CC BY
45
ШЕСТОЙ! ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УКЛАД: МЕХАНИЗМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ
13-14 ноября 2015 г.
УДК 621.926
РАЗРАБОТКА МЕЛЬНИЦ СОВМЕЩАЮЩИХ ПРОЦЕССЫ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ И ПНЕВМОТРАНСПОРТИРОВАНИЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ
Движение аэросмесей по трубам при пневмотранспортировании сыпучих материалов происходит с высокими скоростями. В результате наблюдается измельчение хрупких транспортируемых материалов, таких как: уголь, сланцы, различные гранулы и др. Частицы материалов разрушаются при ударах о стенки, выступы в стыках и других фасонных частях трубопроводов, разгрузителях.
Для создания экономичного способа измельчения может быть использована установка, осуществляющая измельчение материала в процессе его пневмотранспортирования. Данный способ может быть реализован путем разгона частиц потоком воздуха и удара их об отбойные элементы, установленные в коленах пневмотранспортной измельчительной установки. При этом измельчение частиц материала, обычно относимое к недостаткам пневмотранспорта, в данном случае играет положительную роль.
В качестве одного из вариантов конструктивного исполнения пневмотранспортной из-мельчительной установки предложено устройство в виде зигзагообразного измельчительного трубопровода. Устройство защищенно Патентом Украины № 44274 [1]. Предложенный способ измельчения может быть реализован путем вставки пневмотранспортной измельчительной установки в линейную часть трубопроводов, транспортирующих уголь.
На рис. 1 приведена пневмотранспортная измельчительная установка в виде зигзагообразного трубопровода. Исходный материал из загрузочного устройства 1 поступает в разгонную трубу 2, где подхватывается струей сжатого воздуха, выходящего из сопла 3. Частицы разгоняются до необходимой скорости и поступают в измельчительный трубопровод 4, где измельчаются при прохождении через колена 7. Измельчение материала происходит при ударе частиц об отбойные плиты 5. Измельченный продукт выносится воздушным потоком через выводную трубу 6.
Путь непрерывного движения материала в предлагаемом устройстве во много раз больше, чем в существующих пневматических мельницах. Степень измельчения регулируется скоростью потока, количеством колен и величиной угла поворотов зигзагообразной измель-
С. В. Ленич
5
Рис. 1. Пневмотранспортная измельчительная установка в виде зигзагообразного трубопровода (вид сверху): 1 - бункер;2 - разгонная труба;3 - сопло;4 - измельчительный трубопровод; 5 - отбойная плита;6 - выводная труба;7 - колено трубопровода
С. В. Ленич
чительной трубы. Предлагаемое устройство конструктивно чрезвычайно просто и позволяет совместить процессы пневмотранспортирования и измельчения материала.
Вторым конструктивным вариантом пневмотранспортной измельчительной установки является вертикальный измельчительный змеевик, изображенный на рис. 2. Это устройство функционирует как самостоятельный измельчитель - без установки в линейную часть трубопроводов. Измельчаемый уголь может пропускаться через сепаратор для обогащения и накапливаться в разгрузочных устройствах (бункере и т. п.). Устройство защищенно Патентом Украины № 101529 [2].
Материал
Воздух для подцува = 4 м
Рис. 2. Пневмотранспортная измельчительная установка в виде вертикального змеевика (общий вид): 1 - бункер;2 - эжектор;3 - сопло;4 - разгонная труба;5 - П-образное колено;6 - отбойная плита;7 -
сопло для поддува воздуха;8 - выводная труба
Исходный материал из загрузочного устройства 1 поступает в эжектор 2, в который подается сжатый воздух из сопла 3. Частицы измельчаемого материала, подхватываемые струей воздуха (газа), попадают в разгонную трубу 4, где разгоняются до необходимой скорости и поступают в П-образное колено 5 вертикального змеевика.
Измельчение материала происходит в П-образном колене 5 при ударе частиц об отбойную плиту 6. Измельченные частицы материала направляются для последующего измельчения в трубопровод благодаря подаче новой порции воздуха, поступающего из дополнительного сопла 7 для поддува воздуха. Материал опять разгоняется и измельчается в последующем П-образном колене 5. Процесс измельчения длится до получения необходимого размера частиц материала. Готовый продукт выносится воздушным потоком через выводную трубу 8 в разгрузочное устройство.
Выполнение П-образного колена 5 с проставкой, равной диаметру трубопровода (I ~ ОТР), и закругленными внутренними кромками способствует повороту потока почти без отрыва и с малыми потерями давления. Поэтому коэффициент сопротивления такого П-образного колена 5 будет минимальным.
Конструкция П-образного колена 5 в предлагаемом измельчителе позволяет материалу после измельчения под действием силы тяжести выводиться из зоны удара, что уменьшает проникновение отраженных частиц в набегающий поток. Наличие дополнительных сопел 7 для поддува воздуха в нижней части П-образных колен 5 препятствует завалу материала и увеличивает скорость аэросмеси после каждого поворота. Это приводит к увеличению кине-
Разработка мельниц совмещающих процессы измельчения и пневмотранспортирования сыпучих материалов
тической энергии частиц при ударе об отбойные плиты 6 и повышению эффективности работы устройства в целом.
Степень измельчения регулируется скоростью потока и количеством П-образных колен змеевика.
Проведенные теоретические [3, 4] и экспериментальные [5, 6] исследования по измельчению угля (антрацита) показали полную работоспособность предложенных устройств, значительное снижение энергоемкости процесса измельчения, достаточную производительность, при необходимой тонкости помола.
Предложенные конструкции мельниц могут использоваться для измельчения угля взамен шаровых барабанных мельниц в системах приготовления пылеугольного топлива на тепловых электростанциях.
Расчеты системы пылеприготовления [7] с использованием пневмотранспортной из-мельчительной установки (тонкость готовой пыли R90 ~ 8%) с 8-10 коленами показали, что ее общее сопротивление не превышает 0,15 МПа, при этом удельные затраты электроэнергии составляют 27-28 кВт ч/т. Это позволит снизить энергозатраты на пылеприготовление в 1,41,5 раза.
ЛИТЕРАТУРА
1. Патент 44274 Украша, МПК (2009) кл. B02C 19/00, B02C 23/06. Подрiбнювач / В. О. Турушин, Г. I. Нечаев, С. В. Ленич; заявл. 05.05.2009; опубл. 25.09.2009, Бюл. № 18.
2. Патент 101529 Украша, МПК (2013.01) кл. B02C 19/06, B02C 23/00. Газоструминний подрiбнювач / В. О. Турушин, С. В. Ленич; заявл. 23.05.2011; опубл. 10.04.2013, Бюл. № 7.
3. Турушин В. О., Ленич С. В. Закономiрностi руйнування сипких матерiалiв в подрiбнювачах ударно'1 дп // Вюник СНУ iм. В. Даля. 2009. № 5 (135). С. 11-15.
4. Turushin V., Lenich S. An Investigation of the Process of Anthracite Particles Destruction in Percussion Crushing Machines // Teka Kom. Mot. i Energ. Roln. OL PAN, 2010, 10B, p. 260-265.
5. Ленич С. В., Турушин В. А. Анализ результатов экспериментальных исследований измельчения антрацита в пневмотранспортной измельчающей установке // Вюник СНУ iм. В. Даля. 2012. № 6 (177) частина 2. С. 281-288.
6. Ленич С. В. Результати дослщжень процесу подрiбнення антрациту в пневмотранспортнш подрiбнювальнiй установщ // Вюник СНУ iм. В. Даля. 2014. № 4 (211) частина 1. С. 277-280.
7. Ленич С. В., Турушин В. О., Дмитрiенко Д. В. Методика розрахунку пневмотранс-портних подрiбнювальних установок // Вюник СНУ iм. В. Даля. 2013. № 4 (193). С. 135-139.
