Процессы обезвоживания, окомкования и складирования продуктов обогащения

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева»

Кафедра обогащения полезных ископаемых

Курсовой проект

ПРОЦЕССЫ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ, ОКОМКОВАНИЯ И СКЛАДИРОВАНИЯ ПРОДУКТОВ ОБОГАЩЕНИЯ

Прокопьевск 2019



Сушилка кипящего слоя

Исходные данные для расчета:

Производительность сушилки по сырому материалу М₁ = 100, т/ч;

Начальная влажность материала щ₁ = 21, %;

Конечная влажность материала щ₂ = 7,5, %;

Максимальный кусок угля d = 100, мм;

Температура газов на входе в сушилку t₁ = 650?;

Температура газов при выходе из сушилки t₂ = 120?;

Температура воздуха поступающего в топку t₃ = 19?;

Влагосодержание воздуха d₀ = 9,56 гр/кг

Энтальпия воздуха

Начальная температура материала

Конечная температура материала

Состав рабочей массы топлива:

углерод С^p = 47 %;

водород Н^p = 3,0 %;

кислород O^p = 3,5 %;

азот N^p = 0,9 %;

сера S^p = 2%;

влажность топлива W^p = 6%;

зольность топлива A^dp = 37,6 %.



Содержание

1. Общие положения

2. Материальный баланс термоаэроклассификатора

3. Расчет топки сушильной установки

4. Выбор и расчет оборудования системы пылеулавливания

5. Теоретическая часть



1. Общие положения

Цель курсового проекта - выбор и расчет сушильных установок обогатительной фабрики. На основе заданных характеристик сушимого продукта, топлива для топки, кондиций на высушенный продукт, требований к безопасности процесса сушки, экологических требований, производится выбор и определение количества топочных устройств, сушильных агрегатов и оборудования системы пылеулавливания.

Задачи курсового проекта

1. Выбрать тип сушильного агрегата, топки, схемы и оборудования пылеулавливания.

2. Определить необходимое количество и размеры сушильных агрегатов.

3. Определить необходимое количество тепла, размеры и количество топок.

4. Определить тип и количество оборудования на каждой стадии пылеулавливания.

5. Оформить пояснительную записку.

2. Материальный баланс термоаэроклассификатора

1. Производительность по испаренной влаге

где - начальная влажность материала, %;

- конечная влажность материала, %;

- производительность термоаэроклассификатора, т/ч.

2. Производительность по высушенному углю

2.1 Расчет процесса горения.

1. Теплота сгорания топлива по Менделееву:

низшая

высшая

2. Теоретически необходимые масса и объем сухого воздуха, для сжигания 1 кг топлива

3. Энтальпия водяного пара в газах на входе в термоаэроклассификатор



4. Коэффициент избытка воздуха в газах на входе в термоклассификатор теплоемкость сухих газов определяется по формуле

где кпд топки и камеры смешения, учитывающий потери тепла в окружающую среду[1, с. 180];

- энтальпия воздуха, кДж/кг (прил. 13);

- влагосодержание воздуха, г/кг сухих газов (прил. 13);

5. Масса водяных паров на входе в термоаэроклассификатор, получаемых в результате сжигания 1 кг топлива

6. Масса сухих газов на входе в термоаэроклассификатор, получаемых в результате сжигания 1 кг топлива

7. Влагосодержание газов на входе в термоаэроклассификатор

2.2 Тепловой баланс термоаэроклассификатора

1. Расход тепла на испарение из угля 1 кг влаги

2. Расход тепла на нагрев угля

где - теплоемкость сухого материала (прил. 12);

- теплоемкость воды [1, с. 151].

1. Потери тепла в окружающую среду

2. Расход сухих газов на 1 кг испаренной влаги

3. Потери тепла с отходящими газами

Суммарные затраты тепла на испарение 1 кг влаги

Часовой расход топлива

3. Влагосодержание газов на выходе из термоаэроклассификатора

4. Среднее влагосодержание газов

5. Средняя разность температур между газом и материалом



6. Средняя температура газов в термоаэроклассификаторе

7. Средний расход смеси сухих газов и водяного пара, отнесенный к 1 кг сухих газов

8. Средний расход газов в термоаэроклассификаторе

9. Средняя плотность газов в термоаэроклассификаторе

10. Средний объемный расход газов в термоаэроклассификаторе



2.3 Определение габаритных размеров термоаэроклассификатора

1. Скорость витания частиц материала максимальных размеров

где - плотность частицы, (для угля );

- максимальный кусок угля, мм (прил. 1);

2. Скорость витания частиц материала граничного размера

где - минимальный кусок угля, мм (6-10 мм);

3. Активная скорость газов

4. Плотность газов на входе в термоаэроклассификатор

5. Объем газов на входе в термоаэроклассификатор

6. Площадь живого сечения газораспределительной решетки термоаэроклассификатора

7. Площадь газораспределительной решетки термоаэроклассификатора

где - живое сечение термоаэроклассификатора (0,12-0,16) [5, с. 91].

8. Диаметр прутка газораспределительной решетки

где - зазор между прутками, мм [5, с. 91].

9. Объем термоаэроклассификатора (от газораспределительной решетки до выхода термоаэроклассификатора)

где - напряжение по испаренной влаге (500-800), [5, с. 91].

4. Высота термоаэроклассификатора (от газораспределительной решетки до выходного окна)

3. Расчет топки сушильной установки

Для примера расчета используем значения необходимых параметров, полученных при расчете газовой барабанной сушилки.

Размеры растопочных труб определяются объемом пропускаемых через них газов.

Производим расчет топки типа ТЧЗ, так как топки этого типа являются наиболее высокопроизводительными и универсальными.

1. Находим расход тепла на испарение из материала 1 кг влаги

2. Определяем количество теплоты необходимое для испарение всей влаги

3. Расчитываем размер колосниковой решетки выбранного типа топок.

Принимаем размер колосниковой решетки (прил. 5)

где - тепловое напряжение площади колосниковой решетки (1200-1400)•10³ ккал/м²ч [2, с. 253].

Принимаем

Принимаем топку типа ЧЗ 2700 х 4000 (прил. 5).

4. Рассчитываем теплонапряжение топочного объема

где - тепловое напряжение для топки с цепной решеткой обратного хода или пневмо-забрасывателем (150 -240) •10³ ккал/м²ч [2, с. 254].

Принимаем

Высота топки:

5. Рассчитываем площадь сечения трубы



где - коэффициент, характеризующий пропускную способность растопочной трубы () [2, с. 258].;

- расход топлива, кг/ч;

- температура газов на входе в трубу,

- скорость газов в трубе (4 - 10 м/с) [2, с. 259], принимаем

- полный объем газов на 1 кг сжимаемого топлива,

где - коэффициент избытка воздуха в топке;

- объем теоретически необходимого воздуха, требующегося для сжигания 1 кг топлива, м³/ч.

6. Рассчитываем диаметр трубы

принимаем трубы диаметром 1200 мм, сечением 1,13 м². Количество труб в установке должно обеспечивать скорость газов в пределах допустимой. Для наших условий это будет 4 трубы.

При принятой компоновке газовый поток разделится на 4 потока и составит

Проверяем скорость в каждой трубе

что не привышает допустимой скорости газов в трубе равной 10 м/с.

4. Выбор и расчет оборудования системы пылеулавливания

Расчет циклонов

Для примера расчета используем значения необходимых параметров, полученных при расчете газовой трубы сушилки.

1. Задаемся типом циклона (прил. 7). В данном примере принимаем циклон типа ЦН-15

2. Рассчитываем необходимую площадь сечения циклонов

где - общий расход газа, м³/с;

- оптимальная скорость газа в аппарате (прил. 8).

3. Определяем диаметр циклона



где - количество циклонов, при котором не должно привышать более чем на 15 %.

4. Расчитываем действительную скорость газов в циклоне

5. Определяем коэффициент гидравлического сопротивления

где - поправочный коэффициент на диаметр циклона (прил. 8);

- поправочный коэффициент на запыленность газа (прил. 8);

- коэффициент учитывающий дополнительные потери давления, связанные с компоновкой циклонов в группу;

- коэффициент гидравлического сопротивления (прил. 8).

6. Расчитываем потери давления в циклоне

где - плотность газа кг/м³ [1, с. 180].



5. Теоретическая часть

Правила технической эксплуатации сушилок кипящего слоя

Настоящие правила распространяются на все сушильные установки, непрерывного или периодического действия, работающие при атмосферном давлении или под вакуумом. Камеры сушилок должны быть герметичны. У дверей камер должны быть установлены рычажные, клиновые, винтовые или другие устройства, плотно закрывающие двери. Если в конвейерных сушилках по условиям эксплуатации не могут быть устроены двери или конструкция сушилки не обеспечивает зону с нулевым давлением, у входа и выхода из сушилки необходимо устраивать тепловые (воздушные) завесы. Сушильные установки должны иметь тепловую изоляцию, обеспечивающую минимальные потери тепла; при установке сушилок на открытом воздухе теплоизоляция должна быть влагоустойчивой. В сушильных установках, в которых происходит пропаривание материала или изделий, все ограждения должны покрываться слоем гидроизоляции. Сушилки для взрывоопасных материалов должны быть снабжены взрывными клапанами. Трубы от клапанов должны быть выведены наружу, за пределы цеха. Сушилки для ядовитых едких материалов должны устанавливаться в специальных изолированных помещениях.

Загрузка и выгрузка их, как правило, должны быть механизированы. Все сушилки (кроме конденсационных) должны быть обеспечены вытяжной вентиляцией. При установке в сушилке на одном валу нескольких осевых вентиляторов для равномерной циркуляции воздуха должны устанавливаться на один вал с одной стороны вентиляторы правого, а с другой стороны - вентиляторы левого вращения или должен быть реверсивный привод. В сушилках с принудительной циркуляцией воздуха должны устанавливаться ребристые, гладкотрубные подогреватели или пластинчатые калориферы. Для лучшего обеспечения стока конденсата пластинчатые калориферы должны устанавливаться вертикально. Для обеспечения равномерного распределения воздуха в сушильной камере должны устанавливаться направляющие экраны, решетки и другие устройства. Не допускается сушка материалов в камерных сушилках с неполными габаритами штабеля по высоте. При сушке порошкообразных или дробленых материалов должна производиться очистка удаляемого из сушилки воздуха путем устройства пылеосадочных камер, сухих или мокрых циклонов, мультициклонов, матерчатых фильтров или электрофильтров. В этих сушилках должна применяться рециркуляция воздуха.

Кратность рециркуляции воздуха должна быть определена расчетом по режиму сушки, по противопожарным нормам концентрации взрывоопасных паров и пыли, выделяемых при сушке, и указана в инструкции. У сушильной камеры должны быть карта технологического режима и часовой циферблат со стрелками, указывающими время выгрузки высушиваемого материала. Режим работы сушильных установок и установление характеристики работы основного и вспомогательного оборудования определяются эксплуатационными испытаниями, которые должны производиться: а) после капитальных ремонтов сушилок; б) после внесения конструктивных изменений или проведения рационализаторских мероприятий, требующих проверки; в) для устранения неравномерности сушки, связанной с бра ком продукции. При испытаниях сушилки должны определяться количество и параметры греющего теплоносителя, температура и влажность сушильного воздуха в разных точках камеры, коэффициент теплопередачи нагревательных поверхностей, производительность и число оборотов вентиляторов и электродвигателей (в сушилках с принудительной циркуляцией воздуха). В заводской или цеховой лаборатории должны быть в наличии электросушильный шкаф, аналитические и технические весы для определения влажности высушиваемого материала и не менее двух эксикаторов. Поверхность нагрева калориферов сушильных установок должна подвергаться периодической очистке.

Параметры системы контроля

Температура в кипящем слое довольно точно характеризует конечную влажность материала, так что, регулируя температуру слоя, можно обеспечить требуемое значение показателя эффективности. На практике осуществляют два способа регулирования температуры слоя: изменением загрузки влажного материала и изменением расхода сушильного агента.

При использовании первого способа может автоматически увеличиться производительность сушилки (в случае уменьшения начальной влажности материала). Однако в этом случае между сушилкой и предыдущим технологическим аппаратом должен быть помещен промежуточный бункер, что нежелательно, а часто и просто недопустимо (из-за тенденции влажного материала к свободообразованию и зависанию в бункере). Схема автоматического управления работой такой сушилки включает в себя узлы регулирования соотношения расходов топлива и первичного воздуха, температуры сушильного агента на входе в сушилку, расхода сушильного агента, температуры кипящего слоя, уровня кипящего слоя и разрежения в сушилке.

Регулирование уровня слоя обеспечивает определенное время пребывания материала в сушилке и исключает унос материала с сушильным агентом. При этом достигается постоянное гидродинамическое сопротивление слоя и оптимальный аэродинамический режим процесса сушки. Регулирование уровня слоя осуществляется с помощью регулятора перепада давлений под решеткой и в верхней части аппарата; регулирующее воздействие вноситься путем изменения расхода материала, выводимого из сушилки. Регуляторы температуры слоя и перепада давления воздействуют на вариаторы, изменяющие скорость вращения барабанов лопастных питателей.

При использовании второго способа регулирования температуры слоя регулирующее воздействие вносится изменением расхода топлива, температура сушильного агента на входе в сушилку регулируется изменением расхода вторичного воздуха.

Оптимизация процесса сушки.

Текущие значения расхода влажностей подаются на вычислительное устройство, рассчитывающее критерий оптимальности. Выходной сигнал с этого устройства поступает на экстремальный регулятор, который изменяет поочередно расходы сушильного агента и влажного материала, отыскивая наилучшее значение критерия оптимальности процесса. При работе экстремального регулятора вводится ограничение по минимальной влажности сухого материала. Начальная температура сушильного агента в данной схеме стабилизируется путем изменения расхода теплоносителя, подаваемого в теплообменник.

Регулирование высоты слоя

Система автоматизации процесса сушки, помимо стабилизации температуры слоя и согласования нагрузок, должна также выполнять стабилизацию сопротивления слоя. Стабилизация сопротивления слоя необходима, поскольку значительные колебания количества материала в слое и соответственно его сопротивления может привести к аварийному состоянию, а также к нарушению гидродинамического режима процесса, а в ряде случаев и гранулометрического состава продукта.

Поддержание постоянного сопротивления слоя (или суммарного перепада в слое и газораспределительной решетке) выполняется регулятором путем изменения количества выгружаемого из слоя сухого материала. Такое регулирование достигается в результате изменения производительности выгрузного устройства (секторного затвора, шнека), оснащаемого регулируемым приводом. Вывод сухого материала осуществляется на уровне решетки аппарата.

В некоторых случаях, особенно в сушилках большой мощности (100 т/ч и выше) можно рекомендовать установку переливных течек, используемых, однако, только в аварийных случаях при остановках принудительной выгрузки, поскольку они неудобны в эксплуатации, -- при небольшом разрежении в аппарате через них подсасывается воздух, а при кратковременных прекращениях загрузки, в результате интенсивного кипения слоя и перехлестывания его через края течки, высота слоя сильно понижается. В верхней части аппарата должно поддерживаться небольшое разрежение порядка 5-- 10 мм. вод. ст., чтобы не допустить проникновения запыленных газов из аппарата в рабочее помещение через загрузочную течку. Это достигается при помощи установки направляющего аппарата на всосе дымососа, управляемого регулятором разрежения.

Регулирование расхода воздуха

Наиболее важным условием обеспечения нормального режима процесса является поддержание постоянного расхода воздуха и, соответственно, скорости газа в слое. Особенно резкие нарушения гидродинамики слоя влечет за собой понижение расхода воздуха ниже определенного предела, характерного для данного материала. При повышенном расходе воздуха увеличивается вынос материала из слоя, что приводит к повышению нагрузки на пылеулавливающие устройства и увеличению потерь продукта.

Регулирование количества воздуха, подаваемого вентилятором, производится при помощи лепесткового направляющего аппарата, установленного на всосе вентилятора. Управление направляющим аппаратом выполняется дистанционно. Опыт эксплуатации промышленных сушильных установок показывает, что при стабилизации сопротивления слоя и величины разрежения в верхней части аппарата количество подаваемого вентилятором воздуха остается практически постоянным в течение весьма длительных промежутков времени и лишь изредка может потребоваться небольшая корректировка. Изменение количества подаваемого воздуха в значительных пределах бывает необходимым лишь в аварийных случаях, например при кратковременных остановках и т. п. Поэтому для регулирования общего расхода воздуха не требуется автоматического регулятора и можно ограничиться дистанционным управлением с пульта. Поскольку расходы воздуха и топлива, поступающих в топку, можно измерить достаточно точно, экономичность процесса горения обеспечивается путем поддержания постоянного соотношения топливо -- воздух.

Пуск и остановка сушилки кипящего слоя с топкой, работающей под давлением

Пуск установки производят в следующей последовательности: включают дымосос, разжигают топку, пускают головной вентилятор, загружают подушку из сухой соли и после нагревания ее выше 100 °С начинают загрузку влажного материала и одновременно выгрузку из аппарата сухого.

При остановке вначале прекращают подачу газа и влажного материала, перекрывают подачу воздуха в камеру горения, некоторое время продувают слой, температура которого при прекращении подачи влажного материала обычно повышается, останавливают головной вентилятор и затем дымосос.

Регулирование процесса происходит путем стабилизации температуры и высоты слоя. Стабилизацию температуры слоя осуществляют соответственным изменением количества подаваемой соли. Для грубой регулировки процесса служит шибер на буферном бункере.

Средства контроля и дистанционного управления смонтированы на панелях в помещении операторной.

Для устранения прорыва газов у стенок между решеткой и корпусом аппарата необходимо самым тщательным образом произвести укладку и уплотнение отдельных элементов решетки.

По периферии аппарата на огнеупорную футеровку укладывается металлическое опорное кольцо, которое приваривается к корпусу аппарата. На это кольцо на асбестовой прокладке укладываются элементы решетки. Между решеткой и корпусом аппарата оставляется зазор для температурного расширения заполняемый шнуровым асбестом. Поверх уложенной решетки по периферии накладывается металлический пояс, прижимающий решетку к опорному кольцу при помощи клиньев или болтов.

Сушка концентратов в кипящем слое требует равномерного распределения по поверхности слоя влажного материала, так как при точечной загрузке нарушается гидродинамика процесса. Воздух, нагретый в опорных балках под газораспределительной решеткой, подается под забрасыватель через щелевидные отверстия и используется для улучшения распределения загружаемого материала по поверхности слоя.

Наличие в схеме двух вентиляторов-нагнетательного и дымососа-позволяет обеспечить в верхней части сушилки давление, близкое к атмосферному давлению, что упрощает конструкцию загрузочных и разгрузочных устройств.

Запыленность воздуха перед гидроциклонами и перед мокрыми пылеуловителями оборудование пылеулавливатель сушилка гидроциклон

Работа циклонов основана на использовании силы инерции. Газ поступает в патрубок со скоростью 2025 м/с. Будучи подведен тангенциально, газ получает вращательное движение и разворачивается вниз, одновременно совершает вращательное и поступательное движение. Приближенно можно считать, что все частицы газа движутся с постоянной угловой скоростью. Статическое давление по диаметру цилиндра непостоянно. В центре создается разрежение. Пыль, вследствие инерции, отжимается к стенкам цилиндра. Частицы, касаясь стенок, теряют скорость и выпадают из потока. По мере движения к вершине конуса внутренние слои газа поворачивают к оси циклона и начинают двигаться в сторону выхлопной трубы, образуя по центру трубы восходящий вращающийся вихрь. Пыль осаждается в нижней части, входя в золоспускную трубу. Работа циклона может происходить при любом его геометрическом положении.

Дисперсионный состав пыли, и ее удельный вес влияют на КПД улавливания. Чем крупнее частицы, тем лучше они улавливаются.

В обычных циклонах с увеличением концентрации степень очистки повышается. Так по опытам Кирпичева Е. Ф. с увеличением концентрации с 10 до 75 г/м³ КПД увеличивается с 65 до 70 %. Концентрация пыли может колебаться в широких пределах. Предельно допустимые концентрации зависят от слипаемости пыли, формы и строения ее частиц, влажности, температуры и давления транспортируемого газа, а также размеров циклона и, в первую очередь, размеров пылевыпускного патрубка.

Температура и вязкость газа влияют на КПД циклона очень незначительно. С увеличением вязкости КПД падает. При снижении температуры КПД также снижается. Так, при снижении температуры с 360 до 150 С КПД падает с 77,7 % до 75 %.

Циклоны, изготавливаемые из обычных сталей, могут быть применены для температуры не выше 400 С, а с литыми чугунными корпусами до 500 С. Циклоны из специальных сталей могут использоваться до температуры 750 С, а в случае наличия при этом жаростойких внутренних покрытий соответствующей толщины до 1000 С и больше.

Влажность газов сильно влияет на очистку от пыли, в особенности, если возможна конденсация влаги на поверхности частиц. Для устранения отложения пыли на стенках циклона температура за циклоном должна быть на 15-20 С выше точки росы.

Скорость поступления газов сильно влияет на КПД циклона. Теоретически с увеличением скорости КПД должен расти. Практически рост возможен только до определенного предела, а затем начинается падение. Наилучшая скорость от 20 до 29 м/с.

Абсолютные размеры циклона, вне зависимости от его конструктивных особенностей, существенно влияют на степень очистки газа. При геометрически подобном уменьшении размеров циклона КПД растет, при увеличении падает. Исходя из принципа улавливания наиболее тонкой пыли, рекомендуется применять единичные циклоны и блоки параллельно включенных одинаковых циклонов диаметром до 800 мм, но не более1000 мм. Для малых расходов газа диаметр циклона может быть принят менее 300 мм. При уменьшении размеров уменьшается ширина входного патрубка, а следовательно, и расстояние, которое частицы должны пройти, чтобы достигнуть стенки; с уменьшением диаметра цилиндра увеличивается угловая скорость газов, а следовательно, увеличиваются и силы, действующие на частички. Это свойство используется при проектировании мультициклонов.

Экспериментально установлено, что при уменьшении отношения диаметра выхлопной трубы к диаметру цилиндрической части циклона КПД растет, но растет и сопротивление циклона. Большей частью это отношение поддерживается от 0,55 до 0,65. Опытами установлено оптимальное отношение диаметра пылеотводящего патрубка к диаметру циклона от 0,16 до 0,18. Уменьшение угла раскрытия конуса несколько увеличивает степень очистки газа. Так, при изменении угла с 60 до 30° КПД изменяется от 74 до 78 %. При увеличении высоты цилиндрической части циклона степень очистки газов незначительно возрастает. Своевременный отвод из циклона уловленного уноса непременное условие нормальной работы аппарата.

Принцип действия мокрых пылеуловителей заключается в осаждении частиц пыли (или молекул газа) на поверхность капель или пленки жидкости за счет сил инерции и броуновского движения.

В общем виде процесс улавливания пыли мокрым методом представляется как перенос твердой фазы из газовой среды в жидкую и удаление последней из аппарата вместе с твердой фазой.

В зависимости от формы контактирования фаз, способы мокрой пылеочистки можно разделить на:

1 - улавливание в объеме (слое) жидкости;

2 - улавливание пленками жидкости;

3 - улавливание распыленной жидкостью в объеме газа.



Рис. 5.2 Схемы основных способов мокрого пылеулавливания: а - в объеме жидкости; б - пленками жидкости; е - распыленной жидкостью; 1 - пузырьки газа; 2 - капли жидкости; 3 - твердые частицы

Конструкция сушилки кипящего слоя

Рис. 5.1 Сушилка с кипящем слоем 1- загрузочное устройство; 2,6 - шнековые питатели; 3- сушильная камера; 4- выходной штуцер; 5- разгрузочное устройство; 7- опорная решетка

Сушилка с кипящим слоем представляет собой аппарат непрерывного действия. Он состоит из сушильной камеры со шнековыми питателями для загрузки и выгрузки материала, опорной решетки и штуцеров для подвода и отвода газа.

Сушильный агент (газ) подается под опорную решетку со скоростью больше критической, при которой слой твердых частиц переходит во взвешенное состояние, но меньше скорости уноса, при которой взвешенный слой разрушается, и частицы уносятся из аппарата. Влажный материал из загрузочного бункера питателем непрерывно подается в сушильную камеру в слой кипящего материала, или псевдоожиженный слой. В нем происходит интенсивное перемешивание частиц и их сушка. Разгрузка высушенного материала производится через разгрузочное отверстие с помощью питателя. Отработанный запыленный газ направляется на очистку.

Изготовление сушилки с расширяющимся кверху сечением корпуса позволяет достигать более четкой циркуляции твердых частиц, улучшать распределение частиц по крупности, уменьшать унос пыли.

Сушилки кипящего слоя применяют для сушки минеральных и органических солей, комкующихся материалов (сульфат аммония, поливинилхлорид, полиэтилен), пастообразных материалов (пигментов, анилиновых красителей), растворов, суспензий. Такие сушилки эффективны при работе с однородным по крупности материалом.

Возможное смешивание поступающего материала с выходящим, проскок недосушенного материала в готовый продукт могут быть исключены при использовании многокамерных сушилок с кипящим слоем.

Принцип сушки материалов в кипящем слое состоит в следующем: если к зернистому материалу, уложенному на решетку, подводить снизу воздух, постепенно увеличивая его скорость, то при некоторой скорости высота слоя начинает постепенно увеличиваться. При дальнейшем увеличении скорости напор достигает максимального значения и соответствует весу материала плюс некоторому перепаду необходимому для затраты энергии на отрыв частиц друг от друга.

Затем сопротивление слоя резко падает, а скорость в слое материала увеличивается.

Такое изменение сопротивления объясняется образованием в слое каналов, через которые прорывается некоторая часть газа. Скорость газа принимают за начало первой стадии псевдодвижения.

В этом состоянии в слое возникают отдельные фонтаны бурного кипения, большая же часть частиц остается почти неподвижной. Постепенное увеличение скорости воздуха выше способствует возникновению все новых очагов кипения, интенсивность движения частиц в слое возрастает, повышается равномерность кипения. Сопротивление слоя несколько возрастает, а скорость газа в слое или скорость фильтрации, а затем, начиная с некоторого значения скорости набегающего потока практически остаются постоянными. Постоянство скорости фильтрации, несмотря на увеличение скорости набегающего газа на решетку, объясняется увеличением высоты слоя, которое обеcпечивает постоянство проходного сечения для газа в кипящем слое. Значение скорости газа, отнесенное к скорости потока газа, набегающего на решетку, принято соответствующим началу второй стадии псевдодвижения -- стадии вихревого кипения.

При вихревом кипении имеет место неустановившееся цикличное движение частиц в объеме слоя.

Сушку в кипящем слое в большинстве случаев целесообразно проводить в начале второй стадии псевдодвижения, когда незначителен вынос мелких частиц и обеспечивается хорошее перемешивание слоя, т.е. при скорости газа, близкой к скорости кипения.



Список литературы

Руденко, К. Г. Обезвоживание и пылеулавливание / К. Г. Руденко, М. М. Шемаханов. М.: Недра, 1981. 350 с.

Филиппов, В. А. Конструкции, расчет и эксплуатация устройств и оборудования для сушки минерального сырья / В. А. Филиппов. М.: Недра, 1979. 309 с.

Артюшин, С. П. Сборник задач по обогащению углей / С. П. Артюшин. М.: Недра, 1979. 223 с.

Благов, И. С. Справочник по обогащению углей / И. С. Благов, А. М. Коткина, Л. С. Зарубина. М.: Недра, 1984. 614 с.

Гройсман, С. И. Сборник задач и упражнений по обогащению углей / С. И. Гройсман. М.: Недра, 1992. 239 с.

Чуянов, Г. Г. Обезвоживание, пылеулавливание и охрана окружающей среды / Г. Г. Чуянов. М.: Недра, 1987. 256 с.

Филиппов, В. А. Техника и технология сушки угля / В. А. Филиппов. М.: Недра, 1975. 287 с.

Бейлин, М. И. Теоретические основы процессов обезвоживания углей / М. И. Бейлин. М.: Недра, 1981. 185 с.

Филиппов, В. А. Устройство, эксплуатация и ремонт оборудования сушильных установок / В. А. Филиппов. Ю. И. Слесарев. М.: Недра, 1990. 191 с.

Размещено на Allbest.ru