Пневматический классификатор

 

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

(19) КЯ (11) (5l) 807В4 08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ПАТЕНТУ

Комитет Российской Федерации по патентам и TQBRpEым знакам (21) 4908141/ОЭ (22) 05.0291 (46) 15.12.93 Ьол. Иа 45-46 (76) Черных Олег Львович (54) ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ КЛАССИФИКАТОР (57) Иаюпьзование: в промышленности строительных материалов, в горно-рудной, угольной, хими. ческой. промышленности минеральных удобрений и может быть использовано при пневматической классификации различных сыпучих материалов.

Сущность: классификатор состоит из корпуса с установленными внутри него тремя распределительными решетками и пересыпной, полкой, взаиморасположенными определенным образом. В верхней части аппарата, над патрубком разгрузки крупного продукта расположена перечистная камера, она имеет форму усеченного конуса и оканчивается тангенциальным и осевым патрубками отвода пылевоздушвой смеси. Внутри камеры расположены кольцевые элементы и завихритель потока попаточного типа. Вдоль наклонной беспровальной решетки в надрешетном пространстве и в загрузочных патрубках аппарата установлены сопповые элементы Исходный материал подается по основному и дополнительному патрубкам. Распределение исходного питания по двум распределительным решеткам позволяет увеличить производительность аппарата по исходному питанию. Струйная термообработка материала в аппарате интенсифицирует процесс пневмокпассификации и позволяет совмещать процессы; пневмокпассификации и суики влажных сыпучих материалов, пневмокпассификации и охлаждения горячих сыпучих материалов

Наличие двух жалюзийных решеток пересыпной полки и перечистной камеры обеспечивают многократную перечистку мелкого продукта, вынесенного потоком газа из материала, движущегося взвешенным слоем по наклонной беспровальной решетке. 2

2004354

Изобретение относится к пневматической классификации сыпучих материалов в воздушном потоке и может быть использовано для разделения материала по граничному размеру 100 — 3000 мкм в химической, горной, угольной промышленности, промышленности строительных материалов и других отраслях промышленности.

Известен пневматический классификатор, включающий корпус; загрузочное и разгрузочное приспособления. и жалюэийную решетку, установленную под углом и снабженную распределительными уголками, установленными в шахматном порядке, при этом жалюзийная решетка выполнена в виде равнобедренной трапеции и большим основанием обращена вверх (1). Недостатком

его является невысокая производительность и эффективность классификации иэза отсутствия многократной перечистки мелкого продукта, При повышенных нагрузках по исходному питанию продукты разделения значительно взаимозасорены.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к и редлагаемому является пневматический классификатор, включающий корпус, наклонную распределительную решетку, загрузочное и разгрузочное приспособления, патрубок отвода пылевоздушной смеси, жалюзийную решетку с регулируемыми жалюзи, установленную между распределительной решеткой и патрубком отвода пылевоздушной смеси, при этом жалюзийная решетка установлена параллельно распределительной, жалюзи смещены относительно других, а проекции на вертикальную плоскость соседних жалюзи взаимно перекрыты (2), Из исходного материала, поступающего на наклонную распределительную решетку. и движущегося по ней, горизонтальным потокам воздуха выносятся частицы широкого спектра крупности.

Обладая равномерным аэродинамическим сопротивлением жалюзийная решетка выравнивает скорость как в проходном сечении между жалюзи, так и в пространстве между решетками. Одновременно жалюзийная решетка изменяет направление движения потока в проходном сечении на восходящее.

B этих условиях частицы, вынесенные с распределительной решетки, пересекают рабочее пространство и достигают поверхности жалюзийной решетки. Мелкие зерна, скорость витания которых ниже скорости потока в живом сечении жалюзийной решетки, изменяют направление своего полета на восходящее и пересекают решетку, 5

10 после чего удаляются из аппарата через патрубок отвода пылевоздушной смеси, Крупные частицы, имеющие скорость витания выше скорости потока в,жалюэийной решетке, не могут приобрести направление восходящего движения и после взаимодействия с жалюзи решетки отражаются вниз и попадают в разгрузочный патрубок аппарата, Однако производительность данного аппарата невысока, т.к. ограничивается показателем расходной концентрации материала, не превышающей для данной

15 конструкции аппарата 3-4 кг/м . При през вышении этой величины крупный продукт значительно загрязнен мелкими частицами материала.

Целью изобретения является повыше20 ние производительности пневмоклассификатора беэ снижения эффективности классификации, а также интенсификация совмещенных процессов теплообмена в нем.

Поставленная цель достигается тем, что пневматический классификатор, включающий корпус, наклонную воздухораспределительную решетку, загрузочное и разгрузочное приспособления, патрубки

30 подвода воздуха и отвода пылевоздушной смеси жалюзийную решетку, установленную над воздухораспределительной решеткой, .снабжен дополнительным патрубком загрузки исходного материала, располо35 женным у верхнего конца жалюэийной решетки, дрполнительным патрубком подвода воздуха, выполненным с кольцевыми коллекторами с соплами, охватывающими загрузочные патрубки, дополнительной

40 жалюзийной решеткой с пересыпной полкой под ней, расположенными над патрубком разгрузки крупного продукта и перед патрубком отвода запыленного воздуха, Пневмоклассификатор снабжен также уста45 новленной над дополнительной жалюзийной решеткой перечистной камерой с двумя группами концентрических кольцевых элементов, лопастным закручивателем потока между ними и осевым и тангенциальными

50 патрубками отвода пылевоздушной смеси.

Нижние концы дополнительной жалюзийной решетки и наклонной пересыпной полки направлены навстречу нижним концам воздухораспределительной основной и жа55 люзийной решеткам.

К боковым стенкам аппарата, вдоль беспровальной воздухораспределительной решетки крепятся напорные камеры, снабженные сопловыми элементами в надрешетной части.

2004354

25

35

55

Известно, что зависимость эффективности классификации от режимных . и конструктивных параметров для классификаторов заявляемого типа может быть представлена формулой: — — — ". ). фо r P W„sana 1 — P, (1) где Š— эффективность классификации по критерию Ханкока-Луйкена, доли ед.;

Д вЂ” массовая доля мелочи в исходном материале, доли ед.; рд — плотность дисперсной фазы, кг/м; е- обьемная доля воздуха в слое материала, находящегося на распределительной решетке, доли ед.; и — высота слоя материала на распределительной решетке, м;

t — время. пребывания материала на решетке, с; р — расходная концентрация материала, кг/мз;

ЧЧап — скорость потока воздуха в сечении сепарационной зоны аппарата, м/с; р- угол наклона решетки к горизонту, град.;

R< — количество крупного материала, попавшего в мелкий продукт, доли ед.

Как видно из формулы (1), органиэация процесса перечистки мелкого продукта уменьшает и и увеличивает E. В прототипе эту роль выполняла жалюэийная решетка, в заявляемом пневмоклассификаторе: две жалюэийные решетки, перечистная камера и пересыпная полка.

Транспортирование разделяемого материала сразу по двум решеткам: беспровальной и жалюэийной (при снабжении классификатора двумя загрузочными патрубками), приводит к снижению толщины слоя материала h, движущегося по ним, и увеличению порозности материала на решетках о, что в соответствии с формулой (1) приводит к росту эффективности классификации. При сохранении же величины эффективности классификации, что возможно при сохранении величин, входящих в формулу (1), возможно увеличить производительность аппарата путем распределения ис. ходного питания сразу на две решетки, расположенные друг над другом;

Увеличение расходной концентрации материала р без существенного роста толщины слоя материала на решетке h и без снижения порозности материала на решетке е, что соответствует организации процесса в заявляемом пневмоклассификаторе. не ведет к снижению эффективности классификации Е, как следует.из формулы ()), Наличие в классификаторе перечистной камеры с тангенциально установленным патрубком отвода пылевоэдушной смеси и лопаточным завихрителем потока обеспечивает крутку газоматериальной смеси, что способствует увеличению времени пребывания материала в аппарате. С помощью установки перечистной камеры возможна более эффективная перечистка мелкого продукта. Это позволяет также увеличить скорость потока воздуха (W><. в формуле (1)) без изменения границы разделения, т.к. затем этот материал подвергается эффективной перечистке, наиболее крупные частицы возможно отсепарировать от основного газоматериального потока в перечистной камере.

Материал, осыпающийся иэ перечистной камеры, дополнительно перечищается (обеспыливается) на дополнительной жалюзийной решетке и пересыпной полке.

Диспергация материала обеспечивается струйной обработкой в загрузочных патрубках и при движении по беспровальной воздухораспределительной решетке. Струи воздуха направлены под углом к вектору скорости движения материала по беспровальной решетке, навстречу движения материала, что увеличивает время пребывания материала в аппарате. Струйная обработка позволяет также увеличить порозность материала на решетке, совместить процессы теплообмена с процессом пневмоклассификации. Поэтому такая конструкция аппарата позволяет эффективно классифицировать и влажные зернистые материалы с одновременной их сушкой, а также горячие зернистые материалы с одновременным их охлаждением.

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

Пневматический классификатор включает в себя корпус 1, снабженный патрубками загрузки исходного материала 2, 3 (ИМ), которые охватываются газораспределительными коллекторами 4, 5, патрубком разгрузки крупного продукта 6 (К), патрубком подвода основного потока воздуха 7 (В), патрубками отвода пылевоэдушной смеси (М+В): осевым 8, тангенциальным 9, дополнительным 10, загрузочными 11, 12 и разгрузочным 13 устройствами. Внутри аппарат снабжен наклонной беспровальной воздухораспределительной решеткой 14, вдоль которой на боковых стенках аппарата закреплены напорные камеры 15 с сопловы2004354

25

55 ми элементами в надрешетной части (не показаны), Сопловые элементы установлены также в загрузочных патрубках 16, Внутри аппарата, у патрубка отвода пылевоздушной смеси 10 установлены дополнительная жалюзийная решетка 17 с пересыпной полкой под ней 18. Под дополнительным патрубком загрузки исходного материала 3 расположена основная наклонная жалюзийная распределительная решетка 19, Сверху классификатора установлена перечистная камера 20 с расширяющимся кверху сечением, расположенная над допол нител ь ной жал юэий ной решеткой 17.

Перечистная камера 20 снабжена кольцевыми элементами 21 и завихрителе потока лопаточного типа 22.

Угол наклона беспровальной распределительной решетки 14 выбирается из условий обеспечения транспортирования материала по ней в виде взвешенного слоя.

Оптимальная величина угла наклона решетки к горизонтали составляет 25-60 . Угол наклона основной жалющийной распределительной решетки 19 либо равен углу наклона беспровальной решетки 14, либо на

5 — 10 больше ее. Угол наклона дополнительной жалюзийной решетки 17 также выбирается из условий обеспечения транспортирования мелкого продукта по ней. Рекомендуемая величина угла наклона дополнительной жалюзийной решетки 3570 к горизонтали, а пересыпной полки 18 на 5 — 10 меньше угла наклона дополнительной жалюзийной решетки 17.

Для дезагрегации материала в газораспределительные коллекторы 4, 5 через дополнительный патрубок подвода воздуха 23 подается воздух с определенной температуройй (8+t ).

При угле наклона беспровальной решетки меньше 25 возможно нарушение транспортирования по ней наиболее крупных кусков материала. При угле наклона бесп ровал ьной решетки больше 60 скорость движущегося по ней материала резко возрастает, что приводит к уменьшению времени пребывания материала на решетке и неполному удалению мелочи из слоя материала.

Установка для пневматической классификации (фиг. 2) включает в себя: вентилятор 24, аппарат для мокрой очистки газа 25, конвейер 26 для подачи разделяемого материала, пылеуловитель 27 со встречными закрученными потоками, циклон 28, пневмоклассификатор 1, топку 29, вентилятор

30, воздуховоды с установленными на них заслонками "а", "б", "в", "г". "д", "е", "ж" . "з".

Установка работает следующим образом.

Вентилятором 24 создается движение воздуха через аппарат 1. с помощью заслонок "а","б","в","г","д","е","ж","з" станаливается необходимая скорость потока в аппарате 1, пылегазовом тракте, а также необходимое соотношение воздуха, возвращаемого в аппарат 1 и выбрасываемого в атмосферу через аппарат для мокрой очистки газа 25. Вентилятором 30 воздух, подогретый в топке 29, подается в напорные камеры 15 и газораспределительные коллекторы 4, 5 загрузочных патрубков 2, 3. В случае работы с сухим горячим зернистым материалом, для ведения процесса пневмоклассификации и охлаждения материала, топка 29 не нужна.

Исходный материал конвейером 26 и загрузочными устройствами 11, 12 подается в загрузочные патрубки 2, 3 пневмоклассификатора 1. В загрузочных патрубках 2, 3 материал, ссыпаясь, подвергается воздействию интенсивных струй горячего газа (либо холодного), что способствует дезагрегации и подсушке (охлаждению) материала. Проходя по наклонной беспровальной воздухораспределительной решетке 14, материал продолжает подвергаться воэдействию высокоинтенсивных (50-150 м/с) струй горячего (холодного) газа и обеспыливается воздухом, проходящим через беспровальную распределительную решетку 14 и слой движущегося по ней материала. Мелкие фракции материала, загрязненные крупными фракциями, уносятся потоком воздуха из взвешенного и движущегося на беспровальной решетке материала. Ударившись о жалюзи и частицы материала, движущегося по основной жалюзийной решетке 19, крупные частицы, имеющие скорость витания больше скорости потока газа, теряют свою скорость и возвращаются в слой материала, движущийся по беспровальной решетке 14.

Мелкодисперсные частицы, имеющие скорость витания меньше скорости потока газа, продолжают направленное движение в проходном сечении жалюэийной решетки 19..

Иэ исходного материала, поступающего на основную жалюэийную распределительную решетку 19 и движущегося по ней взвешенным слоем, потоком воздуха выносятся частицы широкого спектра крупности, которые попадают затем в перечистную камеру

20, где поток пылевоздушной смеси подвергается крутке. Наиболее крупные частицы, ударившись о кольцевые элементы 21, теряют свою скорость и отбрасываются к стенкам перечистной камеры 20. Из перечистной камеры пылевоздушная смесь удаля2004354

55 ется через патрубки 8, 9 и разделяется пылеуловителем 27, Отсепарированный в перечистной камере 20 материал ссыпается иэ нее на расположенную ниже дополнительную жалюзийную решетку 17, где подвергается обеспыливанию потоком воздуха, проходящим между жалюзи этой решетки и пересыпной полкой 18. Наклонная пересыпная полка 18 образует необходимое сечение в зоне сепарации частиц на дополнительной жалюзийной решетке, делает более направленным поток воздуха, проходящий через нее, обеспечивает дополнительное обеспыливание материала при его ссыпании с полки 18, возвращаемого из патрубка 10 самотеком.

Пылевоздушный поток, выходящий иэ патрубка 10 пневмоклассификатора 1, очищается от твердых частиц в циклоне 28. а затем в пылеуловителе 27 со встречными закрученными потоками.

Тангенциальный патрубок 9 перечистной камеры 20 обеспечивает наряду с завихрителем потока 22 крутку гаэоматериальной смеси в перечистной камере и эффективную сепарацию крупных частиц, Мелкая фракция материала (М), уловленная сухой стадией очистки в аппаратах 27, 28, является одним из продуктов классификации. Обеспыленный материал (К), со всех трех решеток ссыпается в разгрузочный патрубок 6 и разгрузочным устройством 13 удаляется из пневмоклассификатора.

Рекомендуемая скорость воздуха, выходящего из сопел 16, составляет 50 — 150 м/с.

Рекомендуемая температура воздуха, выходящего иэ сопел 16, составляет — 50+1000 C и зависит от свойств обеспыливаемого материала.

Часть воздуха после сухой стадии очистки в аппаратах 27, 28 вентилятором 24 возвращается в классификатор 1 через патрубок подвода воздуха 7, остальная часть воздуха подвергается доочистке в аппарате мокрой очистки газа 25 и выбрасывается в атмосферу. Таким образом, установка работает в полузамкнутом по воздуху контуре, что широко практикуется в такого рода процессах (3, 4).

В разработанном классификаторе процесс разделения осуществляется в потоке воздуха с постоянной скоростью движения, и в нем можно эффективно разделить материал на два класса крупности.

Испытания пневматического классификатора расчетной производительностью

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

Угол наклона беспровальной распределительной решетки к горизонтали составляет 40, ее ширина 200 мм, длина 700 мм. Угол наклона жалюзийной решетки составляет

50, дополнительной жалюзийной решетки

50, пересыпной полки 45 . Скорость потока воздуха в сечении пневмоклассификатора составляет 3 — 6 м/с. При разделении дробленой сильвинитовой руды исходной крупностью 0 — 6 мм и массовой долей влаги 0,8 достигнута эффективность классификации

84 по критерию Ханкока-Луйкена. Граница разделения при этом составляет 0,74 мм, а выход мелкого продукта -42 . При подаче исходного материала через оба загрузочных патрубка аппарат устойчиво и эффективно работает с расходной концентрацией материала 5-6 кг/м, при подаче исходного маз териала через один загрузочный патрубок с расходной концентрацией материала

3-4 кг/м .

Пневмоклассификатор найдет применение при обеспыливании дробленых калийных руд, флотоконцентратов, обеспыливании и охлаждении аммиачной селитры и карбамида, идущих с гранбашен и т.д. Предварительная экономическая оценка показала, что себестоимость классификации сильвинитовой руды с массовой долей влаги 1,0 с одновременной ее сушкой до массовой доли влаги 0,37ь в пневмоклассификаторе производительностью

500 т/ч не превышает 15 коп/т (в ценах 1990 года).

Таким образом, использование изобретения позволяет повысить производительность в 1,3 — 1,5 раза в сравнении с известными конструкциями поперечно-поточных пневмоклассификаторов, э также совместить процессы теплообмена в нем. (56) Авторское свидетельство СССР

М 988363, кл. В 07 В 4/00, 1983.

Авторское свидетельство СССР

М 1222326, кл. В 07 8 4/04, 1986.

Филиппов В.А. Технология сушки и термоаэроклассификации углей. — М.: Недра.

1987. — 287 с.

Мизонов В.Е., Ушаков С.Г. Аэродинамическая классификации порошков. — М.: Химия, 1989, с. 160.

2004354

Формула изобретения

ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ КЛАССИФИКАTOP, включающий корпус с наклонной воздухораспределительной решеткой, установленную в корп се наклонную жалюзийную решетку с регулируемыми жалюзи, загрузочный и разгрузочный патрубки, патрубки подвода воздуха и отвода пылевоздушной смеси, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности, он снабжен установленным над жалюзийной решеткой дополнительным загрузочным патрубком, дополнительным патрубком подвода воздуха, выполненным с кольцевыми коллекторами с соплами, охватывающими загрузочные патрубки, дополнительной жалюэийной решеткой с пересыпной полкой под ней и установленной над дополнительной жалюзийной решеткой . перечистной камерой с двумя группами концентрических элементов, лопастным закручивателем между ними и осевым и тангенциальным патрубками отвода запыленного воздуха, при этом дополнительная жалюэийная решетка расположена перед патрубком отвода запыленного воздуха и наклонена в сторону, противоположную наклону основной. жал юзий ной решетки.

"04354

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/S

Заказ 3368

Производствення-издательский комбинат "патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Составитель О.Черных

Редактор Е.Полионова Техред М.Моргентал Корректор Л.Ливринц