CC BY
7
ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ АППАРАТОВ
к»
НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ АНТРАЦИТА
Бородулин Дмитрий Михайлович
Доктор техн. наук, зав.кафедрой «Технологическое проектирование пищевых производств»
Сухоруков Дмитрий Викторович
Канд. техн. наук, ст.преп. кафедры «Технологическое проектирование пищевых производств»
Непомнящая Татьяна Игоревна
магистрант
ФГБОУВО «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности (университет)», г. Кемерово
АННОТАЦИЯ
Целью данной работы являлось рассмотрение и обоснование возможности применения непрерывнодействующих аппаратов центробежного типа с конусным ротором для обогащения частиц антрацита или угольной крошки. При исследовании физико-механических свойств антрацита была установлена их существенная зависимость от влажности исследуемого материала. В результате проведенных экспериментальных исследований обосновали целесообразность применения центробежных аппаратов c конусным ротором непрерывного действия, позволяющих создать тонкослойное движение антрацита, необходимого для его дальнейшей лазерной обработки. Выяснили рациональные значения влажности материала, при которых практически исключено пылеобразование и отсутствует явное проявление адгезионных свойств.
ABSTRACT
The purpose of this work - a review and &udy the possibility of using a continuous centrifugal mixers with conical rotor for enrichment anthracite particles or coal crumb. In the &udy of physical and mechanical properties of anthracite, we have e^ablished their significant dependence on the humidity of the material. As a result of experimental Sudies we have proved the feasibility of the use ф continuous centrifugal mixers with conical rotor, allowing to create a thin layer the movement of anthracite required for its further laser treatment. We found rational values of the material humidity, which is practically impossible during and no obvious manife^ation of the adhesive properties.
Ключевые слова: центробежный аппарат, антрацит, влажность, насыпная плотность, коэффициент трения, адгезия.
Keywords: centrifugal mixer, anthracite, humidity, bulk density, coefficient of friction, adhesion.
Угольная промышленность России в настоящее время за- аппаратов центробежного типа с конусным ротором для
нимает важное место в энергетическом и ресурсном обеспе- обогащения частиц антрацита или угольной крошки (с диа-
чении развития российской экономики. Однако, оборудова- метром частиц dч = 1..6 м-3).
ние, используемое на большинстве предприятий, часто не При исследовании физико-механических свойств антра-
соответствует постоянно растущим требованиям, предъяв- цита была установлена их существенная зависимость от
ляемым к горнодобывающим и обогатительным аппаратам. влажности исследуемого материала [2]. Поэтому создание нового оборудования, технологических Влияние влажности антрацита (массовой доли влаги в
линий обработки угля и их модернизация всегда была важ- общей массе материала) на его насыпную плотность пред-
ной проблемой для многих регионов страны. ставлено на рис. 1.
Целью данной работы являлось рассмотрение и обоснование возможности применения непрерывнодействующих
Влажность, %
Рисунок 1. График зависимости влажности антрацита от его насыпной плотности
Из графика можно сделать вывод, что при значении влажности менее 6 %, влага, находящаяся в материале является адсорбционной. Она содержится в пористой структуре материала и не влияет на плотность укладки его частиц, которые, в зависимости от влажности, легче или тяжелее, поэтому насыпная плотность возрастает до значения ртах~820 кг/мЗ.Далее, при влажности 13%, величина насыпной плотности уменьшается до значения ртш-630 кг/м3. При такой влажности (6..13%) часть влаги находится на поверхности частиц материала и способствует образованию непрочных конгломератов (в основном из частиц мелкой фракции). Материал при этом обладает хорошей или удовлетворительной сыпучестью, является рыхлым [3].
При влажности более 13% сыпучесть материала становиться плохой, наблюдается ярко выраженная адгезия. Материал приобретает «кашеобразную» структуру, величина насыпной плотности вновь повышается из-за наличия свободной влаги [1]. Поэтому применение центробежных аппаратов для переработки антрацита при влажности более 13% становится весьма ограниченным, а при влажности более 15% практически невозможным.
Коэффициент внешнего трения (по алюминию) антрацита в зависимости от его влажности (массовой доли влаги в общей массе материала) представлен на рис. 2.
Рисунок 2. График зависимости влажности антрацита от коэффициента его внешнего трения (по алюминию)
Из графика следует, что значение коэффициента трения, характеризующего адгезионные свойства антрацита, плавно растет в диапазоне от 0,48 до 0,65 с увеличением влажности до 12 %, затем величина коэффициента трения резко возрастает. Такая зависимость объясняется аналогично зависимости изменения насыпной плотности материала при влажности более 12..13%, т.е. наличием свободной влаги, приводящей к «кашеобразной» структуре антрацита.
В результате проведенных экспериментальных исследований можно сделать вывод о целесообразности применения центробежных аппаратов с конусным ротором непрерывного действия, позволяющих создать тонкослойное движение антрацита, при значениях влажности материала в диапазоне от 6% до 15%. Однако, величины рекомендуемой влажности находятся в диапазоне от 8 до 13%. В этих пределах практически исключено пылеобразование и отсутствует явное проявление адгезионных свойств.
Список литературы:
1. Бородулин, Д. М. Развитие смесительного оборудования центробежного типа для получения сухих и увлажненных комбинированных продуктов: монография /Д. М. Бородулин, В. Н. Иванец. - Кемерово, 2012. - 178 с.
2. Иванец, В.Н. Исследование направления и скорости воздушных потоков в рабочей камере центробежного смесителя/ В.Н. Иванец, Д.М. Бородулин, Д.В. Сухоруков// Техника и технология пищевых производств. - 2013. - № 1. - С. 75 - 80.
3. Сухоруков, Д.В. Разработка и исследование центробежного смесителя непрерывного действия с организацией направленного движения материальных потоков: дис...канд. техн. наук: 05.18.12 / Сухоруков Д.В. - Кемерово, 2014. 151 с.
