительной обработки. Седьмой состоит в том, что предварительное насыщение пористого материала жидкостью снижает затухание ударной волны в материале и повышает тем самым производительность процесса на 6...9% для старого кирпича и бетона, и на 13...17% для волокнистых материалов, таких как лен, конопля, джут. Повышение производительности процесса косвенно означает также снижение расхода рабочей жидкости.The sixth fact is that the working fluid, which is no longer suitable for its specific conductivity for use in an EG installation, can nevertheless be effectively used as a pretreatment fluid. The seventh is that the preliminary saturation of the porous material with liquid reduces the attenuation of the shock wave in the material and thereby increases the productivity of the process by 6 ... 9% for old brick and concrete, and by 13 ... 17% for fibrous materials, such as flax, hemp, jute. An increase in process productivity also indirectly means a decrease in the flow rate of the working fluid.
Пример использования предложенного способа в ЭГ установке для обработки волокон льна с целью их расщепления на более ценные и мягкие элементарные волокна.An example of using the proposed method in an EG installation for processing flax fibers with the aim of splitting them into more valuable and softer elementary fibers.
В качестве промывочной и рабочей жидкостей используется вода. Удельная проводимость промывочной воды на входе в орошающее устройство - 2·10-1 (Ом·м)-1. После обработки при расходе 20 литров на килограмм сырья ее удельная проводимость увеличивается до 3·10-1 (Ом·м)-1. После удаления основной части промывочной воды посредством свободного стекания с сырьевой массы, содержание ее остатков составляет 2 литра на килограмм сухого сырья. При загрузке промытой сырьевой массы в камеру для ЭГ обработки с водой проводимостью 1·10-2 (Ом·м)-1 в количестве 20 литров воды на 1 кг сырья проводимость воды увеличивается до 4·10-2 (Ом·м)-1. Такая вода еще может без замены использоваться в ЭГ установке в течение времени, достаточного для обработки всей загруженной порции материала, который продолжает выделять растворимые вещества в ходе обработки. При этом обеспечивается гарантированное развитие искровых пробоев в диапазоне изменения начальной амплитуды напряжения 0,4...1,0 кВ/мм длины межэлектродного зазора. Если же в воду с той же исходной проводимостью поместить непромытое сырье, то ее проводимость возрастет до 1,1·10-2 (Ом·м)-1, то есть она станет непригодной для ЭГ установки. Ее потребуется либо заменить, либо разбавить свежей водой, то есть осуществить ту же промывку, но более дефицитной жидкостью.Water is used as flushing and working fluids. The specific conductivity of the wash water at the entrance to the irrigation device is 2 · 10 -1 (Ohm · m) -1 . After processing at a flow rate of 20 liters per kilogram of raw materials, its specific conductivity increases to 3 · 10 -1 (Ohm · m) -1 . After removing the main part of the wash water by free draining from the raw material mass, the content of its residues is 2 liters per kilogram of dry raw material. When loading the washed raw material into the chamber for EG treatment with water with a conductivity of 1 · 10 -2 (Ohm · m) -1 in the amount of 20 liters of water per 1 kg of raw material, the conductivity of the water increases to 4 · 10 -2 (Ohm · m) -1 . Such water can still be used without replacement in the EG installation for a time sufficient to process the entire loaded portion of the material, which continues to release soluble substances during processing. This ensures the development of spark breakdowns in the range of changes in the initial voltage amplitude of 0.4 ... 1.0 kV / mm of the length of the interelectrode gap. If you place unwashed raw materials in water with the same initial conductivity, then its conductivity will increase to 1.1 · 10 -2 (Ohm · m) -1 , that is, it will become unsuitable for the EG installation. It will either need to be replaced or diluted with fresh water, that is, to carry out the same washing, but with a more scarce liquid.
Источники информации.Information sources.
1. Л.А.Юткин. Электрогидравлический эффект и его применение в промышленности. Л.: Машиностроение, 1986, стр. 195.1. L.A. Yutkin. Electro-hydraulic effect and its application in industry. L .: Engineering, 1986, p. 195.
2. А. с. СССР №298168. Машина для очистки твердых, волокнистых и эластичных материалов. - Л.А.Юткин, Л.И.Гольцова, - Заявлено 23.06.65.2. A. p. USSR No. 298168. Machine for cleaning hard, fibrous and elastic materials. - L.A. Yutkin, L.I. Goltsova, - Declared 06.23.65.
3. Патент СССР №1822400 от 15.06.93, МПК С 04 В 20/10.3. USSR patent No. 1822400 of 06.15.93, IPC C 04
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004107441/03A RU2263545C1 (en) | 2004-03-15 | 2004-03-15 | Material treatment process |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004107441/03A RU2263545C1 (en) | 2004-03-15 | 2004-03-15 | Material treatment process |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2004107441A RU2004107441A (en) | 2005-10-10 |
| RU2263545C1 true RU2263545C1 (en) | 2005-11-10 |
Family
ID=35850606
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004107441/03A RU2263545C1 (en) | 2004-03-15 | 2004-03-15 | Material treatment process |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2263545C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2670126C1 (en) * | 2015-02-27 | 2018-10-18 | Зельфраг Аг | Method (variants) and devices for unit crushing and/or loosening of loose material by means of high-voltage discharges |
| US10730054B2 (en) | 2015-02-27 | 2020-08-04 | Selfrag Ag | Method and device for fragmenting and/or weakening pourable material by means of high-voltage discharges |
| US10919045B2 (en) | 2015-02-27 | 2021-02-16 | Selfrag Ag | Method and device for fragmenting and/or weakening pourable material by means of high-voltage discharges |
-
2004
- 2004-03-15 RU RU2004107441/03A patent/RU2263545C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2670126C1 (en) * | 2015-02-27 | 2018-10-18 | Зельфраг Аг | Method (variants) and devices for unit crushing and/or loosening of loose material by means of high-voltage discharges |
| US10730054B2 (en) | 2015-02-27 | 2020-08-04 | Selfrag Ag | Method and device for fragmenting and/or weakening pourable material by means of high-voltage discharges |
| US10792670B2 (en) | 2015-02-27 | 2020-10-06 | Selfrag Ag | Method and device for fragmenting and/or weakening pourable material by means of high-voltage discharge |
| US10919045B2 (en) | 2015-02-27 | 2021-02-16 | Selfrag Ag | Method and device for fragmenting and/or weakening pourable material by means of high-voltage discharges |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2004107441A (en) | 2005-10-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101396416B1 (en) | The washing apparatus of oils and heavy metals contaminated soils using thermal stress crushing, the remediation system of oils and heavy metals contaminated soils comprising thereof, and remediation method of oils and heavy metals contaminated soils comprising thereof | |
| KR101805768B1 (en) | Liquid type washing, crushing and sorting system of contamination soil | |
| KR101358147B1 (en) | Separation and washing method and apparatus for contaminated soil using micro-bubble | |
| KR100534067B1 (en) | Soil washing method and facility for physical separation and remediation of polluted soil | |
| KR100674009B1 (en) | Apparatus and method for manufacturing recycled-aggregate made of crushed waste-concrete | |
| KR20170132524A (en) | Drum type apparatus for crushing and sorting of contamination soil | |
| RU2263545C1 (en) | Material treatment process | |
| JP6396075B2 (en) | Method and apparatus for wet classification cleaning of contaminated soil | |
| KR100950696B1 (en) | Pollutants in the soil washing device | |
| KR100987198B1 (en) | Contaminated soil washing sorting system loaded in the vehicle | |
| KR101769439B1 (en) | Cleaning equipment for ballast | |
| KR100897623B1 (en) | Apparratus for washing alien substances of circulated aggregate crushed in intermediate handling of construction waste | |
| JP4697719B2 (en) | Method for purifying contaminated soil and separation apparatus used therefor | |
| KR20100077479A (en) | Soil washing system for pops and heavy metals contaminated soils | |
| KR100940761B1 (en) | Drum washer | |
| RU40214U1 (en) | ELECTRO-HYDRAULIC INSTALLATION WITH A LOW FLOW FLOW | |
| CZ285832B6 (en) | Method for removal of oil from fine solid substances, particularly the remainders of various productions containing metals and contaminated earth and apparatus for carrying out the same | |
| KR200353052Y1 (en) | Apparatus of construction waste wash and different thing remove utilization of ultrasonic generator | |
| KR102208394B1 (en) | Contaminated soil remediation system and remediation method having the same | |
| RU40213U1 (en) | ELECTROHYDRAULIC INSTALLATION FOR PROCESSING MATERIALS | |
| JP2000093895A (en) | Separation treatment of excavated surplus soil/sludge based on soil quality and device therefor | |
| KR100674006B1 (en) | Classifier of contaminating materials in recycled aggregates using waste concretes | |
| KR102197340B1 (en) | A metal separating device installed between the settling tank and the dewatering screen of the aggregate water treatment apparatus | |
| KR101929272B1 (en) | Remediation of complex contaminated soils | |
| KR200275796Y1 (en) | The washing apparatus of construction waste |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130316 |