WO2008140350A1 - Способ ионизационной сепарации дисперсных материалов и устройство для его осуществления - Google Patents

Способ ионизационной сепарации дисперсных материалов и устройство для его осуществления Download PDF

Info

Publication number
WO2008140350A1
WO2008140350A1 PCT/RU2008/000162 RU2008000162W WO2008140350A1 WO 2008140350 A1 WO2008140350 A1 WO 2008140350A1 RU 2008000162 W RU2008000162 W RU 2008000162W WO 2008140350 A1 WO2008140350 A1 WO 2008140350A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
air
particles
dispersed
separation
dust
Prior art date
Application number
PCT/RU2008/000162
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Andrey Andreevich Churkin
Vasilii Egorovich Choporov
Vladimir Nikolaevich Khoroshilov
Elina Leonidovna Ladychenko
Original Assignee
Andrey Andreevich Churkin
Vasilii Egorovich Choporov
Vladimir Nikolaevich Khoroshilov
Elina Leonidovna Ladychenko
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Andrey Andreevich Churkin, Vasilii Egorovich Choporov, Vladimir Nikolaevich Khoroshilov, Elina Leonidovna Ladychenko filed Critical Andrey Andreevich Churkin
Publication of WO2008140350A1 publication Critical patent/WO2008140350A1/ru

Links

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, 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

Definitions

  • the proposal relates to the separation of bulk materials, namely, the separation or sorting of multicomponent dispersed materials by size or material composition, such as sand, vlastonite, quartz-topaz rocks, marble flour, talc, chalk in electric and gravitational fields, and can be used in in mining processes for mineral processing, preparation of dry mixtures and preparation of powders for subsequent use in the construction, chemical and other industries.
  • size or material composition such as sand, vlastonite, quartz-topaz rocks, marble flour, talc, chalk in electric and gravitational fields
  • a known method of grinding and separation carried out in a grinding and separation unit [1], which includes a vertically arranged vortex grinding and drying apparatus, connected in series with a common air system, equipped with an activator wheel, a false wall with shutters, connected to the heat generator by separate flues, a feeder, a movable cone located in its upper part, an oval body fixed in the center, a heat generator, an air distributor, a smoke exhauster and an aspiration system,
  • This wheel-activator of the vortex grinding-drying apparatus is made in the form of a turbine, on the guide vanes of which there are beats installed, separate flues of the false wall and turbine are made in the form of a single snail, the upper end of the oval body is placed above the loading feeder, and the aspiration system of the installation includes from two to four consecutive steps of dust deposition.
  • the first two stages of the aspiration system are inertial dust collectors made with the possibility of controlling the flow rates in them.
  • the third stage of the aspiration system of dust deposition is made in the form of a system of battery cyclones.
  • the installation contains a wet scrubber located between the last stage of air-dry dust deposition and a smoke exhaust.
  • the disadvantages of the method are a decrease in productivity, frequent maintenance of the apparatus and a high probability of the milling apparatus failing due to fouling of the working surfaces of the apparatus and the walls of the air-aspiration system of the device with the processed material due to the electrification of its particles during friction against the walls of the air-aspiration system and among themselves.
  • the closest in combination of features is the method of separation and classification of fibers and particles carried by a gas subjected to ionization and electrode separation [6], including passing a gas containing particles through the ionization chamber and separation chamber, charging particles in the ionization chamber by corona discharge, effect on them in the separation chamber by the electrostatic field of at least one electrode, while the particles are separated in separate zones, each of which contains at least one electrode, is located first along the gas flow.
  • the particles in the separation chamber are deposited on electrically charged plates acting as electrodes, and the gas stream after separation is filtered to remove the remaining particles.
  • the method is carried out in a device including a screening channel with a gas supply pipe and an exhaust pipe, wherein the screening channel, the ionization chamber and the electrostatic separation device are connected in series along the longitudinal axis of the gas supply pipe, and the separation chamber located after the screening channel is provided condenser plates, in front of the ionization chamber and between the inlet pipe for gas supply inside or outside the screening channel, there is a separator for coarse fractions, after the separation chamber, but before the gas exhaust pipe there is a separator for dusty (small) particles, and in front of the ionization chamber even after the supply pipe gas, before or after the coarse screening channel, there is a device for feeding the dispersion material into the gas stream.
  • the main disadvantages of the method and device is the low productivity of the device due to the use of corona discharge, which charges only part of the particles falling on the discharged electric field lines, the low reliability of the device due to the use of electrodes for deposition of separated materials and fouling of the electrodes and channels of the device with material, high consumption electricity due to the use of corona discharge.
  • the problem solved by the invention is the expansion of the scope of the method and device, improving the reliability of the apparatus of the device, increasing the separation performance while reducing the size of the device.
  • the problem is solved by achieving the following technical results: preventing the formation of a volumetric static electric charge in the dispersed material, which prevents fouling of the surfaces and parts of the device with particles of the material, providing a negative volumetric charge in the dispersed material and efficient separation of the material into fractions by size or different substances by chemical composition , a significant reduction in the size of the device.
  • the air stream is ionized, heated, dispersed material is fed into it, the dispersed material is crushed and dried, a dust-air mixture stream is created containing charged particles of the dispersed material, the material is directed into the product pipeline, and the dispersed material is exposed to constant electric field, separate charged particles of a given fraction from the dusty air stream, they clean the dust-air mixture stream from the remaining non-separated particles, while before grinding the dispersed material an additional air stream is created, which is exposed to alpha radiation, after which they neutralize the positive ions contained in this air stream, create a stream of free electrons and negative air ions, mix it with a stream of heated air, creating an upward flow of ionized air, mix the upward flow of ionized air with a stream of dispersed material, creating Single negatively charged dust-air mixture is fed to a dusty mixture of at least two steps in vertical DC electric field zone and separated from the dust-air mixture of at least two fractions of particles of the part
  • the charged particles are neutralized on a mesh electrode with a constant electric potential and the specified fractions of the dispersed material are selected.
  • the removal of charge from the particles ensures reliable operation of the hopper and container to collect a given fraction of the material, because material enters them without charge.
  • a device for ionizing separation of dispersed materials consisting of an ionization chamber connected in series, a gas duct of a heat generator, a grinding apparatus, a drying apparatus, a screw feeder of dispersed material and a product pipeline, with at least two sequential separation stages arranged in it and installed in each of them with at least one electrode located along the flow of dust-air mixture, bins, containers, wet scrubber and an exhaust pump with the ability to control the air flow rate, while the ionization chamber is equipped with at least one source of alpha particles and at least one mesh electrode connected to the negative pole of the DC voltage source, the air ionization chamber and the heat source gas duct are located below the grinding apparatus, and each of the stages of separation is equipped with an upper horizontal electrode located on a dielectric insert in the upper wall of the product pipeline, a lower horizontal retina an electrode located in the hole of the bottom wall of the product pipeline directly above the hopper and separated from the product pipe wall by a dielectric frame, while the front wall of the hopper arranged
  • the cross-sectional area of the sleeve of the product pipe connecting the hopper to the product pipe is at least two times smaller than the cross-sectional area of the product pipe.
  • the length of the upper horizontal electrode in the direction of flow of the dust-air mixture exceeds the length of the lower mesh electrode by at least the height of the product pipe, both electrodes end in the same vertical plane, while a constant voltage of negative polarity is supplied to the upper horizontal electrode from the power source, and to the lower horizontal mesh electrode is supplied from the power source constant voltage of positive polarity.
  • the output voltage of constant voltage sources is determined by the formula:
  • the screw feeder 1 of the raw material is equipped with a hopper for supplying raw materials and is connected to the drying apparatus 2, which is a mixing chamber of a hot vertical upward air flow and a downward flow of dispersed material.
  • the drying apparatus 2 is a mixing chamber of a hot vertical upward air flow and a downward flow of dispersed material.
  • a grinding apparatus 3 which can be an activator wheel equipped with blades for breaking and grinding the material.
  • a flue of the heat generator 4 through which heated air with a temperature of 100 to 1000 0 C is supplied.
  • the ionization chamber, the heat generator flue and the drying apparatus are connected a single aspiration system in which the pneumatic conveying of the dispersed material is ensured by creating negative pressure of the exhaust fan 11.
  • the pneumatic conveying of the dispersed material is carried out by roduktoprovodu, which houses the first separation stage 7, the second separation stage 8 may also be arranged further separation stages to claim 9.
  • the last separation stage is connected to the wet scrubber 10.
  • the ionization chamber is a steel box with at least one source of alpha particles 17 installed therein.
  • the source of alpha particles 17 is mounted on a dielectric insert.
  • a mesh electrode 18 is installed, which is a steel mesh with a given cell size.
  • the mesh electrode is connected to the negative pole of the DC voltage source 12.
  • the housing of the ionization chamber, the body of the gas duct and the product pipeline are earthed using grounding devices 22.
  • Each of the separation sections is a dielectric insert with an electrode 23 located in the upper part of the product pipeline, directly above the lower mesh electrode 25.
  • the upper electrode is connected to the negative pole of the DC voltage source 12, and the lower mesh electrode is connected to the positive pole of the DC voltage source 13.
  • a hopper 26 Directly below the lower mesh electrode is a hopper 26.
  • Under the hopper there is a container 27 for collecting the collected fraction.
  • the hopper is equipped with a product piping sleeve 30, separated from the hopper by a steel mesh 29 with a mesh size smaller than that separated in the fraction separation section.
  • In the product pipeline in the plane of the vertical wall of the hopper there is a grid 28 with a mesh size smaller than the size to be separated in the fraction separation section.
  • Each of the grids 28 and 29 is equipped with an electromagnetic vibrator 32.
  • the device operates as follows.
  • the auger raw material feeder 1 delivers the dispersed material to the drying apparatus 2 and then to the grinding apparatus 3.
  • hot air 15 enters the grinding apparatus from the heat generator gas duct 4.
  • the hot air stream 15 is mixed with the air stream 16 passing through the air intake 5 and processed in the ionization chamber 6
  • alpha particles emitted by at least one source of alpha particles 17 bombard air molecules, knocking electrons out of them.
  • positive ions of air molecules and free electrons are formed.
  • positive ions of air molecules are restored on the grid electrode 18 connected to the negative pole of the direct current source 12.
  • air enriched with free electrons and negative ionamite 19 leaves the ionization chamber.
  • hot ionized air 20 When a mixture of hot air and ionized air is generated hot ionized air 20, which, mixed with the ground particulate material 14, dries it and forms a dusty air mixture 21, in which negative ions and elec the thrones attach to the particles of the dispersed material, creating a negative space charge in the dust-air mixture.
  • This mixture flows through the product pipeline to the first separation stage 7, the second separation stage 8, etc. to the p-th stage of separation.
  • the air In order to clean dust-air flow from unselected fine dust, the air is sent to a wet scrubber 10.
  • the air flow is created by a smoke exhauster 11.
  • a constant voltage source of negative polarity 12 and a constant voltage source of positive polarity 13 are used to power the electrodes of the ionization chamber and 13.
  • the product duct has ground 22.
  • When moving along Particles of dispersed material will experience friction on the product pipeline and on each other, trying to get a positive charge. However, the negative charge existing on the particles during friction flows off the particles and, thereby, prevents the formation of a positive space charge in the dispersed dust-air mixture.
  • a grinding and separation unit including a grinding and drying apparatus, a heat generator, an air distributor, a smoke exhauster, an aspiration system, inertial dust collectors, a wet scrubber, was equipped with an ionization chamber in the area up to the heat generator gas duct.
  • ionization chamber 6 sources of alpha particles were installed, each of them with an activity of 5 millikuri, which made it possible to create a stream of 1.9-10 14 negative ions and mix it with a stream of crushed mineral raw materials and distribute them along the entire length of the air duct of an industrial installation.

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. Технический результат - увеличение производительности сепарации с одновременным уменьшением размеров устройства.

Description

Способ ионизационной сепарации дисперсных материалов и устройство для его осуществления
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 при 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, дымосос 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, подвергаемом 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 450 к вертикальной оси, а противоположная стенка бункера устроена вертикально и снабжена рукавом продуктопровода, расположенным под углом не менее 450 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 т - 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; 1 - длина верхнего горизонтального электрода, м. Существо заявляемых способа и устройства поясняется на Фиг. 1, Фиг. 2, Фиг. 3 и Фиг. 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 0C. 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 п 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 ионамит 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 пылевоз душной смеси. Эта смесь поступает по продуктопроводу на первую ступень сепарации 7, вторую ступень сепарации 8 и т.д. до п-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, закрепленном 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, воздухо-распределитель, 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. Литература
1. Патент РФ N°2194577, опубликован 20. 12.2002.
2. Патент РФ N°2064345, опубликован 27.07.1996.
3. Патент РФ JN°2024319, опубликован 15.12.1994. 4. Патент РФ JYo2054333, опубликован 20. 02.1996.
5. Патент Великобритании JV° GBl 107574, опубликован 27.03.1968.
6. Патент ФРГ JVa DE10162053, опубликован 26.06.2003.

Claims

Формула изобретения
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, о т л и ч а ю щ и й с я 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.l, о т л и ч а ю щ и й с я 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.l, о т л и ч а ю щ и й с я 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 п.З и п.4, о т л и ч а ю щ и й с я 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, о т л и ч а ю щ е е с я 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 продуктодровода 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, о т л и ч а ю щ е е с я 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, о т л и ч а ю щ е е с я 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, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что выходное напряжение источников постоянного напряжения определяется по формуле:
U = 2-m-V2-Ы/(e-l2), где т - 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;
1 - длина верхнего горизонтального электрода, м.
PCT/RU2008/000162 2007-05-15 2008-03-19 Способ ионизационной сепарации дисперсных материалов и устройство для его осуществления WO2008140350A1 (ru)

Applications Claiming Priority (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
RU2007117831 2007-05-15

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2008140350A1 true WO2008140350A1 (ru) 2008-11-20

Family

ID=39366690

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2008/000162 WO2008140350A1 (ru) 2007-05-15 2008-03-19 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 (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104941799A (zh) * 2015-06-30 2015-09-30 陈信发 一种物料磁选分离机
CN106602045A (zh) * 2017-02-18 2017-04-26 山东六聚新材料科技有限公司 气力流态化包覆装置及锂离子电池负极材料包覆工艺
CN109177685A (zh) * 2018-08-21 2019-01-11 郴州市中马汽车空调有限公司 一种汽车空调静电除尘装置
CN109307430A (zh) * 2018-11-06 2019-02-05 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

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
DE102018124207B4 (de) * 2018-10-01 2022-07-14 Klaus Wilhelm Vorrichtung und Verfahren zum Entstauben von Schüttgütern
RU2763340C1 (ru) * 2020-11-25 2021-12-28 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" Устройство для осушения сыпучих веществ
CN115888981B (zh) * 2023-01-10 2023-07-21 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

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1349689A (en) * 1970-07-09 1974-04-10 Fmc Corp Method and apparatus for 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
DE10162053A1 (de) * 2001-12-17 2003-06-26 Fraunhofer Ges Forschung Trenn- und Klassifizierverfahren

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1349689A (en) * 1970-07-09 1974-04-10 Fmc Corp Method and apparatus for 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
DE10162053A1 (de) * 2001-12-17 2003-06-26 Fraunhofer Ges Forschung Trenn- und Klassifizierverfahren

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104941799A (zh) * 2015-06-30 2015-09-30 陈信发 一种物料磁选分离机
CN104941799B (zh) * 2015-06-30 2016-11-23 陈信发 一种物料磁选分离机
CN106602045A (zh) * 2017-02-18 2017-04-26 山东六聚新材料科技有限公司 气力流态化包覆装置及锂离子电池负极材料包覆工艺
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
CN109177685A (zh) * 2018-08-21 2019-01-11 郴州市中马汽车空调有限公司 一种汽车空调静电除尘装置
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
CN109307430A (zh) * 2018-11-06 2019-02-05 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
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

Also Published As

Publication number Publication date
RU2321463C1 (ru) 2008-04-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2321463C1 (ru) Способ ионизационной сепарации дисперсных материалов и устройство для его осуществления
US4308036A (en) Filter apparatus and method for collecting fly ash and fine dust
US4374652A (en) Filter apparatus and method for collecting fly ash and fine dust
US6878192B2 (en) Electrostatic sieving precipitator
EP1946845A1 (en) Electrostatic precipitator with high efficiency
US4178156A (en) Process and apparatus for the collection of high-resistance dust
KR101116365B1 (ko) 정전유도형 이젝터 마찰대전기를 이용한 석탄회 중 미연탄소의 정전분리장치
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
JPWO2002076620A1 (ja) 粒子の静電分離方法および静電分離装置ならびに製造システム
CN106000654B (zh) 一种颗粒反向进料摩擦电选分离装置
US2712858A (en) Apparatus for separating suspended materials 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
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
Achouri et al. Tribo-electrostatic separation of two or more plastics contained in granular mixtures originating from WEEE
CN101429579A (zh) 高炉煤气的净化方法及净化设备
KR100499449B1 (ko) 상향식 건식 전기집진기
AU633736B2 (en) Process of cleaning dedusting electrostatic precipitators
Haisheng et al. Recent Patents on the Triboelectrostatic Separation of Fly Ash
CN103480492A (zh) Cp型超高压静电除尘器的除尘方法
RU2333799C1 (ru) Электрофильтр
CN209735766U (zh) 静电选矿装置
Benaouda et al. Insulating conveyor-belt-type electrostatic separator for triboelectrically-charged granular plastic wastes
RU2665583C1 (ru) Способ пылеулавливания с помощью лазерной установки

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 08741826

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 08741826

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1