RU2321463C1 - Способ ионизационной сепарации дисперсных материалов и устройство для его осуществления - Google Patents
Способ ионизационной сепарации дисперсных материалов и устройство для его осуществления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2321463C1 RU2321463C1 RU2007117831/03A RU2007117831A RU2321463C1 RU 2321463 C1 RU2321463 C1 RU 2321463C1 RU 2007117831/03 A RU2007117831/03 A RU 2007117831/03A RU 2007117831 A RU2007117831 A RU 2007117831A RU 2321463 C1 RU2321463 C1 RU 2321463C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- air
- particles
- separation
- dust
- flow
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 80
- 238000000926 separation method Methods 0.000 title claims abstract description 57
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 67
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 47
- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims abstract description 13
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims abstract description 13
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract 3
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims description 17
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 10
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 6
- 239000003574 free electron Substances 0.000 claims description 6
- 239000011236 particulate material Substances 0.000 claims description 5
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 4
- 239000000779 smoke Substances 0.000 claims description 4
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims description 4
- -1 oxygen ions Chemical class 0.000 claims description 3
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 claims 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 abstract description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000005065 mining Methods 0.000 abstract description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 abstract description 2
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 abstract 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 238000009435 building construction Methods 0.000 abstract 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 9
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 7
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 6
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 4
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- 206010022000 influenza Diseases 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 241000237858 Gastropoda Species 0.000 description 1
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 241001625808 Trona Species 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 230000005686 electrostatic field Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000004579 marble Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N phencyclidine Chemical class C1CCCCN1C1(C=2C=CC=CC=2)CCCCC1 JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 210000001525 retina Anatomy 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 239000000454 talc Substances 0.000 description 1
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 239000011031 topaz Substances 0.000 description 1
- 229910052853 topaz Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
- B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
- B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
- B03C3/017—Combinations of electrostatic separation with other processes, not otherwise provided for
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
- B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
- B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
- B03C3/02—Plant or installations having external electricity supply
- B03C3/025—Combinations of electrostatic separators, e.g. in parallel or in series, stacked separators or dry-wet separator combinations
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
- B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
- B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
- B03C3/02—Plant or installations having external electricity supply
- B03C3/04—Plant or installations having external electricity supply dry type
- B03C3/12—Plant or installations having external electricity supply dry type characterised by separation of ionising and collecting stations
Landscapes
- Electrostatic Separation (AREA)
Abstract
Изобретение относится к сепарации сыпучих материалов и может быть использовано в горно-обогатительной промышленности для разделения дисперсных материалов, а также в строительной, химической и других отраслях промышленности. Способ ионизационной сепарации дисперсных материалов включает подачу дисперсного материала на сушку в восходящем потоке нагретого воздуха перед измельчением, создание параллельно потоку нагретого воздуха восходящего потока воздуха, обогащенного отрицательными ионами кислорода воздуха, смешивание обоих восходящих потоков воздуха с потоком дисперсного материала, перевод во взвешенное состояние материала и зарядка частиц пылевоздушной смеси отрицательным зарядом, подачу пылевоздушной смеси в, по меньшей мере, две зоны действия вертикального постоянного электрического поля и отделение от пылевоздушной смеси, по меньшей мере, двух фракций частиц дисперсного материала или двух различающихся по химическому составу материалов. Способ осуществляется с помощью устройства для ионизационной сепарации дисперсных материалов, в котором камера ионизации снабжена, по меньшей мере, одним источником альфа-частиц и, по меньшей мере, одним сетчатым электродом, подключенным к отрицательному полюсу источника постоянного напряжения. Камера ионизации воздуха и газоход теплогенератора расположены ниже измельчительного аппарата. Каждая из ступеней сепарации в продуктопроводе снабжена верхним горизонтальным электродом, расположенным на диэлектрической вставке в верхней стенке продуктопровода, нижним горизонтальным сетчатым электродом, расположенным в отверстии нижней стенки продуктопровода непосредственно над бункером и отделенным от стенки продуктопровода диэлектрической рамкой. Передняя по ходу потока стенка бункера устроена под углом не менее 45° к вертикальной оси. Противоположная стенка бункера устроена вертикально и снабжена рукавом продуктопровода, расположенным под углом не менее 45° к вертикальной оси и соединенным с продуктопроводом. Рукав на входе со стороны бункера снабжен сеткой с заданной величиной ячейки, подключенной к отрицательному полюсу источника постоянного напряжения. Продуктопровод снабжен вертикальной сеткой, расположенной в плоскости вертикальной стенки бункера, при этом вертикальные сетки снабжены электромагнитными вибраторами. Технический результат - увеличение производительности сепарации с одновременным уменьшением размеров устройства, а также повышение надежности работы устройства. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 4 ил.
Description
Предложение относится к сепарации сыпучих материалов, а именно к разделению или сортировке поликомпонентных дисперсных материалов по размеру или вещественному составу, таких как песок, вопластонит, кварц-топазовые породы, мраморная мука, тальк, мел в электрических и гравитационных полях, и может быть использовано в горно-обогатительных процессах для обогащения полезных ископаемых, приготовлении сухих смесей и подготовке порошков для последующего использования в строительной, химической и других отраслях промышленности.
Известен способ измельчения и сепарации, осуществляемый в измельчительно-сепарационной установке [1], включающей последовательно соединенные между собой общей воздушной системой вертикально расположенный вихревой измельчительно-сушильный аппарат, снабженный колесом-активатором, ложной стенкой с жалюзи, соединенными с теплогенератором отдельными газоходами, питателем, подвижным конусом, размещенным в верхней его части, овальным телом, закрепленным в центре, теплогенератор, воздухораспределитель, дьмосос и аспирационную систему, при этом колесо-активатор вихревого измельчительно-сушильного аппарата выполнено в виде турбины, на направляющих лопастях которой установлены била, отдельные газоходы ложной стенки и турбины выполнены в виде единой улитки, верхний конец овального тела размещен над загрузочным питателем, а аспирационная система установки включает от двух до четырех последовательно расположенных ступеней пылеосаждения. Первые две ступени аспирационной системы представляют собою инерционные пылеуловители, выполненные с возможностью регулирования скоростей потока в них. Третья ступень аспирационной системы пылеосаждения выполнена в виде системы батарейных циклонов. Установка содержит мокрый скруббер, размещенный между последней ступенью воздушно-сухого пылеосаждения и дымососом.
Недостатками способа являются снижение производительности, частое обслуживание аппаратов и высокая вероятность выхода измельчительного аппарата из строя из-за обрастания рабочих поверхностей аппаратов и стенок воздушно-аспирационной системы устройства перерабатываемым материалом вследствие электризации его частиц при трении о стенки воздушно-аспирационной системы и между собой.
Известны способы сепарации дисперсных материалов [2], [3], [4], [5], включающие электризацию частиц материала посредством воздействия электрического разряда, в частности коронного, перед сепарацией материала. Основным недостатком этих устройств является низкая эффективность и производительность, вследствие того, что при коронном разряде заряжаются только те частицы, которые находятся на силовых линиях электрического поля, при зарядке частиц плоскими электродами заряжаются только те частицы, которые находятся в приэлектродном пространстве, а электроды обрастают материалом.
Наиболее близким по совокупности признаков является способ сепарации и классификации волокон и частиц, переносимых газом, подвергаемых ионизации и электродной сепарации [6], включающий пропускание газа, содержащего частицы, через ионизационную камеру и камеру сепарации, зарядку частиц в камере ионизации коронным разрядом, воздействие на них в камере сепарации электростатическим полем, по меньшей мере, одного электрода, при этом частицы сепарируются в отдельных зонах, каждая из которых содержит, по меньшей мере, один электрод, расположенный вдоль течения газа. При этом частицы в камере сепарации осаждаются на электрически заряженные пластины, выступающие в роли электродов, а поток газа после сепарации подвергается фильтрации с целью удаления оставшихся частиц. Способ осуществляется в устройстве, включающем канал отсева с патрубком подачи газа и выхлопным патрубком, при этом канал отсева, камера ионизации и устройство электростатической сепарации соединены последовательно, вдоль продольной оси патрубка подачи газа, при этом камера сепарация, расположенная после канала отсева, снабжена пластинами конденсатора, перед ионизационной камерой и между входным патрубком для подачи газа внутри или снаружи канала отсева расположен сепаратор для крупных фракций, после камеры сепарации, но до патрубка выхлопа газа установлен сепаратор для пылеватых (мелких) частиц, а перед камерой ионизации и после патрубка подачи газа, перед или после канала грубого отсева, расположено устройство подачи дисперсионного материала в поток газа.
Основными недостатками способа и устройства является низкая производительность устройства вследствие использования коронного разряда, который заряжает только часть частиц, попадающих на разряженные силовые линии электрического поля, низкая надежность устройства из-за использования электродов для осаждения сепарируемых материалов и обрастания электродов и каналов устройства материалом, высокий расход электроэнергии из-за применения коронного разряда.
Задачей, решаемой изобретением, является расширение области применения способа и устройства, повышение надежности работы аппаратов устройства, увеличение производительности сепарации с одновременным уменьшением размеров устройства. Поставленная задача решается достижением следующих технических результатов:
предотвращение образования объемного статического электрического заряда в дисперсном материале, что предотвращает обрастание поверхностей и деталей устройства частицами материала, обеспечение объемного отрицательного заряда в дисперсном материале и эффективное разделение материала на фракции по размерам или на разные вещества по химическому составу, существенное уменьшение размеров устройства.
Указанные технические результаты достигают за счет того, что ионизируют поток воздуха, нагревают его, подают в него дисперсный материал, размельчают и сушат дисперсный материал, создают поток пылевоздушной смеси, содержащий заряженные частицы дисперсного материала, направляют материал в продуктопровод, воздействуют на дисперсный материал постоянным электрическим полем, отделяют заряженные частицы заданной фракции от пылевоздушного потока, очищают поток пылевоздушной смеси от оставшихся неотделенных частиц, при этом перед измельчением дисперсного материала создают дополнительный поток воздуха, который подвергают воздействию альфа-излучения, после чего нейтрализуют содержащиеся в этом потоке воздухе положительные ионы, создают поток свободных электронов и отрицательных ионов воздуха, смешивают его с потоком нагретого воздуха, создавая восходящий поток ионизированного воздуха, смешивают восходящий поток ионизированного воздуха с потоком дисперсного материала, создавая отрицательно заряженную пылевоздушную смесь, подают пылевоздушную смесь, по меньшей мере, в две зоны действия вертикального постоянного электрического поля и отделяют от пылевоздушной смеси, по меньшей мере, две фракции частиц дисперсного материала или два различающихся по химическому составу материала.
Кроме этого, посредством альфа-излучения в воздухе создают такое количество свободных электронов и отрицательных ионов воздуха, которое необходимо для предотвращения образования статического электричества на частицах дисперсного материала по всему ходу потока пылевоздушной смеси и для зарядки частиц дисперсного материала отрицательными электрическими зарядами для сепарации частиц дисперсного материала.
За счет ионизации воздуха перед подачей его на измельчительный аппарат обеспечивается предотвращение статического электричества на частицах измельчаемого материала и соответственно предотвращается обрастание измельчительного оборудования материалом и повышается надежность его работы.
Более того, за счет ионизации воздуха и создания облака свободных электронов обеспечивается объемная ионизация пылевоздушной смеси, при которой все частицы материала получают отрицательный заряд. За счет этого действующее в зонах сепарации электрическое поле позволяет отделять максимальное количество частиц заданной фракции из общего объема пылевоздушной смеси. Это повышает производительность устройства.
Кроме этого, по ходу движения потока заряженной пылевоздушной смеси создают столько зон воздействия на пылевоздушную смесь внешним постоянным электрическим полем, сколько фракций дисперсного материала нужно отделить из пылевоздушного потока или на сколько разных по химическому составу материалов нужно разделить пылевоздушный поток.
Кроме этого, после воздействия вертикального внешнего постоянного электрического поля на заряженную пылевоздушную смесь заряженные частицы нейтрализуют на сетчатом электроде с постоянным электрическим потенциалом и отбирают заданные фракции дисперсного материала.
Снятие заряда с частиц обеспечивает надежную работу бункера и контейнера для сбора заданной фракции материала, т.к. материал попадает в них без заряда.
Также предлагается устройство ионизационной сепарации дисперсных материалов, состоящее из последовательно соединенных между собой камеры ионизации, газохода теплогенератора, измельчительного аппарата, сушильного аппарата, шнекового питателя дисперсного материала и продуктопровода с устроенными в нем, по меньшей мере, двумя последовательно расположенными ступенями сепарации с установленным в каждой из них, по меньшей мере, одним электродом, расположенным вдоль потока пылевоздушной смеси, бункеров, контейнеров, мокрого скруббера и дымососа с возможностью регулирования скорости потока воздуха, при этом камера ионизации снабжена, по меньшей мере, одним источником альфа-частиц и, по меньшей мере, одним сетчатым электродом, подключенным к отрицательному полюсу источника постоянного напряжения, камера ионизации воздуха и газоход теплогенератора расположены ниже измельчительного аппарата, а каждая из ступеней сепарации снабжена верхним горизонтальным электродом, расположенным на диэлектрической вставке в верхней стенке продуктопровода, нижним горизонтальным сетчатым электродом, расположенным в отверстии нижней стенки продуктопровода непосредственно над бункером и отделенным от стенки продуктопровода диэлектрической рамкой, при этом передняя по ходу потока стенка бункера устроена под углом не менее 45° к вертикальной оси, а противоположная стенка бункера устроена вертикально и снабжена рукавом продуктопровода, расположенным под углом не менее 45° к вертикальной оси и соединенным с продуктопроводом, при этом рукав на входе со стороны бункера снабжен сеткой с заданной величиной ячейки, а продуктопровод снабжен вертикальной сеткой, расположенной в плоскости вертикальной стенки бункера, при этом вертикальные сетки снабжены электромагнитными вибраторами.
Кроме этого, площадь сечения рукава продуктопровода, соединяющего бункер с продуктопроводом, по меньшей мере, в два раза меньше площади сечения продуктопровода.
Кроме этого, длина верхнего горизонтального электрода в направлении потока пылевоздушной смеси превышает длину нижнего сетчатого электрода не менее чем на высоту продуктопровода, оба электрода заканчиваются в одной вертикальной плоскости, при этом на верхний горизонтальный электрод подается от источника питания постоянное напряжение отрицательной полярности, а на нижний горизонтальный сетчатый электрод подается от источника питания постоянное напряжение положительной полярности.
Кроме этого, выходное напряжение источников постоянного напряжения определяется по формуле:
U=2·m·V2·h·d/(e·l2),
где m - средняя масса частицы отделяемой фракции дисперсного материала, кг;
V - скорость потока пылевоздушной смеси, м/с;
h - средняя высота частицы отделяемой фракции дисперсного материала в потоке пылевоздушной смеси над нижним горизонтальным сетчатым электродом, м;
d - высота продуктопровода, м;
е - величина среднего электрического заряда частицы отделяемой фракции дисперсного материала, кулон;
l - длина верхнего горизонтального электрода, м.
Существо заявляемых способа и устройства поясняется на Фиг.1, 2, 3 и 4.
Шнековый питатель 1 сырья снабжен бункером для подачи сырья и соединен с сушильным аппаратом 2, который представляет из себя камеру смешения горячего вертикального восходящего потока воздуха и нисходящего потока дисперсного материала. Ниже сушильного аппарата 2 расположен измельчительный аппарат 3, который может представлять из себя колесо-активатор, снабженный лопатками для разбивания и размельчения материала. Ниже измельчительного аппарата 3 расположен газоход теплогенератора 4, через который подается нагретый воздух с температурой от 100 до 1000°С. Ниже газохода теплогенератора 4 расположена камера ионизации 6, в которую поступает воздух через решетку воздухозабора 5. Камера ионизации, газоход теплогенератора и сушильный аппарат соединены единой аспирационной системой, в которой обеспечивается пневмотранспорт дисперсного материала за счет создания отрицательного давления дымососом 11. Пневмотранспорт дисперсного материала осуществляется по продуктопроводу, в котором устроена первая ступень сепарации 7, вторая ступень сепарации 8, также могут быть устроены дополнительно n ступеней сепарации 9. Последняя ступень сепарации соединена с мокрым скруббером 10.
Камера ионизации представляет собой стальной короб с установленным в нем, по меньшей мере, одним источником альфа-частиц 17. Источник альфа-частиц 17 установлен на диэлектрической вставке. На выходе камеры ионизации установлен сетчатый электрод 18, который представляет из себя стальную сетку с заданной величиной ячейки. Сетчатый электрод подключен к отрицательному полюсу источника постоянного напряжения 12. Корпус камеры ионизации, корпус газохода и продуктопровода заземлены с помощью устройств заземления 22.
Каждая из секций сепарации представляет собой диэлектрическую вставку с электродом 23, размещенную в верхней части продуктопровода, непосредственно над нижним сетчатым электродом 25. Верхний электрод соединен с отрицательным полюсом источника постоянного напряжения 12, а нижний сетчатый электрод соединен с положительным полюсом источника постоянного напряжения 13. Непосредственно под нижним сетчатым электродом находится бункер 26. Под бункером расположен контейнер 27 для сбора отобранной фракции. Бункер снабжен рукавом продуктопровода 30, отделенным от бункера стальной сеткой 29 с размером ячейки, меньшим размера отделяемый в секции сепарации фракции. В продуктопроводе в плоскости вертикальной стенки бункера расположена сетка 28 с размером ячейки, меньшим размера отделяемый в секции сепарации фракции. Каждая из сеток 28 и 29 снабжена электромагнитным вибратором 32.
Устройство работает следующим образом. Шнековый питатель сырья 1 подает дисперсный материал на сушильный аппарат 2 и затем на измельчительный аппарат 3. Снизу на измельчительный аппарат поступает горячий воздух 15 из газохода теплогенератора 4. Поток горячего воздуха 15 смешивается с поступающим через воздухозабор 5 потоком воздуха 16, обрабатываемым в камере ионизации 6. При подаче через камеру ионизации альфа-частицы, испускаемые, по меньшей мере, одним источником альфа-частиц 17, бомбардируют молекулы воздуха, выбивая из них электроны. При этом образуются положительные ионы молекул воздуха и свободные электроны. При выходе из камеры ионизации 6 положительные ионы молекул воздуха восстанавливаются на сетчатом электроде 18, подключенном к отрицательному полюсу источника постоянного тока 12. Таким образом, из камеры ионизации выходит воздух, обогащенный свободными электронами и отрицательными ионами 19. При смешивании горячего воздуха и ионизированного воздуха создается поток горячего ионизированного воздуха 20, который, смешиваясь с измельченным дисперсным материалом 14, сушит его и образует пылевоздушную смесь 21, в которой отрицательные ионы и электроны присоединяются к частицам дисперсного материала, создавая объемный отрицательный заряд в пылевоздушной смеси. Эта смесь поступает по продуктопроводу на первую ступень сепарации 7, вторую ступень сепарации 8 и т.д. до n-ой ступени сепарации. С целью очистки пылевоздушного потока от неотобранной тонкой пыли воздух направляется в мокрый скруббер 10. Поток воздуха создается дымососом 11. Для питания электродов камеры ионизации и ступеней сепарации используются источник постоянного напряжения отрицательной полярности 12 и источник постоянного напряжения положительной полярности 13. Продуктопровод имеет заземление 22. При движению по продуктопроводу частицы дисперсного материала испытают трение о стенки продуктопровода и о друг друга, стремясь получить положительный заряд. Однако имеющийся на частицах отрицательный заряд при трении стекает с частиц и тем самым предотвращает образование положительного объемного заряда в дисперсной пылевоздушной смеси.
При проходе через секцию сепарации на отрицательно заряженные частицы пылевоздушной смеси начинает действовать вертикальное электрическое поле, образованное электродом 23, закрепленным на диэлектрической вставке 24. На электрод 23 подается постоянное напряжение отрицательной полярности от источника напряжения 12 и сетчатым электродом 25, на который подается постоянное напряжение положительной полярности от источника тока 13. Силы вертикального электрического поля в комбинации с гравитационными силами отклоняют отрицательно заряженные частицы вниз, которые притягиваются к положительно заряженному нижнему сетчатому электроду 25. При этом при прохождении первой секции сепарации большие силы действуют на более крупную фракцию дисперсного материала, поэтому на сетчатый электрод попадают частицы крупной фракции. На нижнем сетчатом электроде 25 отрицательно заряженные частицы нейтрализуются, подпадают в бункер 26, а из него поток частиц 31 попадает в накопительный контейнер 27 с отверстием для выгрузки материала. При этом материал более мелкой фракции засасывается в рукав 30 продуктопровода, а сетка 28 задерживает частицы отбираемой в данной секции фракции. Сетка 28 снабжена электромагнитным вибратором 32, который подключен к источнику переменного напряжения, что обеспечивает постоянную очистку сетки. Кроме того, частицы отбираемой фракции задерживаются сеткой 29, установленной в одной плоскости с вертикальной стенкой бункера. Сетка 29 также снабжена электромагнитным вибратором 32, подключенным к источнику переменного напряжения. Частицы более мелкой фракции проходят через сетку 29 к следующей ступени сепарации.
На следующей ступени сепарации процесс повторяется для более мелкой фракции.
Имеется опыт промышленного применения способа и устройства для обогащения минерального сырья. В промышленном рабочем положении в условиях без ионизации в установке с продуктом минеральное сырье подвергается мощной электризации положительным зарядом, притягивающимся к стенкам металлического воздухопродуктопровода, отчего заряженные частицы сырья осаждаются на стенки. Это приводит к низкой производительности разделения сырья на фракции, обрастанию установки минеральным сырьем и быстрому выходу установки из строя. Для испытаний способа и устройства измельчительно-сепарационная установка, включающая измельчительно-сушильный аппарат, теплогенератор, воздухораспределитель, дымосос, аспирационную систему, инерционные пылеуловители, мокрый скруббер, была оборудована ионизационной камерой на участке до газохода теплогенератора. В ионизационной камеры было установлено 6 источников альфа-частиц, каждый из них активностью 5 милликюри, что позволяло создать поток из 1,9·1014 отрицательных ионов и смешивать его с потоком размельчаемого минерального сырья и распространять по всей длине воздухопродукторопровода промышленной установки. Образование потока отрицательных ионов в указанном количестве обеспечило предотвращение образования положительного заряда, оседания частиц минерального сырья на стенки аппаратов установки, а отрицательна электризация частиц минерального сырья обеспечила эффективное разделение его на 3 фракции в трех секциях воздухопродуктопровода, оборудованного нижними и верхними горизонтальными электродами.
Источники информации
1. Патент РФ №2194577, опубликован 20.12.2002.
2. Патент РФ №2064345, опубликован 27.07.1996.
3. Патент РФ №2024319, опубликован 15.12.1994.
4. Патент РФ №2054333, опубликован 20.02.1996.
5. Патент Великобритании №GB 1107574, опубликован 27.03.1968.
6. Патент ФРГ №DE 10162053, опубликован 26.06.2003.
Claims (8)
1. Способ ионизационной сепарации дисперсных материалов, заключающийся в том, что дисперсный материал подают на сушку в восходящем потоке нагретого воздуха, размельчают, переводят во взвешенное состояние, создавая пылевоздушную смесь, заряжают ее частицы, подают в продуктопровод, воздействуют на нее постоянным электрическим полем, отделяют частицы заданной фракции от потока пылевоздушной смеси, собирают их, а перед выбросом смеси в атмосферу очищают ее от оставшихся частиц дисперсного материала, отличающийся тем, что перед измельчением дисперсного материала параллельно потоку нагретого воздуха создают восходящий поток воздуха, обогащенного отрицательными ионами кислорода воздуха, смешивают его с потоком дисперсного материала, заряжают частицы пылевоздушной смеси отрицательным зарядом, подают пылевоздушную смесь в, по меньшей мере, две зоны действия вертикального постоянного электрического поля и отделяют от пылевоздушной смеси, по меньшей мере, две фракции частиц дисперсного материала или два различающихся по химическому составу материала.
2. Способ ионизационной сепарации дисперсных материалов по п.1, отличающийся тем, что воздух обогащают отрицательными ионами кислорода путем воздействия на воздух альфа-частицами, нейтрализации положительных ионов, создания потока свободных электронов и ионизации воздуха с образованием отрицательных ионов воздуха, при этом в воздухе создают такое количество отрицательных ионов воздуха, которое необходимо для предотвращения образования статического электричества на частицах дисперсного материала по всему ходу потока пылевоздушной смеси и для зарядки частиц дисперсного материала отрицательными электрическими зарядами для сепарации частиц дисперсного материала.
3. Способ ионизационной сепарации дисперсных материалов по п.1, отличающийся тем, что по ходу движения потока заряженной пылевоздушной смеси создают столько зон воздействия на пылевоздушную смесь внешним постоянным электрическим полем, сколько фракций дисперсного материала нужно отделить из пылевоздушного потока или на сколько разных по химическому составу материалов нужно разделить пылевоздушный поток.
4. Способ ионизационной сепарации дисперсных материалов по пп.3 и 4, отличающийся тем, что после воздействия вертикального внешнего постоянного электрического поля на заряженную пылевоздушную смесь, заряженные частицы нейтрализуют на сетчатом электроде с постоянным электрическим потенциалом и отбирают заданные фракции дисперсного материала.
5. Устройство ионизационной сепарации дисперсных материалов, состоящее из параллельно соединенных между собой камеры ионизации и газохода теплогенератора, и последовательно соединенных с ними измельчительного аппарата, сушильного аппарата, шнекового питателя и продуктопровода, с устроенными в нем, по меньшей мере, двумя последовательно расположенными ступенями сепарации с установленным в каждой из них, по меньшей мере, одним электродом, расположенным вдоль потока пылевоздушной смеси, бункеров, контейнеров, мокрого скруббера и дымососа с возможностью регулирования скорости потока воздуха, отличающееся тем, что камера ионизации снабжена, по меньшей мере, одним источником альфа-частиц и, по меньшей мере, одним сетчатым электродом, подключенным к отрицательному полюсу источника постоянного напряжения, камера ионизации воздуха и газоход теплогенератора расположены ниже измельчительного аппарата, а каждая из ступеней сепарации в продуктопроводе снабжена верхним горизонтальным электродом, расположенным на диэлектрической вставке в верхней стенке продуктопровода, нижним горизонтальным сетчатым электродом, расположенным в отверстии нижней стенки продуктопровода непосредственно над бункером и отделенным от стенки продуктопровода диэлектрической рамкой, при этом передняя по ходу потока стенка бункера устроена под углом не менее 45° к вертикальной оси, а противоположная стенка бункера устроена вертикально и снабжена рукавом продуктопровода, расположенным под углом не менее 45° к вертикальной оси и соединенным с продуктопроводом, при этом рукав на входе со стороны бункера снабжен сеткой с заданной величиной ячейки, подключенной к отрицательному полюсу источника постоянного напряжения, а продуктопровод снабжен вертикальной сеткой, расположенной в плоскости вертикальной стенки бункера, при этом вертикальные сетки снабжены электромагнитными вибраторами.
6. Устройство ионизационной сепарации дисперсных материалов по п.5, отличающееся тем, что площадь сечения рукава продуктопровода, соединяющего бункер с продуктопроводом, по меньшей мере, в два раза меньше площади сечения продуктопровода.
7. Устройство ионизационной сепарации дисперсных материалов по п.5, отличающееся тем, что длина верхнего горизонтального электрода в направлении потока пылевоздушной смеси превышает длину нижнего сетчатого электрода не менее чем на высоту продуктопровода, оба электрода заканчиваются в одной вертикальной плоскости, при этом на верхний горизонтальный электрод подается от источника питания постоянное напряжение отрицательной полярности, а на нижний горизонтальный сетчатый электрод подается от источника питания постоянное напряжение положительной полярности.
8. Устройство ионизационной сепарации дисперсных материалов по п.5, отличающееся тем, что выходное напряжение источников постоянного напряжения определяется по формуле
U=2·m·V2·h·d/(e·l2),
где m - средняя масса частицы отделяемой фракции дисперсного материала, кг;
V - скорость потока пылевоздушной смеси, м/с;
h - средняя высота частицы отделяемой фракции дисперсного материала в потоке пылевоздушной смеси над нижним горизонтальным сетчатым электродом, м;
d - высота продуктопровода, м;
е - величина среднего электрического заряда частицы отделяемой фракции дисперсного материала, кулон;
l - длина верхнего горизонтального электрода, м.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007117831/03A RU2321463C1 (ru) | 2007-05-15 | 2007-05-15 | Способ ионизационной сепарации дисперсных материалов и устройство для его осуществления |
| PCT/RU2008/000162 WO2008140350A1 (ru) | 2007-05-15 | 2008-03-19 | Способ ионизационной сепарации дисперсных материалов и устройство для его осуществления |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007117831/03A RU2321463C1 (ru) | 2007-05-15 | 2007-05-15 | Способ ионизационной сепарации дисперсных материалов и устройство для его осуществления |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2321463C1 true RU2321463C1 (ru) | 2008-04-10 |
Family
ID=39366690
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007117831/03A RU2321463C1 (ru) | 2007-05-15 | 2007-05-15 | Способ ионизационной сепарации дисперсных материалов и устройство для его осуществления |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2321463C1 (ru) |
| WO (1) | WO2008140350A1 (ru) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EA019271B1 (ru) * | 2011-04-08 | 2014-02-28 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Коралайна Инжиниринг" | Аэродинамическая установка для сухого обогащения дисперсных материалов |
| RU2763340C1 (ru) * | 2020-11-25 | 2021-12-28 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" | Устройство для осушения сыпучих веществ |
| US20220008958A1 (en) * | 2018-10-01 | 2022-01-13 | HELIOS Gerätebau für Kunststofftechnik GmbH | Apparatus and method for de-dusting bulk materials |
| CN115888981A (zh) * | 2023-01-10 | 2023-04-04 | 上海润度生物科技有限公司 | 一种培养箱废气分离用自动换气装置 |
| RU2825796C1 (ru) * | 2023-10-11 | 2024-08-29 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "Теплоэнергопром" | Устройство для обработки частиц руды для проведения сухого электростатического обогащения |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104941799B (zh) * | 2015-06-30 | 2016-11-23 | 陈信发 | 一种物料磁选分离机 |
| CN106602045B (zh) * | 2017-02-18 | 2023-08-01 | 潍坊正远粉体工程设备有限公司 | 气力流态化包覆装置及锂离子电池负极材料包覆工艺 |
| CN109177685B (zh) * | 2018-08-21 | 2021-08-13 | 郴州市清风制冷设备有限公司 | 一种汽车空调静电除尘装置 |
| CN109307430B (zh) * | 2018-11-06 | 2024-05-07 | 安泰爱科科技有限公司 | 一种电离极选磁致小粒径增压还原富氧助烧装置 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3720312A (en) * | 1970-07-09 | 1973-03-13 | Fmc Corp | Separation of particulate material by the application of electric fields |
| US3970546A (en) * | 1974-06-04 | 1976-07-20 | Carpco, Inc. | Method and apparatus for separating non-ferrous metal from waste material |
| SU1558486A1 (ru) * | 1987-11-09 | 1990-04-23 | Украинский Полиграфический Институт Им.Ив.Федорова | Способ электрической классификации зернистых материалов |
| RU2042441C1 (ru) * | 1993-03-12 | 1995-08-27 | Анатолий Кузьмич Бровцын | Аэродинамическая установка для обогащения сыпучих материалов |
| RU2175579C2 (ru) * | 1998-03-23 | 2001-11-10 | Аполицкий Валентин Николаевич | Способ сухой классификации частиц порошкового материала |
| DE10162053B4 (de) * | 2001-12-17 | 2005-11-10 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Trennverfahren |
-
2007
- 2007-05-15 RU RU2007117831/03A patent/RU2321463C1/ru not_active IP Right Cessation
-
2008
- 2008-03-19 WO PCT/RU2008/000162 patent/WO2008140350A1/ru active Application Filing
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EA019271B1 (ru) * | 2011-04-08 | 2014-02-28 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Коралайна Инжиниринг" | Аэродинамическая установка для сухого обогащения дисперсных материалов |
| US20220008958A1 (en) * | 2018-10-01 | 2022-01-13 | HELIOS Gerätebau für Kunststofftechnik GmbH | Apparatus and method for de-dusting bulk materials |
| US11925959B2 (en) * | 2018-10-01 | 2024-03-12 | HELIOS Gerätebau für Kunststofftechnik GmbH | Apparatus and method for de-dusting bulk materials |
| RU2763340C1 (ru) * | 2020-11-25 | 2021-12-28 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" | Устройство для осушения сыпучих веществ |
| CN115888981A (zh) * | 2023-01-10 | 2023-04-04 | 上海润度生物科技有限公司 | 一种培养箱废气分离用自动换气装置 |
| RU2825796C1 (ru) * | 2023-10-11 | 2024-08-29 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "Теплоэнергопром" | Устройство для обработки частиц руды для проведения сухого электростатического обогащения |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2008140350A1 (ru) | 2008-11-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2321463C1 (ru) | Способ ионизационной сепарации дисперсных материалов и устройство для его осуществления | |
| CN1236854C (zh) | 过滤和静电沉积装置及清洁在其过滤元件上的灰尘的方法 | |
| US4308036A (en) | Filter apparatus and method for collecting fly ash and fine dust | |
| US6773489B2 (en) | Grid type electrostatic separator/collector and method of using same | |
| US6878192B2 (en) | Electrostatic sieving precipitator | |
| US4374652A (en) | Filter apparatus and method for collecting fly ash and fine dust | |
| JPS61153156A (ja) | 固体又は液体の粒子を懸濁状態に含有するガス流を電界によつて除塵する方法及び装置 | |
| US2712858A (en) | Apparatus for separating suspended materials from gases | |
| Jaworek et al. | Hybrid electrostatic filtration system for fly ash particles emission control | |
| CN108296007B (zh) | 流化床干燥选机及与其配套使用的成套设备 | |
| EP0626880B1 (en) | Method and apparatus for removing suspended fine particles from gases | |
| HUT76897A (en) | Electrostatic separator and method for treating fly ash | |
| CN216099891U (zh) | 一种塑料粒子摩擦荷电高压静电分选设备 | |
| Muzafarov et al. | The research results of cleaning air stream process from aerosol particles in electric fields of corona discharge stream form | |
| Li et al. | Newly-patented technical solutions for improving the tribo-electrostatic separation of mixed granular solids | |
| Buzduga et al. | Solutions to reduce the environmental pollution by the producers of refractories | |
| CN107715639B (zh) | 静电、颗粒移动床过滤与淘析耦合除尘系统及方法 | |
| CN101429579A (zh) | 高炉煤气的净化方法及净化设备 | |
| Achouri et al. | Tribo-electrostatic separation of two or more plastics contained in granular mixtures originating from WEEE | |
| AU633736B2 (en) | Process of cleaning dedusting electrostatic precipitators | |
| Haisheng et al. | Recent Patents on the Triboelectrostatic Separation of Fly Ash | |
| SU1586794A1 (ru) | Лини дл переработки влажных полезных ископаемых | |
| CN103480492A (zh) | Cp型超高压静电除尘器的除尘方法 | |
| Benaouda et al. | Insulating conveyor-belt-type electrostatic separator for triboelectrically-charged granular plastic wastes | |
| KR20010026967A (ko) | 기류충돌 마찰대전형 정전분리법을 이용한 미분체 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090516 |