Для успешного протекания процесса воздушной сепарации необходимо соблюдение следующих четырех условий разделения.

- Воздушный поток должен иметь однородное поле скоростей.

- Силы, действующие на каждую частицу, должны находиться в раз­личной функциональной зависимости от ее размера и иметь противополож­ное направление.

- Для частиц одного какого-либо размера, называемого границей разделения, во всей зоне сепарации должно устанавливаться динамическое равновесие. Частицы других размеров должны выноситься из зоны сепара­ции в различных направлениях: меньшие границы разделения — в одну сторону, большие — в другую.

- Величины сил, действующих на частицу любого размера, должны поддаваться регулированию в широких пределах.

В большинстве конструкций сепараторов обычно сочетаются несколько зон разделения и осаждения частиц, выполненных по различным принци­пиальным схемам. Но одна из них (главная зона разделения) как правило, оказывает преобладающее влияние на процесс сепарации в целом.

Материалы с успехом сортируются воздушными сепараторами, которые при­меняют для сортировки и более крупных материалов.

Воздушная сортировка, т. е. разделение частиц материала по круп­ности и удельному весу при помощи струи воздуха, основана на раз­личных скоростях выпадения частиц из воздушного потока.

Конструкция воздушных сепараторов должна обеспечить возмож­ность регулирования скорости воздушного потока и равномерное рас­пределение сортируемого материала, а также полное и своевременное удаление из сепаратора частиц материала, разделенных по крупности.

 Применяемые сепараторы можно разделить на три группы:

 1) камер­ные с горизонтальным воздушным потоком, создаваемые вентилятором, установленным вне сепаратора;

 2) ком­бинированные, в которых материал разделяется под действием центробеж­ной силы и восходящего воздушного потока, создаваемого вентилятором, встроенным в сепаратор;

 3) проточные с вертикальным воздушным потоком, создаваемым вентилятором, установ­ленным вне сепаратора.

ПЫЛЕОСАДИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА

На заводах промышленности строительных материалов при измель­чении материалов образуется много пыли. Наличие в воздухе цеха пы­ли в количестве 5—10 мг/м³ считается вредным, а более 30 мг/м³ — опасным. Вместе с тем пыль часто является весьма ценным материалом, и ее можно использовать в производстве.

Для улавливания пыли применяются установ­ки для сухой и мокрой очистки газов.

Для сухой очистки применяются:

1) пылеосадительные ка­меры;

2) циклоны и батарейные циклоны;

Конические инерционные пылеосадители;

4) фильт­ры;

Электрофильтры.

  Мокрую очистку газов рационально применять в тех случаях, когда        допустимы увлажнение и охлаждение очищаемого газа и когда отделяемые от газа твердые частицы могут быть использованы в процессе производства.                                                                                                      Мокрая очистка газов осуществляется следующими способами:        

1) газы соприкасаются с жидкостью, разбрызгиваемой в газовой среде;            

2) газ проходит через слои жидкости в виде от­дельных струек;

3) газовый поток под действием инерционных сил ударяется о стенки, смоченные водой, которая поглощает и удаляет взвешенные в газе частицы.                                                             

Для мокрой очистки отходящих газов находят применение аппараты с водяной пленкой, в кото­рых используются инерционные силы вводимого в них газового потока. Такие аппараты называют центробежными скрубберами или циклонами с во­дяной пленкой.

 

Примеры схем к задачам

Задача 1

Рисунок 1 – Схема технологической линии цеха помола клинкера с помольным агрегатом замкнутого цикла

Рисунок 2 – Схема технологической линии цеха помола клинкера с помольным агрегатом открытого цикла

Описание схем

Помольный агрегат (рисунок 1) состоит из трубной мельницы, циркуляционного сепаратора, дозирующего, транспортирующего, аспирационного оборудования, а также средств контроля и управ­ления процессом помола. В режиме замкнутого цикла он работает следующим образом. Клинкер, гипс и добавки в определенной про­порции после весовых дозаторов 2 поступают на ленточный транс­портер 1, который направляет шихту в загрузочное устройство трубной мельницы 10. В двухкамерной трубной мельнице (первая камера — шаровая загрузка, вторая — цильбепсная) происходит помол шихты.

Размолотый в мельнице материал поступает в двухходовой пере­ключатель 11, который при режиме замкнутого цикла подает его в азрожелоб 12. С помощью комплекса транспортирующих уст­ройств — ленточного транспортера 13, элеватора 7 — материал подается на высоту, где по аэрожелобу 6 его направляют в цирку­ляционный сепаратор 3 с выносными циклонами. В результате клас­сификации, осуществляемой сепаратором, материал разделяется на крупную фракцию (крупку) и готовый продукт — цемент. Крупную фракцию из сепатора по аэрожелобу 16 направляют обратно на домол в мельницу. Готовый продукт из циклонов сепаратора подают в приемный бункер 15. Из бункера, пройдя через затвор-мигалку, цемент разгружается в пневмокамерный насос 14, который транспортирует его в силосы.

Аспирационный запыленный воздух из сепаратора, элеватора и защитного укрытия ленточного транспортера, под действием раз­режения, создаваемого вентилятором 5, подают в рукавный фильтр 4 и после очистки сбрасывают в атмосферу. Уловленную пыль возвра­щают в бункер 15 готового цемента.

Аспирацию мельницы осуществляют под воздействием разреже­ния, создаваемого вентилятором. Запыленный воздух просасывают через аспирационную шахту 9, систему циклонов 8, рукавный фильтр и выбрасывают в атмосферу. Уловленную в циклонах и фильтре пыль возвращают в сепаратор.

Данная схема предусматривает возможность работы помольного агрегата и в режиме открытого цикла. В этом случае с помощью двухходового переключателя 11 цемент из мельницы направляют непосредственно в пневмокамерный насос для транспортирования в цементные силосы.

Работа технологической линии (рисунок 2) осуществляется следующим образом. Клинкер из силосов (или склада) и подсушенные гипс и добавки подаются в бункеры 3. Из бункеров в определенной весовой пропорции компоненты шихты дозаторами 2 и ленточным транспортером 1 направляются для совместного помола в трубную мельницу. Готовый продукт — цемент — из мельницы поступает в расходный бункер 15, из которого с помощью пневмовинтового насоса 14 транспортируется в силосы 13.

Для интенсификации помола (повышения производительности мельницы, улучшения условий измельчения) применяют аспирацию мельницы. Благодаря создаваемому разрежению в мельнице устра­няется возможность выделения из агрегата пыли, понижается тем­пература выходящего из мельницы цемента и соответственно узлов мельницы.

Запыленный воздух после мельницы очищают следующим обра­зом. Поступающий из мельницы под действием разрежения, созда­ваемого вентилятором 12, запыленный воздух после грубой очистки в аспирационной шахте 9 поступает в циклоны 10, затем направ­ляется для окончательной очистки в электрофильтр, из которого отсасывается вентилятором 12 и сбрасывается в атмосферу. Це­мент, осажденный в циклонах 10 и электрофильтре 11, направляют в бункер 15 цемента для дальнейшего транспортирования насосом 14 в силосы 13 хранения цемента.

В местах выгрузки компонентов шихты на ленточный транспор­тер устанавливают заборные устройства 6, с помощью которых отсасывают запыленный воздух вентиляторами 5. Запыленный воз­дух, проходя через рукавные фильтры 4, очищается и сбрасывается в атмосферу. Уловленную в рукавных фильтрах пыль от компонен­тов шихты возвращают в соответствующие бункеры 3.

Силосы цемента и расходный бункер 15 оснащены установками, производящими очистку избыточного в них воздуха с помощью рукавных фильтров.

Вопросы для самоконтроля

1 Изложите принцип работы сепараторов для воздушной сортировки материалов.

2 Как классифицируются аппараты для воздушной сортировки материалов?

3 Каковы назначение проточного сепаратора, его устройство и работа?

4 Какие типы установок применяются для пылеосаждения?

5 Какие устройства применяются для сухой очистки пылевоздушных потоков?

6 Какие устройства применяются для мокрой очистки пылевоздушных потоков?

7 Как устроен и работает, для чего служит циклон?

8 Что вы знаете об устройстве, работе и назначении батарейного циклона?

9 Расскажите о рукавном матерчатом фильтре (устройство, работа, на­значение).

Практическая работа № 11