Пневматические классификаторы проходные центробежные

Не­смот­ря на высокую эффективность гравитационных и поперечно-поточных классификаторов, при­ме­не­ние этих ап­па­ра­тов для разделения тонкодисперстных материалов с по границам менее 40 мкм не це­ле­со­об­раз­но по следующей причине. При низкой скорости воздушного потока, требуемой для малых границ разделения, силовое воздействие потока на частицы материала недостаточно для их эффективного диспергирования. Поэтому необходимо интенсифицировать процесс разделения введением дополнительных сил.

Цен­тро­беж­ные клас­си­фи­ка­то­ры, где совместно с силой тяжести на материал действуют значительные центробежные силы, ли­ше­ны этих не­дос­тат­ков и луч­ше при­спо­соб­ле­ны к ра­бо­те с пылевидными материалами. Од­на­ко большинство их уступает гра­ви­та­ци­он­ным клас­си­фи­ка­то­рам в эф­фек­тив­но­сти и про­из­во­ди­тель­но­сти (эф­фек­тив­ность, как пра­ви­ло, не пре­вы­ша­ет 50-55 %, а рас­ход­ная кон­цен­тра­ция ма­те­риа­ла не пре­вы­ша­ет 1 кг/м³). По­это­му сто­ит за­да­ча раз­ра­бот­ки кон­ст­рук­ций цен­тро­беж­ных клас­си­фи­ка­то­ров спо­соб­ных эф­фек­тив­но раз­де­лять в диа­па­зо­не 1 - 50 мкм с вы­со­кой про­из­во­ди­тель­но­стью.

Рис. 2.10. Поперечно-поточный классификатор с трубчатыми

решетками

Остановимся на рассмотрении конструкций центробежных сепараторов, которые применяются для разделения тонкодисперсных порошков в диапазоне 10-100 мкм и, следовательно, наиболее подходят для работы со струйными мельницами. Центробежные классификаторы условно можно разбить на две группы:

- с подвижным ротором;

- с неподвижной зоной сепарации, когда за счет специальной конструкции камеры организуется вращательное движение среды (закручивающие лопатки, тангенциальный подвод воздуха и т.д.).

Классификаторы первой группы в свою очередь можно разбить на два типа: циркуляционные (воздушно-замкнутые), и классификаторы с проходом воздуха через вращающийся ротор. По имеющимся в литературе сведениям последние обладают наибольшей эффективностью среди центробежных классификаторов. К этой группе относятся классификаторы фирмы "Альпине" и "Онода". Из отечественных наиболее эффективны классификаторы НИИ ПММ Томского государственного университета, однако они обладают производительностью не более 12 т/час и поэтому могут применяться в небольших размольных установках [20,24].

Учитывая, что большой спрос существует на высокопроизводительные установки, рассмотрим соответствующие конструкции аппаратов. Наибольшее распространение получили классификаторы Полизиус, Полидор, Гумбольт, Стюртевант. У нас в стране классификаторы выпускаются заводом Волгоцеммаш. Аппараты диаметром 5 м обеспечивают производительность 180 т/ч при производстве цемента. Однако в литературе практически отсутствуют сведения об остроте сепарации. Приведенные данные в /3,5,6,7/ свидетельствуют, что эффективность разделения этих аппаратов низкая (Х_25/75=25-30 %). Кроме того, аппараты данной группы характеризуются повышенным износом вращающихся частей [25, 26].

Анализ конструкций центробежных классификаторов показывает, что наиболее эффективны сепараторы второй группы, т.е. воздушно-проходные. Поэтому, остановимся на этих аппаратах несколько подробнее.

На рис. 2.13 представлена схема центробежного воздушно-проходного классификатора типа СПЦВ. Он состоит из двух ступеней, на первой гравитационно-инерционной ступени 2 выделяют из исходного продукта, поступающего вместе с транспортирующим газом через патрубок 1, наиболее крупные частицы. Затем материал вместе с газом закручивается лопатками 3 и попадает в центробежную зону 4, на стенках которой осаждается грубый продукт, а тонкий вместе с газом выводится через патрубок 5 [25].

Несмотря на широкое распространение, эффективность разделения в этих классификаторах весьма низкая (20-35 %). Граница разделения составляет 20-100 мкм. Низкая эффективность обусловлена двумя причинами. Во-первых, нерационально организован процесс во второй (центробежной) ступени, где разделение носит по существу циклонный характер. Это обуславливает значительное загрязнение грубого продукта тонкими частицами. Во-вторых, первая ступень не обеспечивает разделяющего действия, отделяя 15-20 % массы исходного продукта без его классификации. Сызранский турбостроительный завод производит эти классификаторы диаметром от 2,5 до 4,75 м и производительностью от 6 до 50 тонн.

Значительно эффективнее конструкции проходных классификаторов Ивановского энергетического института (ИЭИ). Базовая схема второй ступени этого аппарата показана на рис. 2.14. Особенностью конструкции является наличие четко выраженной квазиплоской вихревой ступени классификации 1, формируемой переносом лопаточного аппарата 2 в осевой зазор между наружным и внутренним корпусом, установкой конусной крышки 3 на регулирующих тягах 4 и ликвидацией выступающей внутрь зоны телескопической части выходного патрубка 5 [25].

Производительность классификатора (ИЭИ) повышена на 15-35 % по сравнению с классификаторами типа СПЦВ. Эффективность разделения по данным /3/ достигает 50-65 %. На базе рассмотренного классификатора разработан проходной центробежный классификатор с подводом вторичного воздуха (рис. 2.15). Экспериментальные исследования показали, что, регулируя расход вторичного воздуха и степень его закрутки лопатками 6, удается регулировать границу разделения от 20 до 200 мкм, не снижая эффективности.

Рассмотрим еще одну интересную конструкцию классификатор фирмы "СЭНСИН" (Япония), представленный на рис. 2.16. Это малогабаритный центробежный классификатор, выпускаемый для работы со струйными мельницами. В наклонной зоне классификации 1 между конусами 2 реализуется высокоэффективное вихревое разделение. Исходный материал поступает в сформировавшийся вихревой поток. Аппарат обладает производительностью до 1000 кг/час и эффективностью до 50 %.

Исследования последних лет в России и других странах показали, что возможности пневматической классификации далеко не исчерпаны. Реализация новых принципов организации процесса, в частности каскадного, позволила значительно увеличить эффективность разделителей [24, 27].

В лаборатории кафедры ОАСП УГТУ-УПИ изучались теоретические основы процесса пневматической классификации тонкодисперсных порошков и разрабатывались различные конструкции аппаратов для их практической реализации. Наиболее эффективным среди проходных центробежных сепараторов, разработанных на кафедре, является классификатор с распределенной подачей воздуха перечистки крупного продукта (рис. 2.17).

Классификатор состоит из входного патрубка 1, тангенциально соединенного с цилиндрической закручивающей камерой 2. Внутри камеры 2 соосно с ней расположен патрубок 3 вывода мелкого продукта и воздушного потока, к нижней части которого примыкает конфузор 4. Под камерой 2 располагается бункер крупного продукта разделения 5.

Кольцеобразный воздуховод подачи допол

нительного перечистного потока 6 охватывает снаружи нижнюю

Рис. 2.13. Схема классификатора СЦПВ

часть закручивающей камеры 2 и примыкающий снизу к ней диффузор 7. Дополнительный воздух для перечистки крупного продукта поступает через отверстия 8, расположенные равномерно на цилиндрической обечайке 9 воздуховода 6. Внутри воздуховода 6 на вертикальных осях 10 установлены направляющие лопасти 11 для закрутки перечистного потока. Направление закрутки лопастями 11 совпадает с направлением ввода пылевоздушной смеси через загрузочный патрубок 1. Аппарат снабжен дополнительным конусом 12, установленным под диффузором 7 с возможностью перемещения по вертикали и регулирования зазора между ними.

Аппарат работает следующим образом. Пылевоздушный поток, закрученный в камере 2 за счет тангенциального ввода,

Рис. 2.14. Схема центробежной ступени классификатора ИЭИ

с большой скоростью огибает конфузор 4. При этом под действием центробежных и инерционных сил исходный материал разделяется по крупности. Мелкие частицы увлекаются воздухом в выводной патрубок 3. Дополнительный перечистной воздушный поток огибает диффузор 7, пересекает поток крупных частиц материала, выходящий из закручивающей камеры 2 и перечищает его. Крупный продукт после перечистки осаждается в бункер 5. Изменение расположения по высоте дополнительного конуса 12 позволяет регулировать скорость перечистного потока в зазоре и автономно управлять процессом перечистки крупной фракции.

Рис. 2.15. Схема центробежного классификатора

с подводом вторичного воздуха

Рис. 2.16. Схема малогабаритного классификатора

фирмы “Сэнсин”

Рис. 2.18. Схема проходного центробежного классификатора

с подачей воздуха для перечистки крупного продукта

Дата добавления: 2015-10-02