ДЕЗИНТЕГРАТОР ДЛЯ ПОМОЛА УГЛЯ Российский патент 2014 года по МПК B02C13/22 

Изобретение относится к области энергетики, а более конкретно к области приготовления пылеугольного топлива для тепловых станций. Изобретение может найти применение для помола угля в установках глубокой переработки угля в другие виды топлива, а также при производстве новых веществ и материалов.

Известно, что дальнейшее повышение эффективности и к.п.д. энергетических комплексов, включая ТЭЦ, энергетики связывают с проблемой дальнейшего усовершенствования систем подготовки угля перед сжиганием. Основным элементом в этих системах, определяющих эффективность сгорания угля и удовлетворение требований экологии, являются устройства помола угля. От тонины помола угля зависит и количество вредных выбросов в атмосферу, и более полное сгорание топлива с максимальным к.п.д.

Известен дезинтегратор (патент РФ №2291745 C1, B02C 13/22), содержащий цилиндрический корпус с осевым загрузочным и тангенциальным разгрузочным патрубками. В этом дезинтеграторе вращающиеся диски помольной камеры расположены горизонтально один над другим. Для распределения материала внутри помольной камеры установлены разбрасывающие патрубки, жестко связанные с верхним вращающимся диском, и устройство для равномерного распределения материала по периметру рабочей камеры, жестко связанное с нижним вращающимся диском.

К недостаткам данного устройства относится то, что горизонтальное расположение вращающихся дисков помольной камеры вызывает накопление помольного материала и не имеет механизмов самопроизвольного его удаления в процессе помола. К тому же установка внутри помольной камеры разбрасывающих патрубков и устройства для равномерного распределения материала существенно увеличивает массу вращающихся элементов, а следовательно, и затраты мощности на привод помольных дисков.

Известен дезинтегратор (патент РФ №2408433 C1, B02C 13/20), содержащий цилиндрический корпус, внутри которого размещены роторы с ударными элементами и каналы для возврата материала в рабочее пространство помольной камеры. Предусмотрена также установка дополнительных бронеплит, жестко закрепленных на внутренней поверхности цилиндрического корпуса.

Недостатки данного устройства: установка каналов возврата и бронированных плит ухудшает аэродинамические характеристики самой помольной камеры и не обеспечивает ее непрерывную работу с пластичными материалами, например, такими, как уголь. Установка дополнительных бронированных плит и каналов возврата способствует накоплению помольного материала внутри дезинтегратора и, как следствие, приводит к дополнительным затратам мощности на привод вращающихся роторов с ударными элементами.

Наиболее близким по совокупности признаков к заявленному устройству, дезинтегратору для помола угля, является дезинтегратор Н.П.Дядченко (патент РФ №2279316 C2, B02C 13/22). Изобретение включает два расположенных соосно друг другу ротора - диска с установленными по периферии перфорированными в цилиндрической части ободками, пальцы, закрепленные по концентрическим рядам на дисках, и привод, обеспечивающий вращение дисков в противоположные стороны. Валы роторов выполнены полыми, а диски закреплены на валах роторов под углом для обеспечения возвратно-поступательного перемещения помольного материала в осевом направлении от диска к диску, сопровождаемого периодическими колебаниями устройства. При этом каждый палец каждого диска имеет начало с одной стороны диска, а продолжение - на другой стороне диска, а сами пальцы выполняются съемными в виде конических стержней, имеющих в поперечном сечении остроконечную звезду, уменьшающуюся в размерах от средней части стержня к его периферии.

Недостатком изобретения является то, что оно сложно в изготовлении и ненадежно в эксплуатации. Кинематика привода, сложность балансировки, вибрационное воздействие, сопутствующее большому числу сравнительно слабых ударов пальцев по измельчаемым частицам в дезинтеграторе - все это не позволяет перейти на повышенные скорости вращения роторов и получения тонины помольного материала меньше 10 мкм.

Задачей заявленного изобретения является устранение вышеперечисленных недостатков, присущих известным устройствам, путем создания и реализации новой конструкции устройства - дезинтегратора для помола угля.

Указанная задача решается за счет новой конструкции дезинтегратора для помола угля с большей эффективностью и надежностью в процессе эксплуатации, не накапливающего помольный материал внутри себя, с получением тонины помольного материала меньше 10 мкм и обеспечивающего меньшие энергетические и эксплуатационные затраты в процессе помола.

Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом дезинтеграторе для помола угля также имеется корпус, два вращающихся диска с полыми горизонтальными валами, помольная камера с ударными элементами, жестко закрепленными на вращающихся в противоположных направлениях дисках, и патрубки для ввода и вывода помольного материала (микроугля). Отличием предлагаемого дезинтегратора для помола угля является то, что внутри корпуса дезинтегратора для помола угля установлен сепаратор для отделения мелкодисперсной составляющей помольного материала и предусмотрен дополнительный патрубок для вывода помольного материала из дезинтегратора. При этом сепаратор выполнен в виде вращающейся сетки, а на боковых поверхностях вращающихся дисков с противоположных сторон относительно помольной камеры установлены направляющие лопатки и выполнены сквозные отверстия под ними для рециркуляции помольного материала внутри корпуса дезинтегратора.

Указанный технический результат достигается также тем, что в предлагаемом дезинтеграторе для помола угля патрубок для ввода угля в дезинтегратор установлен неподвижно на торце полого горизонтального вала одного из вращающихся дисков и выполнен с дозатором, состоящим из неподвижного вращающегося конуса и вращающейся многозаходной винтовой нарезки, выполненной на внутренней поверхности вышеуказанного полого горизонтального вала.

Указанный технический результат достигается также тем, что в предлагаемом дезинтеграторе для помола угля дополнительный патрубок для вывода мелкодисперсной составляющей помольного угля из дезинтегратора установлен неподвижно на торце полого горизонтального вала второго вращающегося диска и выполнен в виде центробежного эжектора с подвижным сопловым элементом.

На фиг.1 изображен общий вид (в разрезе) дезинтегратора для помола угля.

На фиг.2 изображено сечение А-А на фиг.1.

На фиг.1 заявляемый дезинтегратор для помола угля включает в себя: корпус 1, установленный на платформе (на фиг.1 не показана), два вращающихся в противоположных направлениях диска 2 и 3, жестко закрепленные на полых горизонтальных валах 4 и 5, ударные элементы 6, жестко закрепленные на вращающихся дисках 2 и 3, сепаратор 9 для улавливания мелкодисперсной составляющей помольного материала, выполненный в виде перфорированной сетки 10, вращающейся вместе с диском 2, дополнительный патрубок 11 для вывода мелкодисперсной составляющей помольного материала (угля) из дезинтегратора, установленный на торце вала 5, центробежный эжектор 12 с подвижным сопловым элементом 13, патрубок 7 для ввода угля в дезинтегратор для помола угля, установленный на торце полого горизонтального вала 4, дозирующее устройство 14 с подвижным в осевом направлении конусом 15, горизонтальный вал 4, внутренняя поверхность которого имеет вращающуюся многозаходную винтовую нарезку 16, раздаточного бункера 17, помольную камеру 18. На вращающихся дисках 2 и 3 со стороны, противоположной от помольной камеры 18, установлены специальные закручивающиеся направляющие лопатки 19, под которыми в дисках 2 и 3 выполнены сквозные отверстия 20 для дополнительной рециркуляции пылеугольной смеси угля и воздуха внутри корпуса 1 дезинтегратора для помола угля (опоры валов, приводные шкивы и уплотнения на фигурах не пронумерованы).

Работает устройство следующим образом. Помольный уголь через входной патрубок 7 попадает в дозирующее устройство 14, откуда он при помощи многозаходной винтовой нарезки 16 подается в раздаточный бункер 17. При этом количество подаваемого помольного угля может быть изменено как за счет перемещения конуса 15 в осевом направлении дозирующего устройства 14, так и за счет изменении расхода воздуха, подаваемого вместе с помольным углем в помольную камеру 18 корпуса 1 дезинтегратора для помола угля. При взаимодействии помольного угля с ударными элементами 6 вращающихся дисков 2 и 3 уголь начинает дробиться и измельчаться. Частицы угля распределяются внутри помольной камеры 18 в соответствии со своей тониной помола (массой). При этом более тяжелая и крупная фракция помольного угля устремляется на периферию, а более легкая и мелкая фракция оттесняется к оси дезинтегратора для помола угля. Далее часть крупной фракции помольного угля с помощью специальных лопаток 19 и отверстий 20 из периферийной области вновь возвращается в центр помольной камеры 18 и продолжает уменьшаться, а другая через патрубок 8 удаляется из дезинтегратора. Мелкодисперсная часть помольного угля, пройдя сепаратор 9 и перфорированную вращающуюся сетку 10, попадает в центробежный эжектор 12, из которого она с помощью потока воздуха, поступающего в центробежный эжектор 12 через подвижный сопловой элемент 13, выводится из дезинтегратора для помола угля. Изменяя расход воздуха, который поступает в центробежный эжектор 12 через регулируемый подвижный сопловой элемент 13, можно легко изменять концентрацию частиц мелкодисперсной фракции помольного угля в выводимом потоке.

Предложенный дезинтегратор для помола угля обеспечивает заранее заданную тонину помола обеих фракций помольного угля, тонину помола мелкой фракции угля меньше 10 мкм, заранее заданное соотношение обеих фракций угля в выводимом потоке. Это в конечном итоге позволяет сжигать уголь в энергетических установках с минимальным выбросом вредных веществ в атмосферу и максимальным использованием его теплотворной способности. Дезинтегратор для помола угля прост в исполнении и надежен в процессе эксплуатации. Он легко вписывается в любой технологический цикл без каких-либо доработок и поддается полной автоматизации не только в процессе помола угля, но и в получении возможности регулирования всего процесса в целом, что повышает его эффективность и снижает стоимость его эксплуатации.

Преимущество заявляемого изобретения состоит в том, что в результате его осуществления повышается эффективность процесса помола угля, а следовательно и эффективность его сжигания, а простота в изготовлении и удобство при эксплуатации существенно понижают все виды затрат, включая эксплуатационные, обеспечивая при этом высокую степень надежности.

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано для помола угля в установках глубокой переработки угля в другие виды топлива. Дезинтегратор для помола угля содержит корпус 1, два вращающихся в противоположных направлениях и жестко закрепленных на полых горизонтальных валах 4 и 5 диска 2 и 3 с ударными элементами 6, помольную камеру 18, патрубки 7 и 8 для ввода и вывода угля соответственно. Внутри корпуса установлен сепаратор 9 для улавливания мелкодисперсной составляющей помольного угля, при этом предусмотрен дополнительный патрубок 11 для вывода мелкодисперсной составляющей помольного угля из дезинтегратора. Сепаратор 9 выполнен в виде вращающейся сетки 10. На боковых поверхностях вращающихся дисков 2 и 3 с противоположных сторон относительно помольной камеры 18 установлены закручивающиеся направляющие лопатки 19, под которыми во вращающихся дисках 2 и 3 выполнены сквозные отверстия 20. Дезинтегратор обеспечивает помол угля с большей эффективностью и надежностью за счет отсутствия накапливания внутри него помольного материала. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Дезинтегратор для помола угля, включающий в себя корпус, два вращающихся в противоположных направлениях диска, жестко закрепленных на полых горизонтальных валах, с ударными элементами, жестко закрепленными на вращающихся дисках, помольную камеру, патрубки для ввода и вывода угля, отличающийся тем, что внутри корпуса дезинтегратора для помола угля установлен сепаратор для улавливания мелкодисперсной составляющей помольного угля и предусмотрен дополнительный патрубок для вывода мелкодисперсной составляющей помольного угля из дезинтегратора для помола угля, при этом сепаратор для улавливания мелкодисперсной составляющей помольного угля выполнен в виде вращающейся сетки, а на боковых поверхностях вращающихся дисков с противоположных сторон относительно помольной камеры установлены закручивающиеся направляющие лопатки, под которыми во вращающихся дисках выполнены сквозные отверстия.

2. Дезинтегратор для помола угля по п.1, отличающийся тем, что его патрубок для ввода угля в дезинтегратор для помола угля установлен неподвижно на торце полого горизонтального вала одного из вращающихся дисков и выполнен с дозатором, состоящим из подвижного в осевом направлении запорного конуса и вращающейся многозаходной винтовой нарезки, выполненной на внутренней поверхности вышеуказанного полого горизонтального вала.

3. Дезинтегратор для помола угля по любому из пп.1 или 2, отличающийся тем, что его дополнительный патрубок для вывода мелкодисперсной составляющей помольного угля из дезинтегратора установлен неподвижно на торце полого горизонтального вала второго вращающегося диска и выполнен в виде центробежного эжектора с подвижным в осевом направлении сопловым элементом.