Спросить
Войти
УДК 661.152.4:66.022.62
Б01: 10.15587/2312-8372.2019.168150
ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЖИМА РАБОТЫ ГРАВИТАЦИОННОГО ПНЕВМОКЛАССИФИКАТОРА РОМБИЧЕСКОЙ ФОРМЫ
Юхименко Н. П., Острога Р. А., Литвиненко А. В., Поддубный Е. М., Забицкий Д. В.
В работе [1] представлена технология получения гранулированных удобрений на органической основе. Стандартные требования на гранулированные удобрения предусматривают содержание фракции 1-4 мм не менее 85-90 %, а фракции менее 1 мм - не более 3-5 %. Рассмотренный способ гранулирования путем распыления суспензии в псевдоожиженный слой частиц характеризуется различным временем пребывания как растущих гранул, так и возвращением мелких частиц ретура [2, 3]. Это обуславливает неравномерное покрытие поверхности частиц суспензией, в результате чего продукт после гранулятора получается неоднородным по гранулометрическому составу. Ввиду наличия нагретых мелких частиц размером менее 1 мм, использование механических грохотов нецелесообразно из-за забивания ячеек сетки, что приводит к частой остановке оборудования на ремонт [4]. Таким образом, разработанная технологическая линия получения органических и органо-минеральных гранул [1 , 5] должна быть оснащена пневмоклассификатором для отсева мелких фракций из полидисперсной смеси гранулированного продукта. Поскольку классификатор играет очень важную роль в процессе получения товарных гранул, то и его эффективность должна соответствовать предъявленным к нему требованиям [6-8]. Проанализировав известные конструкции сепараторов [9-11], можно прийти к выводу, что ни одна из конструкций не обеспечивает нужную чистоту продукта в рамках предложенной технологической схемы. Помимо обеспечения чистоты продукта аппарат также должен иметь низкое гидравлическое сопротивление и малую энергоемкость. Этим и обуславливается актуальность исследования. Поэтому объектом исследования является процесс классификации гранулированных органических удобрений в гравитационном пневмоклассификаторе ромбической формы. А целью работы является исследование процесса классификации гранулированных органических удобрений в гравитационном пневмоклассификаторе ромбической формы и установление оптимальных режимно-технологических параметров работы оборудования.
В работе использовались методы физического моделирования процессов пневматической классификации газодисперсных систем. При проведении экспериментальных исследований применяли методы многофакторного планирования эксперимента. Для обобщения полученных экспериментальных
данных применены дифференциальные методы математического анализа и интегрального исчисления, которые выполняли с помощью компьютерной техники и пакета прикладных программ, а именно: MathCAD, MS Office Excel.
Для исследований использовался лабораторный стенд «ромбического» пневмоклассификатора, на котором был поставлен ряд опытов по подбору оптимального режима разделения и чистоты продукта.
Рациональное использование рабочего пространства и использование эффективных способов влияния на поток материала позволяют в рамках одного корпуса получить требуемые параметры разделения. Отсутствие в корпусе контактных элементов значительно снижает гидравлическое сопротивление аппарата, и значительно уменьшает его энергоемкость.
Из рис. 1 видно, что корпус 1 ромбической формы условно можно разделить на две зоны: нижняя часть (зона сепарации) предназначена для вращения материала, а верхняя - для разгона и отвода из аппарата гранул на доращивание. Загрузочный бункер 2 используется для равномерного дозирования гранул, поступающих в аппарат, а разгрузочные устройства 3 и 4 служат для отвода гранул за пределы аппарата.
Принцип работы пневмоклассификатора заключается в следующем. Газодувка формирует устойчивый воздушный поток. Гранулы подаются непрерывно в среднюю часть аппарата. Под действием силы тяжести гранулы попадают в сепарационную зону аппарата (рис. 1), где при помощи воздушного потока из них образуется вращающийся слой, который поджимается от стенки к стенке. При этом из слоя выдувается мелкая фракция, которая разгоняется в верхней части корпуса и направляется в аппарат кипящего слоя на доращивание. А крупные гранулы (размером более 2 мм), просыпаются сквозь вращающийся слой, и отводятся в сборник в виде товарной фракции.
Рис. 1. Принцип работы «ромбического» пневмоклассификатора: 1 - корпус; 2 - загрузочный бункер; 3 - нижнее разгрузочное устройство; 4 - верхнее разгрузочное устройство; а1 - угол раскрытия ромба; а2 - угол закрытия ромба; В - воздушный поток; К - крупная фракция; М - мелкая
фракция; С - исходная смесь гранул
Результаты исследований представлены на рис. 2 и в табл. 1.
Гранулометрическая характеристика
у 30 20 10 о
/ х \\ \\
// \\\\
Размер частиц, мм
■ Материал
. Отбор на доращивание
- Товарная фракция
Рис. 2. Кривые рассева по фракциям
Таблица 1
Результаты эксперимента на бинарной смеси (товарная фракция 2-4 мм и
Проба Масса навески, г Фракция 0,4-2 мм, г Фракция 2-4 мм, г
Исходный материал 3129,2 1524,6 1604,6
% 100,0 48,7 51,3
Выход гранул на доращивание _ "59,6 1507,3 52,3
% 100,0 98,8 1,2
Выход товарной фракции 1569,6 17,3 1552,3
% 100,0 1,1 98,9
Как видно из графика (рис. 2), чистота товарной фракции составляет 9698 %, а 2-4 % составляют потери. Это означает, что эффективность работы данного аппарата очень высокая и степень разделения соответствует требованиям, которые предъявляются к данному виду оборудования.
Часть материала, которая не разделилась, продолжает вращаться. Далее в корпус аппарата поступают новые гранулы. В корпусе создаются условия, которые позволяют слою материала вращаться от стенки к стенке.
В работе показано, что проведение процесса пневмоклассификации в «ромбическом» пневмоклассификаторе позволяет эффективно удалять из гранулированного продукта частицы размером менее 2 мм. На выходе из аппарата получаем товарный продукт с размером частиц 2-4 мм, что
соответствует стандартным требованиям по качественному гранулометрическому составу. Эффективное разделение в данном аппарате осуществляется за счет его ромбической формы, которая способствует вращению потока материала и приводит к дополнительному пересеву. Циклическая загрузка материала в аппарат также воздействует на характер движения частиц и не позволяет им собираться в агломераты.
