Мел

К месторождениям с запасами менее качественного мела Белгородской области можно отнести Валуйское, Заслоновское, Знаменское, Казацкие бугры и Корочанское. Мел этих месторождений содержит относительно низкие показатели СаСО3 (82 — 87%) и засорены другими примесями. Из этого мела без глубокого обогащения получить качественную продукцию не представляется возможным. Без обогащения этот мел может быть использован для производства извести и применяться в сельском хозяйстве как мелиорант для раскисления почвы. Месторождения мела Воронежской области относятся к турон-коньякскому возрасту. Мел имеет высокое содержание СаСО} (до 98,5%) и низкое содержание некарбонатных примесей — менее 2%, обогащен аморфным кремнеземом, принесенным, очевидно, из сантонских отложений. Залегает мел в непосредственной близости к поверхности и прикрыт элювием мела или четвертичными отложениями. Характерной особенностью мела месторождений Воронежской области является его водонасыщенность. Содержание влаги в меле достигает 32%, что вызывает серьезные затруднения при его добычи и переработке. К наиболее крупным месторождениям Воронежской области можно отнести Копа-нищенское, Бутурлинское, Крупненниковское и Россошанское. Меловая толща на Копанищенском месторождении колеблется в пределах 16,5 — 85 м. (средняя 35 м.). Вскрыша представлена почвенно-растительным слоем и составляет всего 1,8 — 2,0 м. По вертикали толща мела разделяется на две пачки, из которых нижняя содержит до 98% СаСО3, а верхняя несколько меньше (96 — 97,5%). Бутурлинское месторождение с предельно однородным белым мелом турунского яруса с мощностью от 19,5 до 41 м. Мощность вскрыши доходит до 9,5 м. и представлена растительным слоем, мергелями, песчаниками и песчано-глинистыми образованиями. Содержание карбонатов кальция и магния достигает 99,3%, при относительно небольшом количестве некарбонатных составляющих.

§1.3 Физико-химические свойства мела,

Изучением физико-химических свойств природного мела занимались многие исследователи главным образом в инженерно геологическом плане [2,4,6,7,8] Было установлено, что мел относится к жестким полускальным породам. Его прочность во многом зависит от влажности. Временное сопротивление сжатию в воздушно-сухом состоянии изменяется от 1000 до 4500 кН/м2. chaussure adidas Сухой мел имеет модуль упругости от 3000 МПа (для рыхлого мела) до 10000 МПа (для плотного) и ведет себя как упругое тело. Угол внутреннего трения мела равен 24 — 30°, сцепление в условиях всестороннего сжатия достигает 700 — 800 кН/м2. При увлажнении прочность мела начинает снижаться уже при влажности 1 — 2%, а при влажности 25 — 30% прочность на сжатие увеличивается в 2 — 3 раза, при этом появляются пластические свойства. Проявление вязко — пластических свойств природного мела с увеличением его влажности приводит к серьезным осложнениям в технологии при его переработке. От этого происходит налипание мела на элементы транспортных средств (ковш экскаватора, кузов самосвала, питатель, ленточный конвейер). Наблюдается залипание валковых зубчатых дробилок. Это приводит в некоторых случаях к отказу добычи мела с нижних обводненных горизонтов, хотя по качеству мел нижних горизонтов относится к качественному мелу. Природный мел практически не обладает морозостойкостью, после нескольких циклов замораживания и размораживания он распадается на отдельные кусочки размером 1-3 мм.[12]. Это явление в некоторых случаях является положительным фактором. Так, например, при использовании мела в качестве мелиоранта для раскисления почвы не обязательно его измельчать до крупности — 0,25 мм (известняковая мука), а можно вносить в почву дробленый мел до — 10 мм. При замораживании и размораживании с ежегодным перепахиванием почвы кусочки мела разрушаются и его действия по нейтрализации почвы сохраняются длительное время. Физико-механические свойства природного мела отдельных месторождений приведены в таблице 1.2. Как уже отмечалось, мел состоит в основном из двух основных частей — карбонатная часть, растворимая в соляной и уксусной кислотах (карбонаты кальция, магния) и некарбонатная часть (глины, мергели, кварцевый песок, окислы металлов и др.) которые не растворяются в указанных кислотах. Карбонатная часть мела на 98 — 99% состоит из карбоната кальция. canada goose pas cher В небольшом количестве присутствуют карбонаты магния, которые образуют рассеянные в основной массе мела кристаллы магнезиального кальцита, доломита и сидерита. Среди ранее предложенных классификаций мело — мергельных пород [12] наиболее приемлемой является классификация по содержанию карбонатов и маркам продуктов из мела [2] (таблица 1.3). Таблица 1.3 Классификация мела по содержанию карбонатов и маркам продуктов из него.

Категория мела Содержание Карбонатов,% Мел Продукты из мела
Марка мела по ГОСТ 17498-72*) Известь воздушная, сорт
1 Более 98,0 Чистый ММО, МКБ1, ММ1.ММС1, ММС2, ММСП, ММСГ-2 Высший
2 95-98 Слабоглинистый МК2, ММ2 Первый
3 90-95 Сильноглинистый мкз, ммз Второй
4 85-90 Мергелеподоб-ный ММИП1, ММИП2, ММЖП,ммпк Третий

*) Буквами обозначены следующие марки мела: МК — мел комковой; ММ — мел молотый; ИП — мел для известкования почвы; ЖП — мел для подкормки с/х животных и птиц; ПК — для производства комбикормов; С -сепарированный; СГ — сепарированный гидрофобизированный; О — обогащенный. В приведенной классификации чистым мелом назван почти чистый карбонат кальция с незначительными примесями: MgO3 — 0,3 — 0,7%; Fe,0, — 0,08 — 0,3%; А12О3 — 0,21 — 0,44%; SiO2 — 0,2 — 1,3%; SiO2 (аморфный) — 0,4; растворимые в воде вещества 0,05 — 0,11%. Химическая характеристика мела некоторых месторождений России приведена в табл. 1.4. Первоначально считалось, что мел это горная масса, которая по химическому составу и физическим свойствам одинакова по всему месторождению. Однако при длительной эксплуатации месторождения и особенно при переходе мелового предприятия на выпуск более качественной меловой продукции было установлено, что на различных участках (горизонтах) мел отличается как по химическому составу, так и по физико-механическим свойствам. Air Max Noir В этой связи на некоторых месторождениях мела проводится геолого-технологическое картирование, при котором обозначаются участки качественного мела. Месторождения мела Белгородской области отличаются низким содержанием нерастворимого остатка и высоким содержанием карбонатов. В таблице 1.5 приведены запасы и химический состав наиболее крупных месторождений Белгородской области. Таблица 1.5 Запасы мела и его химический состав по некоторым месторождениям Белгородской области.

Месторождения Запасы мела, тыс. т. Содержание, %
Утвержденные ТКЗ и ГКЗ Состояние на 1.01.97г. Fe2O3 СаСОз MgC03 Н/0
1 2 3 4 5 6 7
Лебединское, мела вскрыши А+В+С1324305 293003 0,25 97,52 1,74 1,27
Стойленское, мела вскрыши А+В+С1 519521 С2- 18941 7 455712 0,07 97,87 0,41 1,27
Петропавловское А+В+С122752 17133 0,33 96,67 0,43 2,15
Шебекинское А+В+С1 26445 18716 0,01 — 0,043 99,67 0,42 0,4 — 6,0
Белгородское (сырье цем-завода) А+В+С1 142074 137620 0,28 87,14 0,43 1,73
Валуйское г. Валуйки А+В+С1 4429 3926 95,5 1,25 4,32

Кроме приведенных в таблице 1.5 месторождений мела Белгородской области разведаны и утверждены запасы еще на 23 месторождениях, запасы по которым не превышают 3,0 млн. т. nike soldes running каждого. По вещественному составу и физико-механическим свойствам мел этих месторождений близок к месторождениям приведенным в таблице 1.5. Значительный интерес для промышленного освоения представляет мел Лебединского и Стойленского месторождений, где он добывается как вскрышная порода и вывозится в отвалы. Ежегодная попутная добыча составляет более 15 млн. т. мела из которых используется в народном хозяйстве не более 5 млн. т. (Старооскольский цементный завод и ряд других мелких предприятий). Большая же их часть теряется в отвалах безвозвратно. Химический состав мела приуроченного к железорудным месторождениям КМА приведен в таблице 1.6. Из таблицы видно, что мел сопутствующий железорудным месторождениям по содержанию карбонатной части и кремнезема относится к высококачественному мелу из которого без глубокого обогащения можно получать меловую продукцию высокого качества. Таблица 1.6 Химический состав мела сопутствующего железорудным месторождениям КМ А.

Железорудные месторождения Категория Содержание химических элементов, %
СаСОз MgCCh SiO2 Ре2Оз АЬОз
Лебединское 1-2 95,6-99,2 0,5- ,4 0,43-5,75 0,02-0,64 0,03-1,61
Стойленское 1 98,1-99,4 0,3- ,6 0,36-0,88 0,02-0,85 0,03-1,82
Коробковское 1-2 95,8-99,3 0,3- ,7 0,4-5,6 0,02-0,8 0,05-1,76
Приоскольское 1-2 96,2-99,1 0,5- ,8 0,35-5,4 0,03-0,55 0,032-1,54
Чернянское 1-3 93,8-98,1 0,3- ,7 0,16-0,65 0,02-0,8 0,03-1,72
Погромецкое 1-3 94,2-99,5 0,2- ,4 0,38-3,1 0,02-0,7 0,03-0,81

Из таблицы видно, что мел сопутствующий железорудным месторождениям по содержанию карбонатной части и кремнезема относится к высококачественному мелу из которого без глубокого обогащения можно получать меловую продукцию высокого качества. Следует отметить, что при проектировании предприятий по добыче и переработке железных руд (Чернянское, Погромецкое и др.) необходимо уже в проекте предусматривать переработку попутно добываемого мела или его отдельное складирование.

§1.4 Производство и потребление мела в России и за рубежом.

Добыча и переработка мела в России известна давно. Мел, в основном, использовался в строительном деле. Из него производили известь, на базе мелового порошка приготавливались краски, шпаклевка, замазка и пр. В конце XIX века на месторождении мела «Белая Гора» (г. Белгород) были организованы частные меловые заводы, которые производили из кускового мела известь в шахтных печах и меловой порошок. В 1935 году был построен Шебекинский комбинат по выпуску меловой продукции для нужд промышленности. С развитием таких отраслей промышленности как лакокрасочная, резинотехническая, электротехническая, полимерная и др. потребность в меловой продукции резко увеличилась. Одновременно увеличивались и требования к качеству меловой продукции. Действующие меловые предприятия в России на 1990 год уже не могли обеспечить промышленность качественной меловой продукцией. После 1990 года в Белгородской области начался «бум» по созданию малых частных предприятий по производству меловой продукции. Этому способствовали огромное количество меловых залежей, выходящих на дневную поверхность и кажущаяся «простота» технологии переработки мела. Примитивная технология добычи и переработки мела на этих предприятиях не обеспечила получения качественной продукции, что привело к закрытию большинства таких предприятий. Одновременно крупные меловые предприятия, такие как Шебе-кинское, Петропавловское, Белгородское, проведя реконструкцию и модернизацию оборудования, обеспечили выпуск качественной меловой продукции. Наиболее важными требованиями к продуктам из мела (кроме содержания карбонатов) является его крупность — тонина помола, выражаемая остатком на ситах определенных размеров, или процентное содержание частиц заданного размера (например 90% частиц размером 2,0 мкр.)- Различные марки мела и их назначения, выпускаемые в России и странах СНГ, приведены в таблице 1.7. Таблица 1.7 Марки мела выпускаемые в России и странах СНГ и их назначение.

Обозначение Марка мела Потребление мела
МК-2 МК-3 Мел комковый-II- Для производства извести, в стекольной, керамической и других отраслях промышленности
МД-1 МД-2 МД-3 Мел дробленый-II—II- То же, кроме производства извести
ММ-1 ММ-2 ММ-3 Мел молотый -II—II- Тоже
ММЖП Мел молотый животной подкормки В сельском хозяйстве для подкормки животных
ММПК Мел молотый производства комбикормов В сельском хозяйстве для производства комбикормов
ММОР Мел молотый очищенный В резинотехнической, лакокрасочной, химической и других отраслях промышленности
ММС-1ММС-2 Мел молотый сепарированный -II- В кабельной, лакокрасочной, резинотехнической, полимерной и других отраслях промышленности
ММХП-1 Мел молотый для химической промышленности Химическая промышленность
МТД-1 МТД-2 МТД-3 МТД-4 Мел тонкодисперсный -II—II—II- При отсутствии марок ММС-1 и ММС-2 заменяются ими
МХО-1 МХО-2 Мел молотый химически очищенный-II- В парфюмерной, косметической, резинотехнической, медицинской, пищевой и др. отраслях промышленности

Технические требования на меловую продукцию в России и странах СНГ приведены в таблице 1.8. Таблица 1.8

Технические требования на меловую продукцию.
Наименование показателей Мел молотый по ОСТ 24-10-74 Мел технический дисперсный по ТУ 21 РСФСР — 783 — 79 Мел природный обогащенный по ГОСТ 12085 -88
ММ-1 ММ-2 ММ-3 МТД-1 МТД-2 МТД-3 МТД-4 ММОР ММС-1 ММС-2
Содержание:
CaCOi+MgCOj, не менее, % 98,0 95,0 90,0 98,0 96,0 90,0 85,0 98,5 98,2 98,2
КэСЬ, не более, % 0,6 0,7 0,8 1,0 0,4 0,4 0,6
Н/О, не более, % 1.0 2,0 3,0 1,5 2,0 4,5 6,0 1,3 1,3 1,5
Мо, не более, % 0,01 0,02 0,01 0,015 0.02
Си, не более, % 0,001 0,001 0,001 0,00! 0,001
Fe2Oj, не более, % 0,1 0,2 0,25 0,25 0,4 0,15 0,15 0,25
Свободной щелочи в пересчете
на СаО, не более, % 0,01 0,02 0,04
Водорастворимых веществ, не более, % 0,25 0,25 0,3 0,10 0,10 0,25
Ионов SO4″ и СУ в водной
вытяжке, не более, % 0,05 0,04 0,04
Железа извлекаемого
магнитом, не более, % 0,02 0,03 0,04 0,020 0,020 0,020
Песка, не более, % 0,015 0,020 0,030
Влажность, не более, % 2,0 2,0 2,0 0,15 0,15 0,2 0,2 0,15 0,2 0,2
Коэффициент отражения, не менее, % 90,0 85,0 90,0 90,0 85,0
Остаток на сите:
0,2 не более, % 1,0 3,0 6,0
0,14 не более. % 0,4 0,8 1,5 2,0 0,4
0,045 не более, % 0,5 1,0

Таблица 1.9

Зарубежные стандарты на тонкодисперсный мел.
Показатели №п/п США Польша Болгария БДС — 694 — 78
К79.170 -84070-73
1C ПС | III С А Б | Д | А
Массовая доля СаСОз+МСОз, % 1 95,0 92,5 — 98,0 92,0
Нерастворимый остаток, не более, % 2 2,5 1,0-6,5 3,0
Массовая доля окиси железа, не более, % 3 0,1-0,3 1,0
Массовая доля меди, не более, % 4 0,005-0,01
Массовая доля марганца, не более, % 5 0,01-0,04 0,03
Массовая доля SCh, не более, % 6 0,5
Массовая доля влаги, не более, % 7 0,2 0,5 — 0,8 0,5
Коэффициент отражения, не менее, % 8 55-70
Остаток на сетке №:
01 50 не более, % 9 0,0 la) 1,0
0063 не более, % 10 0,2 0,5 4,0°)
0045 не более, % 11 0,05 0,5 25

0032 не более, % 12
00 10 не более, % 13 a a a 15,0

Для сравнения в таблице 1.9 приведены зарубежные стандарты на тонкодисперсный мел. Из сопоставления таблиц 1.8 — 1.9 видно, что за рубежом к меловой продукции предъявляются более жесткие требования по таким параметрам как дисперсность и белизна. В таблице 1.10 приведено производство различных марок мела в России и странах СНГ за 1990 год. Этот год является последним, когда производился централизованный учет выпускаемой продукции в СССР. Анализируя состояние дел по выпуску продукции на Белгородских меловых предприятиях можно отметить, что произошло незначительное увеличение выпуска меловой продукции в целом по России. Таблица 1.10 Производство различных видов меловой продукции по России и странам СНГ.

Марки мела Выпуск мела, тыс. т. Удельный вес, %
1 2 3
ММОР 8,8 0,4
ММС-1 2,6 0,1
ММС-2 0,4
ММХП 6,5 0,3
ММ — гидрофобный 38,1 1,6
Мел тонкодисперсный 17,1 0,7
МТЛ-1 15,5 0,7
МТД-2 201,4 8,5
МТД-3 42,0 1,8
МТД-4 45,3 1,9
МХО-1 24,2 1,0
МХО-2 32,2 1,4
ММ-1 145,0 6,1
ММ-2 178,5 7,5
ММ-3 129,4 5,4
Молотый Б/м 15,7 0,7
ММХП 368,2 15,5
ММПК 178,8 7,5
МД-2 165,4 7,0
МД-3 365,0 15,3
МК-1 262,0 11,1
МК-2 74,6 3,1
МК-3 0,6
Объем производства:
Российская Федерация 1455,9
Украина 715,0 _
Казахстан 83,0 _
Беларусь 123,5 _
Всего: 2377,0 100,0

Создание новых производств по выпуску лакокрасочной продукции, полимерной, резинотехнической и других отраслей промышленности потребляющих меловую продукцию, привели к резкому разрыву между производством и потреблением мела. Особенно это сказалось при переходе бумажной промышленности с каолина на меловой порошок. chaussure nike max Требования бумажной промышленности к меловому порошку это тонина помола и белизна. Производство качественных марок мела сосредоточено в России и в первую очередь на меловых заводах Белгородской области. Помимо Шебекинского мелового завода, который выпускает сепарированный мел высокого качества, построены новые предприятия. В 1995 году на Лебединском ГОКе построен меловой завод ЗАО «Руслайм» по проекту испанской фирмы «Реверте» с проектной производительностью 120 тыс. т. в год. Завод выпускает до 10 различных марок мела, которые по качественному составу не уступают международным стандартам. Завод оснащен самым современным технологическим оборудованием, все технологические операции полностью механизированы и автоматизированы. На Стойленском ГОКе, по проекту фирмы «Мабетекс», построен меловой завод с производительностью, высококачественной меловой продукции, первой очереди 300 тыс. т. в год с последующим увеличением (вторая очередь) до 1000 тыс. т. Первая очередь завода находится в стадии освоения. Наличие на территории Белгородской области огромных запасов высококачественного мела и все увеличивающаяся потребность в меловой продукции дает предпосылку к наращиванию производственных мощностей на действующих заводах. Динамика производства высококачественного мела на территории Белгородской области приведена в таблице 1.11. Ежегодное потребление природного карбоната кальция в кусковом, дробленом и измельченном виде в развитых странах превышает 150 млн. т. в год. В США и Канаде ежегодно производится свыше 7-7,5 млн. т. и более 15 млн. т. в Европе. Для сравнения можно отметить, что объемы Российского производства, даже с учетом ввода в эксплуатацию Стойленского мелового завода, не превышают 1,0 млн. т.[11]. Производством молотого карбоната кальция (МКК) — продукт от 45 до 0,5 микрон — в Северной Америке занимаются 24 компании. С целью удовлетворения спроса на МКК в настоящее время они осуществляют наращивание мощностей в 1,5 раза по сравнением с 1994 годом. Таблица 1.11 Производство высококачественного мела на заводах Белгородской области.

Годы, тыс. т.
1997 1998 1999 2000 2005
АО «Шебекинский меловой завод» 129,4 132,0 150,0 250,0 350,0
ЗАО «Руслайм» (Лебединский ГОК) 70,9 70,9 100,0 110,0 200,0
АО «Стойленский меловой завод» 300,0 1000,0
АО «Мелстром» 62,0 65,0 75,0 80,0 90,0
АО «Белгородский комбинат
строительных материалов» 50,0 58,0 60,0 60,0 60,0
Всего: 312,3 325,9 341,0 750,0 1680,0

Европейская промышленность МКК включает в себя до 50 компаний. Однако на рын ке карбонатных наполнителей господствуют две меловые империи: компания «Pluess — Staufer AG» с известной торговой маркой «OMYA» (ОМИЯ) со штаб квартирой в Швейцарии и «ЕСЕ PLG» в Великобритании. Фирмы этих компаний расположены по всей Европе: Германия, Австрия, Швеция и других странах. После «OMYA» и «ЕСЕ» крупными самостоятельными компаниями, которые работают на ведущих рынках карбонатных наполнителей во всем мире являются: «Provncale S. А.» — Франция — 400 тыс. т./год, «S. A. Reverte Productoc Minerales» — Испания — 350 тыс. т./год, «Euroc and Ernstrom Mineral A В» — Швейцария — 180 тыс. т./год, «Mineralia Sacilese» — Италия — 300 тыс. т./год. Следует отметить, что перечисленные страны не обладают запасами качественного мела. Так на месторождениях мела во Франции, Австрии, Германии, Англии и др. содержание СаСО3 составляет всего 50 -70%. Для получения высококачественных марок мела были разработаны самые современные технологические схемы глубокого обогащения с использованием самых последних достижений науки и техники. Как правило, для переработки мела применяются мокрые процессы обогащения с применением гравитационного и классифицирующего оборудования. В отдельных случаях применяется флотационное обогащение. Технологические процессы на меловых заводах полностью механизированы и автоматизированы. Управление технологическим процессом осуществляется промышленными компьютерами. Характерным для зарубежных фабрик является большое количество марок мела (до 10-15) предусмотренных к выпуску. Причем технологические схемы очень гибкие. В зависимости от спроса той или иной марки перестройка процесса занимает малое время, исчисляемое часами. В зависимости от сорта мела, цены на мировом рынке, колеблются от 15 $ США за тонну на рядовой мел (45 микрон) до 300 $ США и более за тонну на высокодисперсный (1 микрон и менее).

Глава 2 Методы оценки мела и меловой продукции.
§2.1 Определение распускаемости мела.

Важным моментом при оценке физико-механических свойств мела нового месторождения или участка вовлеченного в действующую технологическую переработку необходимо иметь сведения о поведении мела при его измельчении. Известно, что даже на одном и том же месторождении мела имеются участки (пласты) с разными физико-механическими свойствами. Визуально оценить различие этих участков практически невозможно. В то же время выделить (участки с плотными разностями мело-мергельных пород или мела с повышенным содержанием в нем посторонних включений (кремень, кварцевый песок и т. д.)) представляет большой практический интерес. Определить поведение, мела при его сухом измельчении в технологическом процессе, можно путем определения его распускаемости в мокрой среде с механическим воздействием. Изучение распускаемости мела производится в механической мешалке, приведенной на рис. 2.1. Мешалка состоит из съемного металлического стакана (1) диаметром 060 мм. и высотой 120 мм. Для предотвращения вращения пульпы по окружности стакана, в нем установлены успокоительные ребра (2). Внутри стакана проходит вал мешалки (3) с импеллером (4). Выпуск пульпы осуществляется через отверстие, закрываемое резиновой пробкой (5). Вращение вала осуществляется электродвигателем (9), мощностью 250 вт., 1480 об./мин., через подшипник (6) и систему шкивов (7) и (8). Стакан мешалки крепится к станине (11) винтом (10). В действующем забое или от кернового материала (при разведке) отбирается представительная проба мела, весом 1,5 — 2,0 кг. Мел высушивается до влажности 1 — 0,5%, дробится в лабораторной щековой дробилке до крупности — 5 мм., а затем на валковой лабораторной дробилке до- 1,0мм. Дробленый мел тщательно перемешивают и от него отбираются пробы весом по 50 (80) г. в количестве 5-6 проб. Одна из проб подвергается мокрому рассеву с выделением класса — 44 мкм. и определением выхода этого класса. Последующая проба помещается в стакан куда добавляется вода из расчета получения плотности пульпы 30% твердого. Включается ме который через штуцер (8) подается вода. Поднимаясь вверх по кожуху вода сливается через штуцер (9) и тем самым охлаждает корпус мельницы. Вращение вала мельницы осуществляется через электродвигатель (Ю). Теория бисерных мельниц пока еще не разработана и ее основные конструктивные размеры и технологические параметры принимаются на основе опытных данных. Опытным путем установлено, что соотношение между диаметром и высотой цилиндра составляет примерно 1/4. Производительность бисерных мельниц определяется многими факторами (крупность измельчения, физико-механические свойства измельчаемого материала и др.). Так производительность мельницы по товарной эмали с дисперсностью 10-15 мкм составляет 6-8 кг/час ла 1 литр рабочего объема цилиндра при расходе электроэнергии 40 — 50 кВт ч/т измельченного продукта. Бисерные мельницы изготавливаются с емкостью цилиндра от 1,5 л (лабораторные, периодического действия) до 500 л — промышленного типа. Техническая характеристика бисерных мельниц, выпускаемых Дмитроградским машиностроительным заводом (Ульяновская обл.) приведена в таблице 6.3. Таблица 6.3 Техническая характеристика бисерных мельниц.

Параметр ел. измер. Б1-0.005 Б1-0.050 Б1-0.125 Б1-0.250
Производительность по суспензии: Пигментов КСТ кг/ч 20 3,5 230 34 50075 1600-2000
Диаметр частиц: Измельчаемого, не болееИзмельченного, не более мм мкм 0,2 0,5-5 0,2 0,5-5 0,2 0,5-5 0 — 0,15 — 60% 0,15-0,2-40% 1-1,5-98%1,5-2-2%
Площадь поверхности теплообмена кв.м 0,15 0,8 1,5 2,3
Диаметр мелющих тел мм 1,7 1,7 1,7 1,7.
Масса мелющих тел кг 5 50 125 200
Установленная мощность общая .кВт 4,55 15,6 30,6 61,2
Скорость вращения роторов об/мин 1770 1160 930 620
Масса кг 366 900 1510 3340
Габаритные размеры: длина ширина высота мм 900 890 820 1290 1000 1365 1280 1090 1840 3345 2160 2940
Глава 7 Оборудование для сухой и мокрой классификации мела.
§7.1 Воздушно-проходной сепаратор.

Воздушно-проходные сепараторы применяются при сухом измельчении и классификации в замкнутом цикле с измельчительным агрегатом, предназначены для выделения из воздушного потока выносимых крупных частиц с возвратом их на доизмельчение. Принцип работы сепаратора основан на использовании центробежных сил и собственного веса более крупных фракций измельчаемого материала, которые выделяются из общего пылевоздушного потока и возвращаются на доизмельчение. На рис. 7.1 приведен воздушно-проходной сепаратор. Он состоит из корпуса (1), внутреннего конуса (2), направляющих лопаток (4), механизма управления поворотными лопатками (5), штуцеров (8,7,6) и броневого наконечника (9) для защиты штуцера от износа. Рис. 7.1 Воздушно-проходной сепаратор. 1 — корпус сепаратора; 2 — внутренний конус; 3 — сборник; 4 — направляющие створки; 5 — механизм управления створками; 6 — штуцер для вывода мелких фракций; 7 — штуцер питания; 8 — штуцер для отвода крупных фракций; 9 — броневой наконечник; 10 — штуцер для отвода средней фракции. Пылевоздушная смесь поступает из мельницы в сепаратор через штуцер (7). В корпусе сепаратора (1) скорость резко снижается, в этой связи крупные частицы выпадают в сборник (3). ПылевоздушныЙ’^. 1 ток проходит через створки (4) и попадает в конус (2). Проходя сшй* ки, лопатки которого устанавливаются под определенным углом, пыЁ? левоздушная смесь получает вращательное движение по аналогии с циклоном. Под действием центробежных сил из потока выпадают более крупные частицы, которые выводятся через штуцер (10). Самые тонкие частицы с потоком воздуха выходят через штуцер (6) для дальнейшего отделения их в циклонах или рукавных фильтрах. Воздушно-проходным сепаратором можно разделить измельчённый материал на три фракции: крупную — выходящую через штуцер (8); среднюю — выходящую через штуцер (10); мелкую — выходящую через штуцер (6). При необходимости крупную и среднюю фракции можно объединить и направлять на измельчение или выделять как готовый продукт [26]. Граница раздела фракций разделяется углом поворотных лопаток, т. е. величиной скорости воздушного потока. тдельными размерами отдельных частей сепаратора, которая показана на рис. 7.2. Воздушно-проходные сепараторы простые в изготовлении и эксплуатации нашли широкое применение в технологической переработке ильменитового концентрата на лакокрасочных заводах, талька, гипса и др. материалов. При измельчении мела в замкнутом цикле с воздушной классификацией, воздушно-проходной сепаратор устанавливается в схеме сразу после измельчаемого агрегата. При этом в сепараторе выделяется крупная фракция, представленная недоизмельченными меловыми частицами и плотными включениями входящими в состав мела (кварц, кремень, мергель). За счет присутствия в крупной фракции повышенного содержания посторонних включений, качество этого продукта невысокое и его не целесообразно возвращать в измельчительный агрегат. Этот продукт может измельчаться отдельно и реализоваться как продукция пониженного качества, или без доизмельчения как подкормка для птицефабрик. Сепараторы воздушно-проходного типа не поддаются строгому расчету. На основании многолетней практики их эксплуатации и многочисленные исследования привели к установлению зависимости меж-Рис. 7.2 Относительные размеры воздушно-проходного сепаратора. Основным конструктивным размером сепаратора, определяющим все остальные, является его диаметр. Последний зависит от производительности сепаратора и размеров частиц готового продукта. Выбор диаметра сепаратора производится в зависимости от напряженности его объема по газоносителю: К0 = V/Vc (7.1) Где V — объем газа, проходящего через сепаратор; V — объем сепаратора. в’зависимости от границы раздела фракции рекомендуются следующие значения напряженности объема сепаратора: Л50,%…………4-6…………6-15…………15-28…………28-40 Ко,мЧм\….. .-2000…………-2500………… -3500………… -4500. Объем сепаратора определяется по формуле: Ус = V/K0 (7.2) Зная объем сепаратора, по графику (рис. 7.3) находим его диаметр, а по диаметру, пользуясь рисунком 7.2, все остальные размеры. В таблице 7.1 приведены размеры сепараторов, рекомендованные нормами расчета и проектирования пылеприготовительных установок. Рис. 7.3 График зависимости диаметра воздушно-проходного сепаратора от его объема. Таблица 7.1 Рекомендуемые размеры воздушно-проходных сепараторов.

№ сепаратора Диаметр, мм Объем сепаратора
Сепаратора Патрубков
1 1900 350 400 2,4
2 2250 500 600 4,2
3 2500 600 750 5,5
4 2850 700 850 1000 8,4
5 3000 800 950 1150 10,0
6 3420 800 950 1150 14,3
7 4000 950 1100 1140 22,0

В теплоэнергетической промышленности, где сепараторы применяются в цикле помола углей перед их сжиганием, разработана целая серия таких видоизмененных сепараторов.

§7.2 Центробежные классификаторы.

Для выделения тонких фракций (до 5 мкм и ниже) из измельченного мела широкое применение в схеме сухого измельчения, как за рубежом, так и в России нашли центробежные классификаторы различных конструкций. Основной механизм разделения, практически во всех центробежных классификаторах, заложен во взаимодействие центробеж сил и давление воздушного потока на твердые частицы разделяеого материала. Наиболее широкое применение на меловых предприятиях нашли тробежные классификаторы института «НИИсиликатобетон» (фир-«Силбет»)[22,23] которые выпускаются под маркой ЖГ. Классификаторы ЖГ относятся к агрегатам с вращающейся зоной сепарации. Эта зона образуется плоскими вращающимися стенками сепараторной камеры. Поток в зоне сепарации имеет форму, близкую к логарифмической спирали. В этом потоке устанавливается равновесие для частиц определенной величины: крупные частицы отбрасываются на периферию, где они отделяются «ножом» и удаляются в отделение грубого продукта, тонкие фракции вместе с воздухом отсасываются через центральный сток и поступают в пылеосадительный аппарат (циклон), где тонкие частицы, являющиеся готовым продуктом, оседают. Очищенный от пыли воздух может подаваться обратно в классификатор или после дополнительной очистки в рукавном фильтре (электрофильтре) выбрасываться в атмосферу. На рис. 7.4 приведена схема классификатора типа «ЖГ». Рис. 7.4 Классификатор «ЖГ». 1 — рама электропривода; 2 — электропривод; 3 — клиноременная передача; 4 — рукоятка для поворота лопастей ротора; 5 — входной патрубок; б — корпус классификатора; 7 — рама классификатора; 8 — патрубок выхода готовой фракции; 9 — шнек; 10 — привод шнека. adidas stan smith pas cher Классификатор состоит из корпуса (6) внутри которого уакщжена вращающаяся крыльчатка с регулируемыми лопастями при пш щи рукоятки (4). Вращение осуществляется от электродвигателя (2) iрез клиноременную передачу (3). Измельченный мел подается в классе фикатор через патрубок (5). Пылевоздушная смесь тонкодисперсноя материала удаляется из классификатора через систему патрубков (8); пьшеосадительный циклон. Грубая осевшая фракция шнеком (9) bmbqs дится из классификатора и возвращается на доизмельчение или выдается как готовый продукт. ;™ Опыт эксплуатации этих классификаторов показывает, что тонкая I фракция имеет остаток на сите с размером ячеек 44 мкм — 0,8 — 1,2% и;1 относится к марке мела ММС — 1, а вторая фракция по качеству и тонине помола может относится к марке ММ — 1. Техническая характеристика классификаторов марки «ЖГ» приведена в таблице 7.2. Таблица 7.2 Техническая характеристика классификаторов марки «ЖГ».

Параметры Единицы измерения Тип (марка) классификатора
ЖГ-60 ЖГ-72 ЖГ-27 ЖГ-67
Производительность по исходному материалу, до т/час 0,7 3,0 6,0 10,0
Граница разделения мкм 3-40 3-40 10-60 10-60
Установленная мощность КВт 16,0 23,0 76,0 113,0
Диаметр сепарационной камеры мм 310 490 930 900
Производительность по воздуху м3/час 1000 4000 10000 20000
Габаритные размеры: длина ширина высота мм мммм 2000 1050 1300 1700 1180 1095 2685 1835 1525 1570 ГО50 1300
Масса т 0,8 0,76 1,5 3,16 ‘

Фирмой «Силбет» выпускаются комплекты помольно-классифика-ционных установок для измельчения и классификации мела. На рис. 7.5 приведена помольно-классификационная установка ЖГ -70. Установка состоит из дезинтегратора в котором происходит измельчение мела, классификатора (1), циклона (2), вентилятора (3) и системы воздуховодов (6). Измельченный в дезинтеграторе мел подается в классификатор откуда тонкая фракция отсасывается воздухом через циклон. Тонкодис-я фракция, являющаяся готовым продуктом, оседает в циклоне, первично очищенный воздух возвращается в классификатор. 4 п.мальчемый мел Рис. 7.5 Схема работы классификатора «ЖГ» в замкнутом цикле с циклоном. 1 — классификатор «ЖГ»; 2 — циклон; 3 — вентилятор; 4 — бункер; 5 — винтовой конвейер; 6 — воздуховоды. В таблице 7.3 приведены показатели работы классификаторов «ЖГ» на меловых предприятиях. Таблица 7.3 Показатели работы классификатора «ЖГ» на фабриках по производству сепарированного мела.

Классы крупности, мм Петропавловский меловой завод Шебекинский меловой завод
До классификации После классификации До классификации После классификации
+ 0,1 0,96 0,06 1,7 0,5
— 0,1 + 0,071 0,80 0,08 1,2 0,7
— 0,071 + 0,056 0,56 0,06 0,6 0,6
— 0,056 + 0,044 1,08 0,28 1,9 1,1
-0,044 96,6 99,52 94,6 97,1
Всего: 100,0 100,0 100,0 100,0

Из приведенных результатов следует, что классификаторы работают при относительно невысокой эффективности. На рис. 7.7 приведена принципиальная схема работы центробежного сепаратора в замкнутом цикле с циклонами. Следует отметить, что полный замкнутый цикл сепаратор — циклон — вентилятор на практике не осуществим. adidas superstar Часть пылевоздушной смеси выводится из цикла и очи- Центробежные сепараторы с замкнутой циркуляцией ъозц потока и с высокими циклонами, обладающие высокой эффективно разделения тонкодисперсного материала, нашли широкое примене в различных отраслях, в т. ч. в цементном и меловом производствах [21 Циклонный сепаратор (рис. 7.6) состоит из высоких циклонов (3 вентилятора (12) и воздуховодов, соединяющих все это между собо! Внутри корпуса (1) сепаратора находится ротор (8), с разбрасываюш устройством в виде тарелки (4), и конусная решетка (2). Исходный i териал загружается в агрегат от элеватора через течку (6) в крышке i пневмотранспортом по трубе (16), вмонтированной в сепаратор снизуJ При загрузке пневмотранспортом упрощается компоновка помольно-1 го агрегата и увеличивается надежность его работы.’ Рис. 7.6 Схема установки центробежного циклонного сепаратора. 1 — корпус; 2 — решетка; 3 — циклон; 4 — тарель; 5 — лопасти тарелки; 6 — загрузочная течка; 7 — загрузочная воронка; 8 — ротор; 9 — привод; 10 — воздуховод; 11 — зона распределения материала на фракции; 12 — вентилятор; 13,14 — патрубки; 15 — конус для крупки; 16 — труба; 17 — разгрузочный штуцер. nike air max 90 При работе сепаратора, исходный материал равномерно подается на вращающуюся разбрасывающую тарелку (4), сбрасывается с нее в зону разделения, где на частицы действуют, в зависимости от их массы, различные центробежные силы. Воздушный поток, создаваемый напором вентилятора (12), направляется по касательной в корпус сепаратора через патрубок (14). Все частицы материала, сила тяжести которых меньше, чем напор воздуха, движущегося по спирали вверх, подхватываются воздушным потоком и уносятся к циклонам (3), попарно расположенным вокруг сепаратора. В циклонах они осаждаются и выходят через патрубок (13) и воздушный затвор наружу. Очищенный воздух возвращается по трубопроводу (10) обратно в вентилятор и цикл повторяется. Крупные частицы материала (крупка), отделенные в зоне разделения от тонкой фракции, падают под действием силы тяжести по ступенчатому спуску конусной решетки (2) в конус (15) для крупки. При прохождении потока крупки через конусную решетку, из него дополнительно отвеиваются тонкие фракции. Привод (9) разбрасывающего устройства регулируемый, что позволяет в сочетании с регулированием расхода воздуха, подаваемого вентилятором, получать готовый продукт заданной крупности с настройкой без остановки сепаратора. Техническая характеристика центробежных сепараторов с высокими циклонами приведена в таблице 7.4. щается в оукавных фильтрах. Рис. 7.7 Принципиальная схема работы центробежного сепаратора в замкнутом цикле с циклонами. На рис. 7.8 приведен центробежный классификатор фирмы «Ревер-те» (Испания), установленный на меловой фабрике «Руслайм». Классификатор состоит из корпуса (1), представленного цилиндрической и конической частями. Внутри цилиндрической части корпуса размещается лопастное колесо (2), типа «беличьей клетки». Лопасти колеса прямые, радиально сходящиеся к центру колеса. К нижней части колеса примыкает диффузор (3), в верхней части которого размещены окна для подачи воздуха от вентилятора (10). В нижней части (конической) установлена система трубопроводов по которым в диффузор подается сжатый воздух (4). В нижней части диффузора установлен питатель для выдачи крупного материала (7). Вращение крыльчакти осуществляется электродвигателем (6) через клиноременную передачу. Классификатор сочленен с циклоном (8) и вентилятором высокого давления (10). Рис. 7.8 Воздушно-динамический классификатор фирмы «Реверте». 1 — корпус; 2 — колесо с лопастями; 3 — диффузор; 4 — трубопровод подачи сжатого воздуха; 5 — желоб подачи в классификатор измельченного мела; 6 — привод классификатора; 7 — лопастной питатель; 8 — циклон 01000 мм; 9 — накопительный бункер; 10 — вентилятор высокого давления; 11 — лопастной питатель. Измельченный мел подается через загрузочное устройство (5). Под | действием центробежной силы крупные частицы отбрасываются к стен-1 кам классификатора, преодолевая восходящие потоки воздуха, опуска-‘, ются вниз классификатора и выгружаются из него лопастным питателем (7) в транспортные средства (винтовой конвейер). Тонкий продукт проходит вместе с воздухом вентиляторное колесо и попадает в циклон (8). За счет тангенсального ввода пылевоздушный поток раскручивается и возникают центробежные силы, которые отбрасывают твердые частицы к стенкам циклона, по которым они соскальзывают вниз и разгружаются в накопительный бункер (9). Из бункера, тонкодисперсный мел, лопастным питателем (Н)выдается на винтовой конвейер, который транспортирует его на склад готовой продукции. Воздух из циклона отсасывается вентилятором (10) и снова подается в классификатор. Часть пылевоздушной смеси выводится из классификатора с очисткой воздуха в рукавном фильтре. Система работает в полузамкнутом цикле. Регулирование границ разделения частиц по крупности в классификаторе производится за счет изменения числа оборотов роторного колеса и за счет регулирования расхода воздуха. Фирмой «Стюртеван» разработан и эксплуатируется новый высокопроизводительный центробежный сепаратор типа SD — 9 с боковым поддувом (рис. 7.9). в этом сепараторе поток воздуха пресекает перпендикулярно падающий, с верхней распределительной тарелки, материал. На частицы материала действует сила тяжести, центробежная сила и аэродинамические силы воздушного потока. При этом частицы начинают двигаться по траекториям, в зависимости от размера частиц. Вращающаяся «корзина» сепаратора обеспечивает дополнительную эффективность разделения. Она отбрасывает крупные частиц к периферии. Ротор сепаратора приводится в движение электродвигателем с изменяю- Рис. 7.9 Центробежный сепаратор «SD » с боковым подводом воздуха. щимся числом оборотов. Воздушный поток, содержащий частицы заданной крупности, выходит наружу через многочисленные отверстия в отделении тонкой фракции, расположенной под селекционным ротором. Крупнозернистая фракция отделяется и попадает в нижний конус сепаратора. В этом сепараторе воздушный поток несет частицы разделяемого материала горизонтально. Под действием силы тяжести, в зависимости от размера частиц, крупные падают быстрее, а тонкие уно- сятся потоком дальше и попадают в осадительный аппарат — рукавный фильтр (циклон). В технологическую схему (мельница — сепаратор) сепаратор может включаться по трем вариантам. Схемы включения сепаратора приведены на рис. chaussure nike 7.10. Схема «а» — сепаратор работает в открытом цикле, когда забирается 100% воздуха из атмосферы. При этом охлаждается помещение, где устанавливается сепаратор. Схема «б» — сепаратор работает в открытом цикле, но с использованием части воздушного потока из мельницы и части наружного воздуха. Схема «в» — сепаратор работает в полном замкнутом цикле. Размеры и техническая характеристика сепаратора «SD» приведены на рис. 7.11 ив таблице 7.5.   Рис. 7.10 Варианты включения сепаратор «SD » с боковым подводом воздуха в технологическую схему. 1 — сепаратор «SD»; 2 — рукавный фильтр; 3 — вентилятор; 4 — циклон. а) — вариант установки сепаратора в открытом цикле; б) — в полузамкнутом цикле; в) — в замкнутом цикле. Рис. 7.11 Обозначение основных размеров сепаратора «СД». Фирмой «Силбет» разработан новый тип классификатора для выделения тонкодисперсной фракции мела типа ЕКТ — 500×4. Схема установки классификатора приведена на рис. 7.12. Установка состоит из классификатора (1)(ЕКТ — 500×4), блока циклонов (2)(ЦН — 15 — 800×4), рукавного фильтра (3)(ФРКИ — 360), мельничного вентилятора (4)(ВМ — 15) и шлюзовых питателей (5)(Ш1 — 30). Измельченный в дезинтеграторе или другом измельчающем аппарате мел подается в классификатор, где происходит разделение на две фракции — тонкодисперсную и грубодисперсную. Крупность продуктов классификации регулируется числом оборотов ротора и расходом первичного и вторичного воздуха. Пылевоздушная смесь состоящая из воздуха и тонкодисперсных частиц направляется в группу циклонов, где происходит выделение тонкодисперсной фракции, которая разгружается в бункер, а воздух с остаточной концентрацией твердых частиц очищается в рукавном фильтре. Очищенный воздух сбрасывается в атмосферу или используется как вторичный воздух в классификаторе. Осевший в циклонах и рукавном фильтре тонкодисперсный материал, через шлюзовые питатели, выгружается в винтовой конвейер. Рис. 7.12 Схема установки классификатора ЕКТ— 500—4. а — подача измельченного материала; б — выгрузка грубой фракции; с -выгрузка тонкой фракции; g — первичный воздух классификации; ж — компрессорный воздух дезагломерации материала. 1 — классификатор; 2 — циклоны; 3 — рукавный фильтр; 4 — вентилятор; 5 -лопастной питатель. Техническая характеристика установки. 1. Классификатор ЕКТ- 500×4 >- производительность по тонкой фракции классифицируемого материала: при d97=10 мкм, до 4,0 т/ч при d97=40MKM, до 8,0т/ч > расход классифицирующего воздуха, до 30000 м3/ч >- масса классификатора, около 4000 кг. >- габаритные размеры: высота — 5900 мм ЦД длина — 3000 мм »От ширина — 2 700 мм > установленная мощность электродвигателя — 60 кВт 2. Блок циклонов ЦН -15- 800\4УП. Щ > масса — 2800 кг Л >- габаритные размеры: Щ высота — 6300 мм ‘Ц, длина -1500 мм 5 ширина-1900мм 3. Рукавный фильтр ФРКИ — 360. asics gel lyte 3 soldes >- масса — 9860 кг > габаритные размеры: высота — 5900 мм длина — 5850 мм ширина — 4200 мм 4. Мельничный вентилятор ВМ — 15. >- производительность, до 3800 м3/ч >- полное давление —— 730 кгс/м3 >- масса (без электродвигателя) — 3000 кг >• габаритные размеры: высота — 2660 мм длина — 2550 мм ширина — 2155 мм 5. Шлюзовой питатель >- диаметр загрузочного штуцера — 250 мм >- мощность электродвигателя — 1,1 кВт >- масса — 224 кг >- габаритные размеры: высота — 224 мм длина — 795 мм ширина — 675 мм §7.3 Пылеосадительное оборудование, Для выделения тонкодисперсных частиц, из пылевоздушного потока, применяются простейшие по конструкции аппараты — циклоны, работа которых основана на использовании центробежно-гравитаци-онных сил. При правильно выбранных параметрах и режимах циклона, достигается высокая степень извлечения частиц заданной крупности из пылевоздушного потока. Так, извлечение частиц 5мкм в циклоне достигает 85%, частиц 10 мкм — 97%, а частиц 20 мкм — 99%. adidas nmd На рис. 7.13 приведен циклон, состоящий из корпуса (1), цилиндрической и конической формы, газоотводящего патрубка (2), входного патрубка (3) по которому подается пылевоздушная смесь в циклон, приемного бункера накопителя (4) для осажденного материала и разгрузочного устройства — клапана-мигалки (5). Рис. 7.13 Основные составные части циклона. 1 — корпус циклона; 2 — газоотводящий патрубок; 3 — входной патрубок; 4 — накопительный бункер; 5 — затвор-мигалка. Пылевоздушная смесь, содержащая определенное количество твердых частиц, с заданной скоростью подается в циклон через входной патрубок (3). Благодаря тангенсальному расположению входного патрубка по отношению корпуса циклона и его наклону пылевоздушная смесь приобретает движение по наклонной спирали вниз. Под действием центробежных сил твердые частицы движутся в радиальном направлении, и достигнув стенок корпуса циклона, скользят по стенкам, опускаясь вниз и разгружаются в приемный бункер (4). Из бункера пыль через клапан мигалку (5) разгружается в накопительный бункер или на винтовой конвейер. Газовый поток, освобожденный от пыли, через патрубок (2) передается на дополнительную очистку воздуха от пыли, перед его сбросом в атмосферу. ‘Ц Дополнительная очистка воздуха после циклона может осущестщЯ ляться в рукавном фильтре или в электрофильтрах. Иногда для этадЯ целей применяются скруббера мокрой очистки. Основной характеристикой разделения твердых частиц в Циюии^Я является центробежный фактор, который показывает, во сколько рй8ш центробежная сила, действующая на частицу, больше ее силы тяжест^Я Этот фактор определяется по формуле: 11 ^ ‘ 1 *= -Fir- 72 Где W — скорость движения частицы по окружности с радиусом R. Скорость движения твердой частицы в циклоне, для упрощения, можно принять равной скорости потока газа, а радиус вращения частицы равным радиусу циклона. Скорость пылевоздушного потока на входе ‘ в гидроциклон определяется многими факторами и лежит в пределах 16 — 22 м/сек. При условии движения частицы сферической формы в ламинарном потоке скорость осаждения таких частиц под действием силы тяжести можно определить по известной формуле Стокса. Для определения скорости осаждения частиц под действием центробежной силы, необходимо скорость осаждения под действием силы тяжести умножить на центробежный фактор: ж^^. . ^_ 7? Wo~ 18ц g R 7J Где «/-диаметр частицы; Vm, V; — плотность твердой частицы и газа; (I -вязкость газа. Из приведенной формулы (7.3) видно, что скорость осаждения твердых» частиц в циклоне, при всех прочих равных условиях, растет с увеличением скорости газового потока на входе в циклон и изменениями его диаметра. С уменьшением радиуса циклона его осадительная способность повышается, растет степень извлечения тонких частиц из пылевоздушного потока, но при этом возрастает гидравлическое сопротивление и уменьшается производительность циклона. Существует еще три размера циклона, непосредственно связанные с процессом осаждения частиц. Это высота цилиндрической части циклона ач (рис. 7.14), расстояние между корпусом и выходной трубой (D — dm)/2 и угол наклона входного патрубка к горизонту ф. Рис. 7.14 Основные размеры циклона. Твердая частица, поступившая в циклон с газовым потоком, кроме вращающего движения, перемещается также в радиальном направлении со скоростью осаждения WK и в осевом направлении. Скорость движения частицы в осевом направлении является составляющей скорости движения потока по спирали W с углом наклона равным углу наклона входного патрубка. Если угол наклона входного патрубка равен ф, то осевую скорость движения частиц можно выразить через скорость входа газопылевого потока в патрубок W в виде: W= W-Sin ф 7.4 Wt=W-Cosy 7.5 Для повышения осадительной способности циклона, т. е. для снижения размера извлекаемых частиц в циклоне необходимо идти по пути уменьшения диаметра циклона и угла наклона входного патрубка или увеличения высоты цилиндрической части циклона и скорости пылевоздушного потока на входе в циклон. Для полного удовлетворения потребности промышленности ведущими организациями, НИИОГАЗ, ЦККБ и др., разработан ряд типоразмеров циклонов с производительностью от 20 до 100000м3/час. В таблице 7.6 приведены типоразмеры циклонов, применяемые в отечественной практике. -| Таблица 7J& Типоразмеры циклонов.

Тип Вид Диаметр циклона D, мм
ЦН- 15 НИИОГАЗ нормальный 40,60,80,100,150,200,250,300,350,400,450,500,550,600,650, 700,750,800
специальный 900, 1050, 1250, 1450, 1600, 1850, 2150, 2350, 2650, 3000
ЦН- 15 у НИИОГАЗ нормальный 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 550, 600, 650, 700, 750. 800
ЦН-24 НИИОГАЗ нормальный 400, 450, 500, 550, 600, 650, 700, 750, 800, 850, 900, 1000 950,
ЦН- 11 НИИОГАЗ нормальный 40,60,80,100,150,200,250,300,350,400,450,500,550,600 65070
0,750,800
ЦККБ рекомендуемый 1100, 1300, 1600, 1800
выпускаемый 2100, 2400, 2750, 3150, 3600, 4000
Батарейные циклоны С циклонными элементами диаметром: 259 и 273 мм

К числу нормальных циклонов НИИОГАЗ относятся циклоны ЦН -15, ЦН — 15у и ЦН — 11 диаметром 1000 мм. Устройство этих циклонов приведено на рис. 7.14. Циклоны ЦН — 11, ЦН — 15 и ЦН — 24 отличаются друг от друга углом наклона входного патрубка. Цифры при ЦН указывают величину угла наклона входного патрубка в циклон (15, 11 и 24°). В таблице 7.7 приведены основные размеры, характерные для всех типов нормальных циклонов (к рис. 7.14). Допустимое содержание твердой фазы в пылегазовой смеси зависит от слипаемости частиц твердой фазы и диаметра циклона. В соответствии с нормами НИИОГАЗ для слабо слипающихся частиц рекомендуется следующая зависимость: D, мм —————————————————— 800, 600, 400, 200, 100, 60,40 Допускаемое содержание твердой фазы, г/м3 -400, 300, 200, 150, 60, 40,20 Для частиц средней слипаемости допускаемое содержание твердых частиц уменьшается в 2 раза, а для сильно слипающихся в 4 раза. Повышение содержания твердой фазы в пылевоздушном потоке выше приведенных норм приводит к забиванию нижнего штуцера циклона. Таблица 7.7 Основные размеры циклонов.

Параметры Обозначение Величина в долях от D Примечание
Наружный диаметр выхлопной трубы ёт 0,6 ной трубы не более 0,2V D
Внутренний диаметр пылевыпуск-ного отверстия dl 0,3 — 0,4 ется при малых D или при большом содержании пыли в газопотоке
Ширина входного патрубка в ци- В 0,2
Ширина входного патрубка на входе в циклон (внутренний размер) В1/ 0,26 0,6
‘ Диаметр средней линии циклона Dcp 0,8 0,24 — 0,32 D+dT/ /2

Для извлечения твердой фазы, состоящей из крупных частиц при большой концентрации их в воздушном потоке, например при пневмотранспорте, вынос измельченного материала из мельницы и т. п. в качестве первой ступени извлечения (вместо воздушно-проходного сепаратора) применяются высокопроизводительные циклоны ЦН — 24. Осаждение твердых частиц размером 5-10 мкм из пылегазового потока наиболее эффективно происходит в циклонах типа ЦН — 11. Повышение извлечения тонкодисперсных частиц из пылегазового потока может достигаться в групповых циклонах малого диаметра -циклонные батареи, состоящие из 2, 4, 6 или 8 циклонов. Циклонная группа из 8 элементов диаметром 800 мм может обеспечить производительность до 50000 м3/час по газу, а группа из 8 циклонов ЦН — 24 до 100000 м3/час. В пылевоздушных потоках на меловых фабриках в основном применяются циклоны ЦН — 15. Выбор установки циклонов определяется в первую очередь степенью извлечения тонких частиц. Если требуется извлечь из пылегазовой смеси твердую фазу с очень мелкими частицами, размер которых составляет несколько десятков или даже единиц микрометров, следует отдать предпочтение нормальным циклонам НИИОГАЗ. Если в твердой фазе преобладают частицы крупностью более 20 мкм и не требуется слишком высокий коэффициент извлечения или по тому, что снова идет на запыление, как например в размольных установках, или имеется вторая ступень очистки (рукавные или электро- фильтры), то применяются циклоны больших диаметров с малым гидравлическим сопротивлением, которые могут работать на пылегазовом! потоке с содержанием твердой фазы 800 — 1000 г/м3. В таблице 7.8 приведены приближенные величины коэффициента; извлечения твердой фазы для различных видов циклонов. Таблица 7.8 Приближенные величины коэффициентов извлечения твердой фазы для различных видов циклонов.

Тип циклона Диаметр,мм Коэффициент извлечения частиц различных размеров, ц* Коэффициент гидравлического сопротивления, мм. вод. ст.
5 мкм 10 мкм 20 мкм
1 2 3 4 5 6
ЦН-15 800 50 85 97,5 105
600 55 87 98,0
400 69 89 98,5
200 77 93 99,0
100 83 95 99,5
ЦН-15у 800 40 81 97,0 ПО
200 70 91 99,0
1000 30 70 96,0 60
ЦП -24 500 41 79 97,0
ЦН-11 800 65 90 98,0 180
100 86 99 99,8

Для очистки воздуха от тонкодисперсной пыли (5 мкм и менее) применяется различное пылеосадительное оборудование: скруббера мокрой пылеочистки, электрофильтры, рукавные фильтры. Скруббера мокрой очистки в технологии производства мела практически не применяются. Это связано с тем, что введение в технологию сухой переработки мела мокрых процессов приведет к усложнению технологической схемы за счет создания шламового хозяйства (транспортировка и складирование мокрых шламов). К тому же самый тонкий меловой продукт будет потерян со шламами безвозвратно. Электрофильтры, хотя и обладают высокой степенью очистки запыленного воздуха, очень громоздкие и требуют больших капитальных затрат и эксплуатационных расходов. В технологии производства мела, для очистки сбрасываемого в атмосферу воздуха, широкое применение нашли рукавные фильтры. Рукавные фильтры, хотя и являются громоздким оборудованием, обладают высокой степенью очистки, относительно недорогие в эксплуатации и довольно высокопроизводительные. Рукавные фильтры подразделяют: • По способу ввода запыленного воздуха в рукав А) противоточные — с вводом воздуха снизу — через бункер уловленной пыли; Б) прямоточные — с вводом воздуха сверху [27]; • По способу регенерации рукавов А) фильтры со встряхиванием и обратной продувкой; Б) фильтры только с обратной продувкой. Встряхивание обычно производится в вертикальном направлении, однако имеются конструкции, где используются вибрации и колебательные движения рукавов в горизонтальном направлении. Обратную продувку чаще всего производят под небольшим давлением. Для продувки используют воздух подсасываемый из помещения или очищенный. В настоящее время продувка в основном производится сжатым воздухом. На рис. 7.15 показано устройство многосекционного противоточ-ного фильтра всасывающего типа с регенерацией рукавов встряхиванием и обратной продувкой. В плотном металлическом корпусе подвешены матерчатые рукава (2). Верхний конец рукавов глухой, нижний открытый. Они крепятся к неподвижной горизонтальной перегородке (плита) над бункером (11), через который в рукава поступает запыленный воздух. Фильтруясь через рукава (2) воздух очищается от пыли и проходит в сборный коллектор и выбрасывается в атмосферу. Пыль, осевшая на стенках рукавов, удаляется с них встряхиванием, для чего верхняя рама выполнена подвижной и соединена со встряхивающим механизмом (7). Тонкодисперсная пыль не только откладывается на поверхность рукава, но и проникает в зазоры тканевых нитей, и тем самым увеличивает сопротивление. Одно встряхивание рукавов не помогает освободиться от засевших в ткани твердых частиц. В этом случае предусмотрена продувка рукавов фильтра в обратном направлении, воздухом поступающем в аппарат через патрубки (8). Во время продувки клапанами (6) регенерирующей секции открываются отверстия, через которые в нее поступает продувочный воздух, и закрываются отверстия связывающие ее с верхним коллектором, из которого очищенный воздух отсасывается вентилятором через патрубок (5), прерывая поступление запыленного воздуха через нижние открытые отверстия рукавов. Под влиянием разряжения, создаваемого в общем бункере пылеуловителя эксгаустером, продувочный воздух засасывается в секцию и проходит через ткань рукавов в направлении, обратном направлению Рис. 7.15 Схема противоточного рукавного фильтра типа ГЧ — 1 БФМ. \ — корпус; 2 — рукава; 3 — патрубок подачи запыленного воздуха; 4 — сборник-коллектор; 5 — патрубок; 6 — клапан; 7 — встряхивающий механизм; 8 — патрубок всасывающего воздуха; 9 — люк для осмотра рукавов; 10 — винтовой конвейер; 11 — бункер. очищаемого воздуха. При этом ткань продувается, а слой пыли, образовавшейся на внутренней поверхности рукавов, обрушивается под совместным действием фильтрующегося в обратном направлении воздуха и встряхивания. Крупная пыль и ее агрегаты падают в бункер, а продувочный воздух смешивается в бункере с запыленным воздухом, поступающем в пылеуловитель через патрубок (3), и распределяется по рабочим секторам. Удаление осевшей в бункере тонкодисперсной пыли производится винтовым конвейером. Число рукавов в фильтре зависит от производительности, от нескольких штук до нескольких десятков штук. Диаметр рукавов от 135 до 350 мм, однако в некоторых фильтрах он достигает 600 мм. длина рукавов обычно принимается 2400 — 3500 мм, а в некоторых до 10 м. Рукава испытывают знакопеременные нагрузки, что приводит к их износу. При обратной продувке рукава могут сплющиваться, что препятствует проходу продувочного воздуха в бункер пылеуловителя и из него в другие секции. Для предотвращения этого явления в ткани рукавов, обычно через каждые 150 мм в нижней части, и 500 мм в верхней, подвешиваются проволочные кольца жесткости. Эффективность работы фильтров в значительной степени определяется качеством ткани из которой изготавливаются рукава. Ткани могут быть гладкими или с ворсом на внутренней стороне. Гладкие ткани хуже задерживают пыль, чем ворсистые, во всяком случае до образования на их поверхности пылевого слоя, но они легче очищаются при встряхивании. Ворсистые ткани обладают высокой эффективностью независимо от наличия пылевого слоя, но они должны рассматриваться как основа для образования фильтрующего пылевого слоя. В таблице 7.9 приведена характеристика тканей, применяемых в рукавных фильтрах. На ряду с приведенными тканями для очистки запыленного воздуха применяются еще другие легкие ткани общего назначения: момекин, бязь, сукно вигоневое, хлопчатобумажная суровая фланель и др. Эффективность некоторых из перечисленных выше тканей приведена в таблице 7.10. Известно, что при удельной воздушной нагрузке 400 м3/(час*м2) сопротивление незапыленного миткаля составляет около 800 Па, хлопчатобумажного молескина 60 Па, хлопчатобумажной байки 100 Па. Хлопчатобумажные ткани горючи, гидрофильные, обладают низкой термостойкостью. Шерстяные ткани более совершенны, но при длительном воздействии температуры более 100°С становятся хрупкими. В настоящее время широкое распространение получили ткани из синтетических волокон, обладающие высокой термостойкостью и механической прочностью. При механическом встряхивании подвижная рама пылеуловителя с прикрепленными к ней рукавами поднимается от 5 до 15 раз на 7 — 10 см, после чего свободно падает. Встряхивание рукавов в сочетании с их обратной продувкой весьма эффективно, однако создает существенные нагрузки на ткань рукавов. За счет этого ткани распускаются, особенно Таблица 7.9 Характеристика фильтровальных тканей.

Фильтровальная ткань Состав ткани Толщина Масса 1м2 Воздухопроницаемость при Харак тер по Термостой- Стойкость к среде
ткани, тка- сопротивлении ности кость, °Сне Кис- Ще-лоч-
50Па, более
м3/час*м2
сукно №2 (арт. 20) по ГОСТ- Смесь шерсти с ка- 1,5 410,0 180,0 Глад- 95 хоро-шая пло-
6986-69 проном
Байка ЧШ (арт. 21) Шерсть 2,4 480,0 нет свед. Гладкая 95 -II- -II-
Ткань нитроновая (арт. 1609) Нитрон 1,6 430,0 нет свед. -II- 130 хоро-шая хоро-шая
Ткань нитроновая НУМ Нитрон 1,7 400,0 450,0 Вор-сис-тая 130 -II- -II-
Смесь шерсти
Ткань УМ с ка- 2,4 500,0 600,0 Глад- 95 -II- -II-
проном
(30%)
Ткань лавсановая 1,4 450,0 240,0 Глад- 140 -II- пло-
1,2 370,0 252,0 -II- 140 -II- пло-
Вор-
то же №5386 «а» Лавсан 2,2 510,0 360,0 сис-тая 140 -II- -II-
Стеклоткань аппретированная Стеклянное волок- 0,22 290,0 162,0 Гладкая 250 хоро-шая хоро-шая
но

в нижней части рукавов, вблизи места их прикрепления к патрубкам неподвижной плиты. Эту часть рукава делают двойной или пропитывают латексом , но тем не менее продолжительность службы рукавов в фильтрах составляет от 6 до 18 месяцев. В связи с этим выбирают такой режим работы фильтра, чтобы периоды между регенерацией были небольшими при умеренном сопротивлении фильтра. Чем больше удельная нагрузка на ткань, тем чаще должна производиться регенерация и тем больше износ, усиливающийся к тому же при большой запыленности абразивным действием пыли ссыпающейся вдоль рукава при регенерации. гаолица /ли Эффективность тканей в рукавных фильтрах.

Ткань Род пыли Удельная нагрузка Концентрация пыли, мг/м3 Эффективность ткани, % Сопротивление ткани, Па
по воздуху, м3/(час*м2) начальная конечная
/ 2 3 4 5 6 7
Вельветон Мучная, пескоструйная с частицами мельче 90 мкм 187 213 12347 4117 21,69 135,5 99,82 97,18 280 320
I | Замша1 То же 77 141,9 198,9 25020 56005525 8,3 6,43 9,89 99,96 99,88 99,81 114,3 261,9 480,7
Холст фильтр-прессный -II- 75,9 134,8 194,0 14380 4700 8630 13,35 14,0 56,93 99,9 99,7 99,34 180,6373,1 947,1
Саржа полушерстяная -II- 77,1 142,3 139,0 181,0 187,9 5980 15070 7420 8490 4255 4,2 40,24 43,5 107,83 143,91 99,9 99,9 99,4 98,97 96,66 90 535 633 1561,5 1406
Тоже мучная 195 11740 24,07 99,8 270
Фланель пестротканая -II- 198 10178 51,36 99,49 160

Рекомендуемые ВНИИцементом (Ф. Г. Бонит) режим регенерации в зависимости от нагрузки фильтра по воздуху, концентрации и дисперсности пыли приведены в таблице 7.11. Следует отметить, что приведенные данные можно рассматривать как ориентировочные. canada goose women’s Таблица7.11 Рекомендуемые резкими работы рукавных фильтров.

Концентрация пыли, г/м3 Период между встряхиваниями, мин. Рекомендуемые нагрузки по воздуху м3/(ч*м2), при группе пыли по дисперсности
II и III IV и V
1 5 10 20 Более 12 10-12 8-95-7 120-180 80-120 60-80 40-60 70-90 50-70 40-50 30-40

При правильно выбранном режиме и надлежащей эксплуатации, сопротивление рукавного фильтра не превышает 1500 — 2000 Па. Длительная практика эксплуатации рукавных фильтров показала, что при начальной концентрации пыли до 50 г/м3 ее конечная концентрация, как правило, не превышает 20 — 50 мг/м3. На рис. 7.16 приведена схема прямоточного рукавного фильтра. В этом фильтре воздух вводится в верхнюю часть корпуса (1) аппарата по подводящим коллекторам (2) и поступает в рукава (3), верхний открытый торец которых сообщается с коллекторами (2), а нижний с пылес-борным бункером (4). nike chaussures Фильтруясь через стенки рукавов, на поверхности рукавов остается мелкая пыль; крупная пыль, в том числе агрегаты, Рис. 7.16 Схема прямоточного рукавного фильтра СМЦ — 101 1 — корпус фильтра; 2 — коллектор; 3 — рукава; 4 — бункер пыли; 5 — клапан; 6 вентилятор; 7 — отводящий коллектор. свободно падает в бункер, в меньшей степени загружая ткань рукавов, чем это происходит в противоточных фильтрах. Это отличие прямоточных фильтров является немало важным фактором: скорость вертикального потока в нижнем сечении противоточных рукавов составляет 1 м/сек и более, в следствии чего, занесенные туда крупные частицы не имеют возможности выпасть в бункер и витают до тех пор пока не осядут на ткани, увеличивая тем самым сопротивление фильтра. Очищенный воздух отсасывается при закрытом продувочном клапане (5) вентилятором (6) через отводящий коллектор (7). При регенерации клапан (5) открывается, давая доступ продувочному воздуху, который нагнетается тем же вентилятором (6), как правило из потока очищенного воздуха. Одновременно перекрывается доступ очищенному воздуху. Под давлением продувочного воздуха рукава деформируются, слой пыли на них разрушается и под собственным весом падает в пылесборочный бункер. После завершения цикла регенерации рукава восстанавливают свою первоначальную форму благодаря давлению вновь поступающего в них воздуха и пружинной подвеске. Прямоточные фильтры пока не получили широкого распространения. В настоящее время изготавливаются несколько типов рукавных фильтров, которые отличаются друг от друга конструктивным оформлением отдельных узлов и деталей. В таблице 7.12 приведена техническая характеристика рукавных фильтров, выпускаемых на отечественных завода. Для глубокой очистки пылевоздушной смеси, содержащей тонкодисперсные частицы применяются электрические фильтры. Достоинством электрофильтра является [28]: 1) исключительно высокая эффективность очистки газов больших объемов, содержащих тонкодисперсные твердые частицы (при этом степень очистки может достигать 99,99%; 2) низкие эксплуатационные расходы, состоящие из расхода электроэнергии, не превышающего 0,3 кВт на 1000 м3 очищаемого газа и потерь энергии на преодоление гидравлического сопротивления аппарата при движении через него газа, не превышающего 200 Н/ м2. Большую экономичность электрофильтра можно объяснить тем, что в нем мощность преобразуется непосредственно в работу по перемещению частиц, в отличии от механических пылеуловителей, где мощность преобразуется в работу по перемещению частиц косвенно; 3) улавливание частиц размером от 100 до 0,1 мкм и менее. При этом концентрация твердых частиц в очищаемых газах может колебаться от нескольких грамм до 50 г/м3 и более, а их температура может превышать 500°С. Электрофильтр состоит из металлического или железобетонного корпуса с размещенными внутри него осадительными и коронирующ-мй электродами. На входе в электрофильтр обычно установлено газораспределительное устройство, обеспечивающее равномерное распределение пылевоздушного потока в активной зоне аппарата. Электрофильтр снабжен специальными устройствами для удаления уловленной пыли Осадительные электроды выполнены из металлических пластин различной конфигурации или из труб круглого или шестигранного сечения Кодирующие электроды изготовлены из круглой проволоки ипи из узких полос с выступающими острыми углами и др. Процесс электрической очистки газа заключается в следующем (рис. 7 17 и 7 18)- подлежащий очистке газ поступает в электрофильтр, коро-нирующие электроды которого изолируются от земли и присоединяются к отрицательному полюсу агрегата питания, а осадительные электроды присоединяются к положительному полюсу агрегата и заземля-ются. Рис 7.17 Принципиальная схема электрической очистки пылевой смеси. 1 — повышающий трансформатор с регулятором напряжения; 2 — выпрямитель; 3 — осадительный электрод; 4 — коронирующии электрод. При достаточно высоком напряжении, приложенном к межэлектродному промежутку, напряженность поля около кодирующего электрода становится достаточной для появления коронного разряда. При возникновении коронного разряда происходит интенсивная ионизация газов. Попадающим в сильное электрическое поле электронам сообщается ускорение, и они приобретают энергию, *°™™»^ для ионизации молекул, в результате чего образуются полжительные и отрицательные ионы.

Добавить комментарий