SU1364377A1 - Способ сепарации сыпучих материалов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к технологии получени  порошкообразных материалов и м.б. использовано в промьш- ленности стройматериалов, пищевой, электронной и т.д. Цель изобрете-. НИН - повышение эффективности классификации сыпучих материалов с размерами частиц 1-100 мкм за счет дезагрегации частиц к моменту ввода аэровзвеси в сепаратор. Дл  этого сыпучий материал ускор ют в газовом потоке до 1 ,8-1 ,8-10 м/с. Затем аэровзвесь ввод т в сепаратор, например в гравитационньй или инерционный пылеуловитель. Частицы крупной фракции выдел ютс  из газового потока за счет гравитационных или инерционных сил. Мелкие фракции вы- нос тсй газовым потоком. Указанный диапазон ускорений позвол ет эффективно разрушать любые агрегаты порошкообразных веществ, образующихс  за счет действи  между частицами дисперсионных , капилл рных и электрических сил. 2 табл. с о (Л

Description

со

нал длиной ,8 метром м с

Изобретение относитс  к технолоии получени  порошкообразных матеиалов , а более конкретно к тем слуа м , когда имеютс  повьшенные треовани  к ;5|исперсному составу используемых частиц, в частности к промышенности стройматериалов, пищевой ромышленности, электронной промышенности и т.д.

Целью изобретени   вл етс  повышение эффективности классификации сьшучих материалов с размерами частиц 1-100 мкм за счет дезагрегации частиц к моменту ввода аэровзвеси в сепаратор.

Пример 1. Примен ют способ сепарации с использованием возвратно- поточного циклона ЦН-15. Диапазон ускорений 8, -10 ед.д. реализуют путем пропускани  воздушного, аэрозол  частиц перед подачей в сепаратор (циклон) через спиральный ка- м с внутренним диачислом витков , имеющих радиус закруглени  R 0,02 м. Максимальный размер исходных частиц составл ет 9,7 мкм. Во всех случа х необходимые ускорени  достигаютс  изменением давлени  на входе в канал. После тангенциального ввода потока с частицами в циклон в нем производ т выделение крупной фракции внутри инерционного пылеуловител  за счет сил инерции, вынос мелких фракций газовым потоком пылеуловител .

Во всех случа х управление процессом производитс  изменением избыточного давлени  на входе в канал.

В табл. 1 приведены экспериментальные данные. ,

П р и м е р 2. Дп  диапазона 51 - 8,310 ед.д ввод частиц в газовый поток осуществл етс  с помощью камеры псевдоожижени , а указанные ускорени  обеспечиваютс  за счет соуда рений лопастей мешалки с частицами порошка. Необходимые ускорени  получаютс  изменением скорости вращени  мешалки. Экспериментальные данные приведены в табл. 2 и дл  сравнени  приведены данные, когда .мешалка не работает, т.е. . Сепараци  частиц происходит в пылеосадительной камере (гравитационный пылеуловитель) и заключаетс  в вводе частиц в газовом потоке в пылеосадительную камеру, выделении крупных фракций внутри камеры за счет сил т жести и выносе

мелких фракций из камеры. Максимальна  скорость вращени  мешалки составл ет об/мин. Радиус лопастей мешалки ,02 м. Расход вЬздуха, проход щего через камеру псевдоожижени  и пылеосадительную камеру, во всех случа х посто нный и равн етс  Q 3-10 M /с. Максимальный размер 0 частиц с1рддо после сепарации в пылеосадительной камере составл ет dp 30 мкм, а дл  исходных частиц 65 мкм.

Получаемые ускорени  могут быть различного происхождени , например

5 ускорени , обусловленные силой трени  движущегос  относительно частиц газового потока, ускорени  за счет ударов, центростремительные ускорени  и т.д. Возможно также одновремен0 ное наличие нескольких причин, вызывающих ускорени  частиц. Однако в каждом конкретном случае определ ющую роль играет абсолютна  величина суммы получаемых ускорений. Сепараци 

5 частиц осуществл етс  в гравитационных или инерционных пылеуловител х, которые в практике обычно используютс  дл  целей пылеулавливани , а не сепарации частиц. Однако, если

0 частицы диспергированы перед сепарацией предлагаемым способом, то становитс  эффективным использование пыле- улавливающей техники и дл  целей ;епарации. В этом случае можно примен ть гравитационные пылеуловители или пылеосадительные камеры: многочисленньм класс инерционных пылеуловителей. Кажда  конструкци  в принципе может использоватьс  дл 

0 сепарации во всем интервале размеров 1-100 мкм с той или иной полнотой отделени  мелких фракций, но практически более удобно примен ть каждую конструкцию в определенном

4g диапазоне размеров частиц, так как эффективность их выделени  сильно зависит от их размеров. Так, например , дл  размеров 20-100 мкм предпочтительно использовать пылеосади- тельные камеры и жалюзийные пылеуловители , дл  размеров 5-20 мкм - возвратно-поточные циклоны, дл  размеров 1-5. мкм - циклоны с вод ной пленкой и скрубберы Вентури и т.д.

Предлагаемьй диапазон ускорений позвол ет эффективно разрушать любые агрегаты порошкообразных веществ, образующихс  за счет действи  между частицами дисперсионных С(капилл р5

50

55

31364377

ных) и электрических сил, вплоть до разрушени  самого материала частицы. Верхний предел выбран из того расчеа

По

та, что при ускорени х ед, g(9, м/с) наблюдаетс  разрушение материалов всех известных порошкообразных веществ, таким образом при использовании предлагаемого способа одновременно с сепарацией происходит измельчение, интенсивность которого определ етс  величиной достигаемых ускорений и механическими характеристиками материала частиц.

Дл  обосновани  нижнего предела ускорений следует рассмотреть более детально причины когезии частиц. Как известно, когези  частиц между собой объ сн етс  трем  родами сил, а именно: молекул рными или ван-дер-вааль- совыми силами, капилл рными силами , FH; электрическими силами, F.

Поскольку молекул рное взаимодействие на 2 пор дка меньше, чем капилл рное , им можно принебречь.

Общее выражение дл  силы F, действующей между частицами, имеет вид ,,2,0840 d+0,228d+l ,44 ,230d+l ,44 , Н.

Приведенный анализ не претендует на исчерпывающую полноту, однако он дает представление о действующих силах и соответственно об ускорени х необходимых дл  их преодолени .

Масса шарообразной частицы

кг.

где р4 - плотность материала частиц.

Принимаем р 4000 кг/м , тогда d , кг.

Выражение ускорени  дл  деагрега- ции двух частиц имеет вид

а - 1,1040 d %6,88 , м/с

Подставл   в это выражение мкм

и, имеем ,8-10 м/с или э

10

1,8-10- ед.

При работе с предварительно высушенными порошками и при влажности, меньшей 50%, член, учитывающий капилл рное взаимодействие, исчезает, однако при этом возрастает вли ние электрического взаимодействи  за счет уменьшени  поверхностной проводимости и соответствующего увеличени  куло- новских (свободных) зар дов, обусловленных уменьшением утечки.

Таким образом, нижний предел ускорени  частиц перед вводом их в пьшеуловитель составл ет 1,8-10 м/с , что значительно вьште по сравнению с ускорени ми, достигаемыми частицами при использовании известных способов , в результате чего, как видно

из табл. 1 и 2, повьш1аетс  выход частиц с максимальным размером 1- 100 мкм при их сепарации.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ сепарации сьтучих материалов , включающий ускорение сьшучего материала в газовом потоке и ввод аэровзвеси в сепаратор, сбор продуктов сепарации, отличающий- с   тем, что, с целью повьшени  эффективности классификации сыпучих материалов с размерами частиц 1- 100 мкм за счет дезагрегации частиц

   к моменту ввода аэровзвеси в сепаратор , сыпучий материал ускор ют в газовом по.токе до 1,8-10.-9,8-10 м/с.

   Ускорение при ударе о стенки канала (средн. по Мальшева а„, ед. g

   Суммарное ускорение Za, ед. г

   Давление на входе канала , Р,, , атм

   Максимальный размер частиц, вьте.ающих из циклона ipvojf мкм

   Предлагаемый способ

   7,24-1о 1,54-10 6,43-10 Z.,6-10 7,86-10

   8,1-10 1,,33-10 2,64-10 . 5,58-10 1,0-10

   1,051,201,502,02,53,5

   7,0

   3,8

   3.2

   2,8

   2,2

   1.9

   J

   3.2

   2,8

   2,2

   1.9

   Параметры

   Центростремителькое ускоре1 не (среднее), ед. g 8,61.10 1 5,75-10 Tl,90.lo Ts.lS-lO I 4,78-10 Iz.U lo

   80 45 34

   ,25/1 28/2 98/А

   10/0 65/0 72/1

   Известный способ

   Содержание частиц с размером меньшим d,p от общей массы сепариро ванных частиц (по весу ) при dp «const, 2

   Выход сепарированных частиц от общей массы исходных частиц, Z

   мкм4/0

   14/0

   Скорость вращени 

   мешалки п, об/мин О 100 500

   Максимальна  окружна  скорость вращени  , м/с

   ,0 0,209 1,04

   03 10

   7 38 52

   99 59 38

   12 20 25

   Продолжение табл.1

   27

   18

   12

   100/15 96/8

   100/24 100/14

   25/0

   2000

   5000

   7000

   4,18

   10,4

   14,618

   23

   27

   57

   60

   60

   25

   17

   13

   28

   36

   40