Главная страница Случайная страница
Разделы сайта
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Конструкции сушилок
|
|
Для сушки продуктов обогащения применяют два основных типа сушилок - с газовым и паровым обогревом.
Газовые сушилки конвективного типа, а паровые - контактного.
Сушилки газового типа конструктивно оформлены в следующие типы:
1) барабанные;
2) трубы сушилки;
3) установки кипящего слоя;
4) распылительные установки.
 |
С паровым обогревом чаще всего применяют сушилки трубчатого типа. Газовая барабанная сушилка представлена на рис.11.9. Материал из бункера и топочные газы из топки поступают в трубчатый барабан, который для облегчения прохождения материала устанавливается наклонно (1 ÷ 5°) к горизонту. Пройдя барабан, материал выгружается, а газы очищаются в циклоне и пылевой камере, а часто и в электрофильтре. Принудительный поток воздуха создается вентилятором.
Для заполнения барабана материалом и для эффективного его перемешивания устанавливают в барабане насадки различной формы (рис.11.10)
 |
Подъемно-лопастная система (а) применяется при сушке крупнокускового материала, склонного к налипанию. Секторная система (б) применяется при сушке крупнокусковых материалов, обладающих большим удельным весом или малой сыпучестью.
Распределительная система (в, г) применяется при сушке мелкокусковых сыпучих материалов.
Перевалочная система (д) применяется при сушке мелких пылящих материалов.
Газовые трубы сушилки предназначены для сушки продуктов обогащения крупностью не более 13 ÷ 15 мм.
Эти сушилки нашли широкое применение для сушки угольных концентратов и могут бытьтакже применены для сушки мелких концентратов других полезных ископаемых с небольшим удельным весом.
Трубы-сушилки выполняются диаметром 650 ÷ 1200 мм, длиной от 14 до 35м.
Схема цепи аппаратов сушильной установки с газовой трубой-сушилкой показана на рис. 11.11.
 |
Сырой материал из бункера забрасывается питателем в трубу навстречу поднимающимся топочным газам. Скорость их такова, что большая часть материала увлекается вверх потоком сушильного агента. Отделение твердого от газа происходит в циклоне 9 и батарейном циклоне 10. Время нахождения материала до отделения в циклонах от потока дымовых газов равно времени сушки и обычно мало. Некоторая часть скомкивавшегося сырого материала проваливается и выгружается снизу.
Поскольку сушка идет быстро, температура газов, поступающих в трубу-сушилку, должна быть не менее 500 ÷ 600 °С, а на выходе не менее 90 ÷ 100 °С.
Скорость движения дымовых газов должна быть больше скорости витания частиц в воздухе. Для обеспечения необходимой скорости газа установлен дымосос. В циклонах выделяется готовый высушенный материал. Мокрый пылеуловитель установлен для очистки газов перед выбросом в атмосферу. Если в высушиваемом материале содержится много частиц, уносящихся в мокрый пылеуловитель, то эффективность этого метода снижается.
Сушка газами в кипящем слое материала представляет процесс, когда в слое сушимого материала частицы его под воздействием аэродинамических сил газового потока расходятся в псевдосжиженном состоянии. Частицы совершают беспорядочное движение, напоминающее собой картину кипения. Вынос частиц из слоя при этом минимален. Скорость газа равна скорости псевдосжижения. Процесс в кипящем слое позволяет значительно увеличить поверхность контакта между частицами материала и сушильным агентом, интенсифицировать испарение влаги из материала и сократись (до некоторых минут) продолжительность сушки.
Наиболее распространены однокамерные сушилки непрерывного действия (рис.11.12). Высушиваемый материал подается из бункера 1 питателем 2 в слой материала, кипящего на газораспределительной решетка 3, установленной в камере 4 сушилки. Топочные газы в смеси с воздухом нагнетаются, вентилятором 6 под решетку со скоростью, обеспечивающей ожижение материала.
За время нахождения материала в слое, в контакте с топочным газом, материал высушивается и ссыпается через штуцер на транспортер, а газ проходит очистку в циклонах и выбрасывается в атмосферу.
Скорость газа внизу камеры должна превышать скорость осаждения самых крупных частиц, а вверху - быть меньше скорости осаждения самых мелких. Для этого сушильную камеру делают конической формы.
 |
Еще большая интенсивность испарения влаги достигается в распылительных сушилках, в которых материал подается в сушильную камеру в тонко-дисперсном состоянии за счет распыления. Удельная поверхность испарения влаги становится столь большой, что процесс высушивания завершается чрезвычайно быстро (примерно за 15 ÷ 30 с).
Поскольку сушка протекает быстро, то не опасно применять сушильный агент с большой температурой, т.к. поверхность материала не успевает обгореть. Времени хватает только на испарение влаги.
Распыление осуществляется механическими и пневматическими форсунками, а также с помощью центробежных дисков, вращающихся со скоростью от 4000 до 20000 оборотов в 1 минуту.
В распылительной сушилке (рис.11.13) материал подается в камеру 1 через форсунку 2.
 |
Сушильный агент движется параллельным током с материалом. Мелкие частицы высушенного материала (размером до нескольких микрон) осаждаются на дно камеры и отводятся шнеком 3. Обработанный сушильный агент после очистки от пыли в циклоне 4 и рукавном фильтре 5 выбрасывается в атмосферу. Необходимая скорость движения сушильного агента обеспечивается вентилятором, а его нагрев осуществляется в калорифере 7.
Для уменьшения пылевыноса приходится снижать скорость газа до 0, 3 ÷ 0, 5 м/с, для чего необходимо делать сечение сушильной камеры большим. Кроме того, необходимы громоздкие пылеуловительные установки и дорогостоящие устройства для распыления. Поэтому распылительные установки довольно сложны и дороги в эксплуатации.
Паровые барабанные трубчатые сушилки предназначены для сушки мелких продуктов обогащения крупностью до 6 мм. Они применяются в тех случаях, когда имеется дешевый отработанный пар, а также, когда важно избежать загрязнении концентрата при сушке и уменьшить его потери в пыли.
Контрольные вопросы
1. Какие два основных процесса протекают при сушке материала?
2. Какие основные виды сушки различают в настоящее время?
3. Какой из видов сушки в настоящее время наиболее предпочтителен?
4. Что такое влагосодержание материалов?
5. Какой пар называют насыщенным?
6. Какой пар называют ненасыщенным?
7. Какие газовые законы можно применять к ненасыщенному пару?
8. Какие газовые законы можно применять к насыщенному пару?
9. От каких параметров зависит конечная влажность материала?
10. Какую влагу обычно не удаляют при сушке и почему?
11. Почему кривая сушки характеризуется участками различной кривизны?
12. Как определяется скорость сушки?
13. Какие параметры влажного воздуха обычно определяют на практике?
14. Что такое J - x - диаграмма влажного воздуха?
- Как можно изобразить процесс изменения состояния воздуха на J - x диаграмме?
- В чем заключается процесс сушки топочными газами?
Литература
1. Кольцов В.Б., Рябышенков А.С., Филимоненко О.П. Процессы и аппараты защиты окружающей среды. - М: МИЭТ, 2000. - 112 с.
2. Родионов А.И., Клушин В.М., Систер В.Г. Технологические процессы экологической безопасности. - Калуга, 2000. - 799 с.
3. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии. - М.: Химия, 1971. - 784 с.
4. Раков Э.Г., Хаустов С.В. Процессы и аппараты производств радиоактивных и редких металлов. - М.: Металлургия, 1993. - 383 с.
5. Самыгин В.Д. Обезвоживание пылеулавливание и отчистка сточных вод: курс лекция. - М.: МИСиС, 1976. - 213 с.
6. Коган В.Б. Теоретические основы типовых процессов в химической технологии - М.: Химия, 1977. - 592 с.
7. Руденко К.Г., Шемаханов М.М. Обезвоживание и пылеулавливание на обогатительных фабриках. - М.: Недра, 1967. - 371 с.
Оглавление
Введение.................................................................................................................. 3
Глава 1. Основные законы термодинамики. Понятие энтропии как функции обесценивания энергии и стремления системы к хаосу...................................... 6
1.1 Понятие «энтропия». Принцип существования и возрастания энтропии 7
1.2. Энергоэнтропийная концепция аварийности и травматизма....... 19
1.3. Воздействие промышленного производства на природу. Ресурсосберегающая технология. Материальный баланс производства................................................ 21
1.4. Классификация основных процессов................................................ 25
1.5. Общие принципы анализа и расчета процессов и аппаратов....... 30
1.5.1. Материальный баланс............................................................... 31
1.5.2. Энергетический баланс............................................................ 32
1.5.3. Интенсивность процессов и аппаратов................................. 33
1.5.4. Определение основных размеров аппаратов...................... 36
1.5.5. Моделирование и оптимизация процессов и аппаратов... 37
Глава 2. Классификация двухфазных систем.................................................. 41
2.1. Методы обезвоживания........................................................................ 41
2.2. Формы связи воды с твердым телом. Энергия связи различных форм воды с твердым телом............................................................................................................... 43
2.3. Влагоудерживающая способность твердых тел. Влияние основных факторов на степень обезвоживания............................................................................................... 46
Глава 3. Отделение жидкости под действием механических методов...... 50
3.1. Обезвоживание кускового материала дренированием................. 50
3.1.1. Гидродинамика течения жидкости под влиянием собственного веса в порах осадка.................................................................................................................. 50
3.2. Отстаивание под действием силы тяжести....................................... 54
3.2.1. Основные понятия. Классификация суспензий................... 54
3.2.2. Способы выражения и расчета концентрации твердого в пульпе 59
3.2.3. Исследование скорости расслоения суспензий I-го и II-го классов методом длинной трубки............................................................................................ 61
3.2.4. Качественное описание процесса расслоения суспензий III и IV классов........................................................................................................................................... 64
3.2.5. Расчет удельной поверхности сгущения по методу Коу и Клевенжера 66
3.2.6. Расчет удельной поверхности по методу Кинча................ 68
3.2.7. Определение высоты сгустителя............................................ 69
3.2.8. Пример расчета сгустителя по методу Кинча..................... 71
Глава 4. Применение центробежной силы при обезвоживании................. 75
4.1. Основные понятия.................................................................................. 75
4.2. Особенности применения гидроциклонов для обезвоживания... 75
4.3. Особенности применения центрифуг для сгущения суспензий.. 78
4.4 Основные закономерности разделения суспензий в осадительных центрифугах. Индекс производительности...................................................................................... 80
4.5 Физические основы разделения суспензий в фильтрующих центрифугах 82
Глава 5. Фильтрование......................................................................................... 86
5.1. Основные понятия. Классификация................................................... 86
5.2. Физические основы фильтрации с образованием осадка. Гидродинамика течения жидкости через пористые и зернистые слои.......................................................... 88
5.3. Основное уравнение фильтрации....................................................... 91
5.4. Определение оптимальных условий работы фильтров. Экономически выгодный цикл фильтрации........................................................................................................... 94
5.5. Применение уравнения фильтрации. Определение удельного сопротивления осадка и его сжимаемости.......................................................................................... 96
5.6. Фильтровальные перегородки............................................................ 99
5.7. Конструкции фильтров. Периодически и непрерывно действующие. Классификация. Фильтры, работающие под давлением. Вакуум-фильтры. Способы снятия осадка.............................................................................................................................. 100
5.8. Выбор и расчет фильтров..................................................................... 111
5.9. Схемы подсоединения вакуум-фильтров......................................... 113
Глава 6. Агрегирование........................................................................................ 117
6.1. Теория процесса агрегирования. Механизмы встреч частиц друг с другом. Понятие о расклинивающем давлении.................................................................... 117
6.2. Три слагающие поверхностных сил (расклинивающего давления). Двучленный закон взаимодействия.................................................................................................. 120
6.3. Силы Ван-дер-Ваальса. Слагающие сил Ван-дер-Ваальса. Ван-дер-ваальсово взаимодействие между молекулами и конденсированными фазами............... 124
6.4. Природа ионно-электростатических сил. Закономерность изменения их вглубь раствора.......................................................................................................................... 129
6.5. Гидратационная слагаемая поверхностных сил (расклинивающего давления)........................................................................................................................................... 132
6.6. Три механизма агрегирования: коагуляция, флокуляция, мостиковая флокуляция........................................................................................................................................... 133
6.7. Основные принципы селективной агрегации частиц..................... 137
6.8. Характеристика применяемых высокомолекулярных синтетических флокулянтов................................................................................................................... 140
Глава 7. Абсорбция............................................................................................... 144
7.1. Общие сведения...................................................................................... 144
7.2. Равновесие при абсорбции................................................................... 145
7.3. Материальный и тепловой балансы процесса................................. 150
7.4. Скорость процесса................................................................................. 156
Глава 8. Адсорбция............................................................................................... 161
8.1. Общие сведения...................................................................................... 161
8.2. Характеристики адсорбентов и их виды........................................... 162
8.3. Равновесие при адсорбции................................................................... 167
8.4. Кинетика адсорбции.............................................................................. 170
8.5. Десорбция................................................................................................ 174
Глава 9. Флотация.................................................................................................. 178
9.1. Общие сведения...................................................................................... 178
9.2. Теоретические основы процесса флотации..................................... 180
9.3.Флотационные реагенты и их классификация.................................. 195
9.4. Механизм действия собирателей....................................................... 197
9.5. Реагенты-депрессоры............................................................................ 202
9.6.Реагенты-активаторы.............................................................................. 211
9.7. Реагенты-регуляторы среды................................................................ 214
9.8. Реагенты-пенообразователи................................................................ 217
Глава 10. Экстракция............................................................................................ 224
10.1 Процессы экстракции в системах жидкость-жидкость................ 224
10.1.1. Общие сведения....................................................................... 224
10.1.2. Равновесие в системах жидкость – жидкость................... 226
10.1.3. Методы экстракции................................................................. 237
10.2. Процессы растворения и экстракции в системах твердое тело - жидкость 245
10.2.1. Общие сведения....................................................................... 245
10.2.2. Равновесие и скорость выщелачивания.............................. 247
Глава 11. Сушка..................................................................................................... 253
11.1. Основные понятия. Параметры, подлежащие расчету................ 253
11.2. Равновесное содержание влаги при сушке. Кинетика сушки. Понятие о напряжении объема сушилки.................................................................................... 255
11.3. Основные параметры влажного воздуха........................................ 259
11.4. J - X - диаграмма влажного воздуха................................................ 263
11.5. Изображение процессов изменения состояния воздуха на J - x на диаграмме........................................................................................................................................... 264
11.6. Материальный и тепловой балансы сушки.................................... 267
11.7. Расчет удельных расходов воздуха и тепла на сушку................ 270
11.8. Расчет сушилки в случае частичной рециркуляции обработанного воздуха 272
11.9. Сушка топочными газами.................................................................. 275
11.10. Конструкции сушилок...................................................................... 277
Литература.............................................................................................................. 285
|
|