книги / Обжиг в кипящем слое в производстве строительных материалов

Для

размера зерен заполнителя

5 - 4 0

мм

(дЦ > -

=22,5

м м )

производительность

сепаратора

в

соот­

ветствии с

формулой ( 4 5 )

равна

Ц = 3 6 0 0 - 1 ,3 5 * 0 ,0 2 2 5 * 2 - 0 ,2 * 0 ,5 =

2 0

м3 /ч.

При использовании сепаратора для

разделения

только

фракции

1 0 - 2 0

мм

производительность, со­

ответствен н о,

уменьш ается до

1 3

м

/ч.

Как показано ниже, подбором двух утяжелителей

(бинарной см еси ) можно создать

псевдоожиженную

среду любой плотности. В сепараторе

промышлен­

ного

типа выбирают один основной

утяжелитель

с некоторым

запасом

плотности

(например,

квар­

цевый песок, который в чистом виде созjgper

псев­

доожиженную среду плотностью

1 ,2

г/см

).

Так

как любой исходный материал, подаваемый

для

разделения

по объемной

м ассе,

содержит

некото­

рое количество

мелочи

(з а

счет

неточности

раз­

деления

на

грохоте, измельчения при перегрузочных

операциях и т .п .), то, учитывая определенную

сте­

пень засорения ванн, след ует изменить

плотность

слоя

до

заданной величины.

Величина

плотности

слоя

(утяж елителя с

обогащаемым

мате­

риалом) определяется задачей, поставленной

перед

сепаратором: выделение

легких

фракций,

выделение

зерен определенной прочности и т.п.

Равнокитш шми являются зерна с

отношением

диаметров

обратно пропорциональных их

плотности

(для пористых

материалов -

объемной

массе

в

щего из частиц основного утяжелителя

с

п ло т ­

ностью

и частиц сепарируемого

материала с

плотностью

, будет равна:

ю о

О - * ) ,

( 4 6 )

где

Л, - процентное содержание

утяжелителя

с плотностью J>%;

1 0 0 - /7f - процентное

содержание

равнокипя-

щих

частиц

сепарируем ого

мате­

риала

с

плотностью

(объем ной мао*

сой

в

куске)

;

£

- порозность

слоя .

Если

для

определенной

пробы

керамзитового

гравия будет

задана^ плотность

псевдоожиженного

слоя

1 г/см

,

то все^ зерна

с

объемной

массой

в куске

*<1

г/см

будут ^ш авать,

а

зерна

с

объемной

м ассой

> 1

г/ см -

тонуть.

В

качестве примера

прини ж ем ,

что

плотность

(объемная м асса) м елких

частиц

J?z = l t2 г/см

,а

утяж елителя

- кварцевого

песка

разм ером

0 ,1 5 -

0 ,0 3

мм

2 ,6

г/см

. И з

уравнения

(4 )

мож ет быть найдена допускаемая степ ень

засоре­

ния утяж елителя

1 0 0 - «

( A -а х 1 _ £ )

( 2 , 6 - 1 , 2 ) ( 1 - 0 , 5 )

X I0 0

=

43%

с

кварцевым

песком

зер­

Равнокипяшие

на

керамзитовой

мелочц> g будут

круп­

нее

сооответственно

в

"1^2™

=

Ра“

за, т.е. эти зерна будут

разм ером

0 ,3 2 5 - 0 ,6 5 мм.

Если

см есь

основного

утяж елителя

и м елочи

про­

пустить через грохот с сеткой, размер

отверстий

которой 0 ,3

мм, то все равнокипящие зерна мелочи

которая заключается в его непрерывной очистке

от

равнокипящих зерен керамзитовой

м елочи .

Специальные исследования

показали

[ 9 2 ] , что в

псевдоожиженном слое узкого

класса м естны е

ко­

лебания плотности больш е, чем в

полидисперсном

материале. Созданием бинарной см еси с

широким

диапазоном размеров частиц кварцевого песка

и ме­

лочи из разделяемого продукта обеспечивается

бо­

лее равномерное псевдоожижение слоя .

На рис*

5 9 показано два варианта технологичес­

кой схемы

установки сепаратора, предусматриваю­

щие питание его

исходным

продуктом

после отсева

мелочи размером

м енее 5

мм»

1 вариант - материал,

подлежащий

сортировке,

объемной

м ассе

в сепараторе. Затем

легкие

марки

сортируются на фракции в одном грохоте, а

тяже­

лые в другом .

П вариант - сортируемый материал с

помощью

грохота разделяется на фракции менее 5 мм,

5 -

10, 1 0 —2 0 и

2 0 —4 0 мм.

Некоторые

фракции

(определяемые

заказчиком)

в дальнейшем

сорти­

руются отдельно

(например,

фракция

5 - 1 0

и

1 0 -

2 0 м м ) на двух

сепараторах

или на одном,

по

очереди. Продукты разделения выходят с

противо­

положных концов

сепаратора. Ч асть

утяжелителя

сливается

для

регенерации

на

вспомогательный

грохот в

количестве, обеспечивающем

постоянство

плотности

псевдоожиженного слоя.

Точность разделения не зависит от

количества

материала, подаваемого в сепаратор, но во

избе­

жание его перегрузки необходимо подачу

мате­

риала регулировать автоматически.

Автоматически

должно также

обеспечиваться

постоянство

подачи

воздуха. Давление под плитой возрастает за

счет

засорения и увеличения сопротивления плиты

и

фильтра. Повышение давления

больше

допустимого,

при котором снижается расход воздуха,

показы­

вает на необходимость чистки фильтра или

плиты

сепаратора.

С ледует поддерживать также постоянным

уро­

вень материала в ванне и плотность

псевдоожижен­

ного слоя. При понижении плотности слоя

необхо­

димо увеличивать количество утяж елителя,

подава­

ем ого на регенерацию. При понижении уровня

дол­

жен автоматически добавляться утяж елитель

из

запасного

бункера. Р езульта ты промышленных ис-

эованием

псевдоожиженной среды

из

мелкозернис­

того материала [ 1 0 5 ] .

Для разделения

применяется

цилиндрический

сосуд диаметром

3 5 0 и высотой

3 0 0

мм (рис. 6 0 ).

Равномерное распределение воздуха обеспечивается

так же, как и в

промышленном

сепараторе,

при­

менением

технического войлока

(Г О С Т

2 8 8 - 6 1 ) в

качестве

дна сосуда.

В сосуд через клапан подается воздух от напор­

ного штуцера пы лесоса * Уралец*

или другого

ис­

точника воздуха,

обеспечивающего

величину расхо­

да до 5 0

м /ч и

напора в 5 0 0

мм вод. ст.

Для извлечения

плавающих фракций

применяют

сетчатый

черпак,

утонувшие зерна собираются

в

установленном на

дне бачка сетчатом цилиндре

с

ной

вытяжкой ( рис*

6 1 ) .

Для

создания псевдоожиженного слоя плотностью

от 0 ,4

до

2 г/см

рекомендуются утяжелители

с

размером

зерен (в

м м ):

керамзитовый

песок - 0 ,3 - 0 ,6 ;

кварцевый песок

- 0 ,1 5 -0 ,3 $

гем атит, магнетит, барит

и т.п. -

0 ,1 - 0 ,1 5 .

М о гут

быть использованы

и другие

материалы с

разной плотностью и соответственно иным

разме­

рам

зерна.

Д ля создания псевдоожиженного слоя

эквива­

лентной жидкости различной плотности в табл.

25

даны ориентировочные смеси утяжелителя.

В

специальных

случаях gnn создания

среды

плотностью

менее

0 ,4 г/см

рекомендуется приме­

нять вспученный перлит с размером зерен

0 ,3 -

0 ,6

мм

в смеси с

керамзитовым песком с

разме­

ром

зерен

0 ,1 5 - 0 ,3

мм. Для

получения

псевдо­

ожиженной

среды плотностью

более 2

г/см э

к

ге­

матиту

или

м агнетиту рекомендуется

добавлять

Т а б л и ц а

2 5 , Ориентировочные

составы

см есей

утяж елителя

Т ребу-

Первый утяж елитель

В т о р о й V I 'яж елитель

емая

наимено­

количество

наимено­

количество

плот­

вание утя­

утяж елите­

вание

утяж ели­

ность

желителя

ля, %

по

утяжели­

теля , % по

псевдо­

м ассе

теля

м ассе

ожижен­

ного

слоя.

г / ~

0 .4

Керамзит

1 0 0

—

~

молотый

0 ,5

Т о же

5 8

Кирпич

4 2

молотый

0 ,6

— ,<г—

3 8

Т о

же

6 7

0 ,7

6

— ®г—

9 4

0 ,8

Кирпич

1 0 0

-

молотый

0 ,9

То же

7 4

Песок

2 6

1

—

6 4

речной

1

6 4

Т о

же

4 6

1 .2

Песок

1 0 0

Т о

же

-

речной

1 .4

Т о же

7 5

Гематит,

2 5

магнетит,

барит или

др.

1 ,6

—

6 0

Т о

же

4 0

1 ,8

Гематит,

1 0 0

барит

Рис. 6 0 ,

Бачок для

определения однородности

по­

ристого заполнителя по объемной массе

1 — цилиндр; 2 -

фетр

</*=16

мм,

^ 4 1 6

мм;

3 - кран

4 -

коробка; 5 -

сетка

круглая

J2f416 м м; 6 - корзинка из сетки; 7

—

черпак

контроля

плотности

псевдоожиженного слоя

приме­

няют шаровые целлулоидные

ареометры,

которые

нимается как среднеарифметическая

между

объ­

емной массой двух ближайших по величине

утонув­

ших и всплывших шаров. Контрольные

шары

отли­

Р и с. 6 1 .

Установка

бачка

под зонтом с вентиляцион­

ной вытяжкой

М етод

лабораторного анализа

пористых

запол­

нителей в

псевдоожиженной среде

для

определе­

ния однородности их состава по объемной

м ассе

и

прочности

подобен

так называемому 'м е т о д у

фрак­

ционного

анали за'

различного зернистого

м ате­

риала в жидкостях

разной плотности (например,

в

угольной промышленности по ГО С Т 4 7 9 0 - 5 8

'К а ­

менные угли и антрациты. М етод

фракционного

а н а ли за ').

После разделения исследуемой пробы в

псевдо­

жидкостях и определения объемной м ассы ,

проч­

ности, выхода всплывших и утонувших зер ен

строят

кривые однородности по объемной м ассе и

проч­

ности (рис. 6 2 ), по которым можно

установить

выход, объемную м ассу и прочность каждой

из

всплывших и утонувших фракций при

разделении

продукта на две части. Кроме известной

оценки

однородности пористых заполнителей

м етодом

ма­

или путем определения объемной м ассы

каж дого

зерна в отдельности во ВН И И СТРО М Е

предложено

оценку производить по отношению крайних

показа­

телей исследуемой пробы, расчет которых

не пред­

ставляет трудности.

Чтобы исключить случайные величины (например,

при измерении каждого

зерна

в отдельности),

от­

ношение крайних показателей (по объемной

массе

или прочности) предложено принимать для 10%

вы­

хода тяжелых и легких зерен.

По кривым на

рис. 6 2 , задаваясь,

например,

выходом легкой марки в 45 %

(пунктирная

прямая),

можно определить насыпную м ассу этой марки

-

3 0 0 кг/м

, выход тяжелой марки -

55%

с

насып­

ной массой

4 0 0

к г/ м э,

необходимую

плотность

разделения

0,66

г/см 5 прочность ^егкой

марки

-

2 6 кгс/см

, тяжелой -

5 5 кгс/см

;

коэффициент

однородности по объемной м ассе составляет

2 ,4 6 ,

а по прочности -

4 ,8 3

[ 1 0 5 ] .

Указанный м етод можно применять в

заводс­

ких лабораториях

и при специальных

исследованиях

в научно-исследовательских институтах.

3. КЛАССИФИКАЦИЯ ПЕСКА ПО КРУПНОСТИ

Для

легк ого материала, состоящ его

из

частиц

разного

размера,

м огут

быть

найдены

опти­

исходит либо его перемешивание, либо разделение

по крупности. Экспериментально установлено,

что

наилучшие р езультаты классификации соответствую т

режиму псевдоожижения, при котором мелкий

класс

крупный - еще

только в

стадии фильтрации.

При

этом удаление

верхнего

псевдоожиженного

слоя

производится путем простого слива через

соот­

ветствую щ ее отверстие

(щ ель, л о т о к ), а для

уда­

ления нижней части необходимо применение

меха­

нических средств,

обеспечивающих

передвижение

м ассы о т м еста

подачи

до м еста

выхода.

а )

Плотность кипящего слоя,;

Рис,

6 2 ,

Пример построения

кривых

однородности керамзитового

гравия

а

- по

насыпной м ассе; б

- по

прочности