Способ сухого тонкого измельчения твердых материалов и помольная установка для сухого тонкого измельчения твердых материалов Советский патент 1983 года по МПК B02C19/00 B02C21/00 

(54) СПОСЮБ СУХОГО ТОНКОГО ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ ТВЕРДЫХ

МАТЕРИАЛОВ И ПОМОЛЬНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ СУХОГО

ТОНКОГО ИЗМЕЛЬЧЕШЯ ТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛОВ

1

Изобретение относится ктехнологии и технике тонкого сухого измельчения твер дых материалов, точвее к измельчению в вентилируемых мельвшшх, в том чвсле с одновременной сушкой, н может найти . применение в энергетической, химической и химико-члетаппургинеской отраслям промышленности, а также в индустрш строй- . материалов.

Известен способ сухого тонкого иэмельченвя твердых материалов в барабавной вентилируемой мельшше, вклк чаюший совместный ввод во входной патрубок мельнвоы измельчаемого материала и ве твлирукишвго агента, вамельчзшее и вынос из мельншш потоком вентилируюпдего агента измельченного материала, одностадийную классификашоо с выделением из газоматериального потока грубой фрак- jo шга (крупки), возврат последней в мелх инку на поизме чепвв, осаждение готового продукта и возврат части обеспылевн ного газа на вентшшшпо мельншш.

Недостатк( известного способа яв- лйется ВЫСОКИЙ расход энергии на измельчение в связи с высокоД кратностью циркуляции материала в барабанной ве тилируемой мельнице, обусловленной вязкой эффективностью разделения )«датериала Вследствие одностадийной организааив процерса классификации; Прв этом ш длежаший. разделению материал находится в зове действия классифииируюших сил в течение малого отрезка времени, а выделение только, крупного клао са из материала, содержащего частиоы широко1 о диапазона дисперсвоств, за одну стадию в большинстве случа&й невозможно та-за агрегации частиц. В связи с этим в выделяемой при классификации крупке содержится большое количество мелочи, что снижает содердкание крупного класса в мельнице и, следовательно, вф фективвость измельчевия в целом. Кроме тогр,. высокая кратвость циркуляции материала через мепьвипу приводит к повыцювВЕМу расходу эвергив ва транспорт рованне его через помольную установку, Другим недосгагком известного способа является трудность соадания оптимально го режима классификации, так как часто при подборе рационального режима чения оптимальный объем вевтилирующего агента не соответствует условиям оптимального протекания классификации в с& . параторе, Наиболее близкой по технической cyntности к предлагаемому способу измельче шш является технология сухого тонкого измельчения твердых материалов в ве -тшшруемой мельнице с последующей двух стадийной классифшшцией г зоматернал ного потока, выходящего вз мельницы, с выделением из него двух фракций круташ и возвратом в мельницу крушш первой стадии классификации. Вследствие реаяизашти двухстадийной классификации измельченного материала, являющегося тве дои фазой выходящего из мельншол газо материального потока, четкость классификации здесь выше, чем в способе fl}, поэтому возвращаемый на домол продукт содержит пониженное количество мелких фракций, что способствует более эффективному протека шло процесса измельчения 2. Однако в крупке, выделяемой на вто- рой стадии классификации, содержится большое количество мелочв| что отрицательно влияет на работу мельнины и способствует повышенному расходу энергии на ретранспорткрование материала. Кроме того, недостатком швестного способа является трудность оптимизацйй режи- ма классификации в связи с тем, что при реализации этой технологии невозмож но изменить концентрацию газоматериального ПОТОКИ, поступающего на классифи нацию. Цель изобретения - повышение эффективности измельчения за счет улучшения условий классификация. Пскзтавленная цель достигается тем, что согласно способу сухого тонкого вз мельчения твердых материалов в вентилируемой мельнице с последующей двух- стадийной классификацией газоматеряального потока, выходящего из мельницы, с выделением из него двух фракций крупки И возвратом в мельницу крупки первой стадии классдафйкашш, в газоматериаяь{1ый поток, выходящий из мёльшшы, вводят часть крупки второй стадии классификации. Направление части или всего количества крупки второй стадии классификации йа повторное разделение способствует увеличе5зию времени пребывания материала в зоне ceпafaпии, а также снижает степень агрегации продукта, поступающего в сепаратор, вследствие загрубления его грансостава, что позволяет повысить яет кость классификации, снизив тем самым количество мелочи в возврате. Уменьше ние Содержания готового продукта в воз- врате при снижении его количества обеонечивает повышение эффективности измельчения и сокращение транспортных затрат на репикл. Кроме того, при реализации способа появляется возможность поддерживать оптимальный режим классификаШ1и(при оптимизированном режиме измельчения) путем изменения количества подаваемой на повторную сепарацию крупки второй стадии классификации. Таким образом, мож но регулировать грансостав подаваемого на классификацию материала, добиваясь наиболее благоприятного (для процесса разделения) соотношения в нем крупных, и мелких частиц. Известна помольная установка для сухого тонкого измельчения твердых ма териалов, содержащая вентилируемую барабанную мельницу с разгрузочным газоходом, проходной сепаратор с тангенциальным вводом газоматериального потока, магистраль для возврата крупки от сепаратора в мельницу, мельничный вентилятор, рециркуляционный газоход, пылеоса- дитеяа и транспортные коммуникации ij. Недостатком известной помольной уотаиовки является низкая эффективтость работы вследствие повышенного содержания мелочи в крупке, возвращаемой на домол. Известна также помольная установка, содержащая вентилируемую мельниду с разгрузочным газоходом, проходной сепаратор с внешним и внутренним конусами, оборудованными течками для вывода крупки, магистраль для возврата крупки в мельницу. Благодаря применению в данной установке сепаратора с двумя зонами классификации эффективность разделения в нем выше, чем в сепараторе устач аовки f ij, что положительво сказывается на эффективность установки в целом 2j. Однако крупка, оседаемая во внутревнем корпусе, имеет высхжое (в сравнении с крупкой, оседаемой во внешнем ковусе) содержание мелочи и направляется в полном объеме на домол-в мельшяу, что снижает эффективность работы последней. Другим недостатком работы Згетановки, который свойственен и другим агрегатам с вентилируемыми мельницами, является неравномерное распределение по крупности продукта, выносимого газома- териальным потоком в сепаратор. Так, в разгрузочном газоходе мельникы вследствие наличия в проходящем через него газоматериальном потоке широкого спектра размеров частиц (от долей мкм до 5-1.0 мм) имеет место концентрация круп ных частиц по периферии потока, а мелких в середине его. В. результате во входящем в сепаратор потоке создаются бпагопри- ятные условия для аутогезионного взаимодействия мелких частиц, что приводит к попаданию в крупку агрегатов, состоящих из готовых частиц, а также снижает эф. фективность работы помольной установки. Цель изобретения - повышение производительности помольйой установки. Для достижения поставленной цели в известной помольной установке для сухого тонкого измельчения твердых материалов, содержащей вентилируемую мельнвiiy с разгрузочным газоходом, проходной сепаратор с внешним и внутренним конусами, оборудованньгми течками для вывода крупки, магистраль для возврата круйки в мельницу, на течке внутреннего конуса сепаратора смонтирован делитель, один из выгрузочны с патрубков которого размещен коаксиально внутри разгрузочного газохода мельнииы и снабжен распре делительным клапаном. . Кроме того, в разгрузочном газоходе мельницы выше выгрузочного патрубка течки внутреннего конуса смонтированы крестовина и отжимающее сопло. Такая конструкция транспортно-сепа- рирующего узла вентилируемой мельницы позволяет подвергнуть часть или все количество крупки второй стадии классификации многократной сепарации, а также оптимизировать крупность поступающего на сепарацию материала при увеличении степени гомогенности, подлежащего сепарашш газоматериального потока. Вслед ствие этого увеличивается производитель ность мельнииы при сокращении транспор ных затрат. На фиг. 1 представлена схема помоль ной установки с вентилируемой мельницей для реализации предлагаемого способа; на фиг. 2 - конечный участок разгрузочного газохода мельнища вместе с сепаратором и узлом распределения потоKtJe крупки. В установку входят вентилируемая мельница 1 с приводом 2, входным 3 и выходным 4 патрубками, бункер 5 подлежащего измельчению материала, пита- гель-дозатор 6, разгрузочный газоход 7, проходной сепаратор 8 с внутренним 9 и внешним 10 конусами, циклонный пылеосадитепь 11, мельничный вентилятор 12, система регулировочных шиберов 13, электрофильтр 14 и конлевой вентилятор 15. Внутренний конус 9 сепаратора 8 снабжен течкой 16, заканчивающейся выгру- зочным патрубком 17, расположенным в конечной части газохода 7 соосно последнему. Разгрузочный патрубок 17 снабжен распределительным клапаном 18; закрепленным на газоходе 7, например, с помощью тяг 19 регулируемой длины. В средней части течки 16 смонтирован делитель 2О с регулирующим органом 21, снабженным приводе. (не показан). В газоходе 7 выше разгрузонного патрубка 17 расположена последовательно крестовина 22 и отжимающее сопло 23. Внешний конус 1О сепаратора 8 снабжен течкой 24 для отвода грубой крупки. В верхней части сепаратора 8 расположен выходной патрубок 25. Между внутре ним конусом 9 и выходным патрубком 25 смонтированы регулировочные жалюзи 26 с приводом (не показан). Входной патрубок 3 мельницы 1 свяи зан с меЛьничным вентилятором 12 с помощью рециркуляционного газохода 27, а с сепаратором 8 - транспортными коммуникациями крупки 28 и 29. Для удаления готового продукта из циклонного пылеосадителя 11 и электрофильтра 14 установка оборудована транспортной магистралью 30. К входному патрубку 3 примь1кает газоход 31 для подачи свежего вентилируемого агента 32, в качестве которого (в случае измельчения влажного материала) могут использоваться горячие газы из топки или oTxt дящие газы других установок (не показаны). Для предотвращения подсосов внешнего воздуха и проскока обратного ш тока все выгрузочные патрубки аппаратов установки оборудованы затворами 33. Предлагаемый способ реализуется в установке следующим образом. Измельчаемый материал из бункера 5 попадает в дозатор-питатель 6 и через входной патрубок 3 перемещается в зону пгалола мельницы 1. Одновременно с материалом в мельншху 1 вэ газохода 31 поступает сушильш -веттширую11гей агент 32, а также рециркупируемый газ вз газохода 27 и возврат (крупка) по транспортным коммуникапйям 28 и 29 соответственно из внешнего 10 и внутреннего 9 конусов проходного сепаратора 8. Газома ериальный поток, выходяотй вз мельшшь и содержащий ЗО-70% готового продукта, выносится за счет разрежения, создаваемого вентиляторе 12, через выходной мельничный патрубок 4 в разгрузочный газоход 7 и далее, пройдя крестовину 22 и отжимающее сопло 23, поступает в первую зону классифика- ции сепаратора 8. Обтекая клапан 18, газоматериальный поток подхватывает материал, поступающий через разгрузочный патрубок 17. Зазор между клапаном 18 и срезом патрубка 17 регулируется, например, путем настройки длины тяг 19 таким образе, что в чойечной части течки 16 всегда находится некоторое количество материала, это предотвращает попадание газоматериального потока в течку 16 и cnijсобствует равномерному расходу подаваемого материала. При прохождении потока через йресто- вииу 22 и отжимающее сопло 23 проис ходит выравнивание концентрации материа ,ла и частиц различной крупности в поперечном сечении газоматериального потока, в результате чего последний подходит к первой зоне сепарации достаточно однородным. Попадая в зазор между конусам 1О, И 9, сечение которого увеличивается iro ходу г«зоматериального потока, после/ь ний теряет скорость и из него -выпадают наиболее крупные частицы, образуя наиболее грубодисперсную крупку первой ста дии классификации, которая через течку 24 и магистраль 28 идет на возврат в мельницу. После отделения наиболее крупных час тиц газс 4атериальный поток, минуя зазор между конусами 9 и 1О, меняет направдение в, проходя жалюзи 26, попадает внутрь конуса 9. Снова меняет ваправлешзе и удаляется кз сепараторе 8 через выходной патрубок 25. При двукратном йзменекш направлевия движентп (вторая стадия классифихадвв) из потока выпадают крупные частвпы в стекают по внутревнему конусу 9 в течку 16. Контроль за тонкостью готового продукта осуществляется с помощью жалюзв 26, которым в зависимости от требуемой тонкости готового материала задается определенное положение. наклона жалюзи 26 к радиусу определяет степень закрутки потока, блазтодаря которой и осуществляется контрольная классификация (вследствие воздействия на частицы центробежных сил). Однако наряду с крупными частицами во второй зоне классификации оседают и мелкие готовые по крупности частицы, количество которых Зависит от конпентращш и состава твердой фазы в поступавщем сюда газоматериальном потоке. Возврат в зону помола мелких частиц, находящихся в крупке, отрицательно сказывается на работе мельницы. Снижение количества мелочи, поступающей в мельницу, осуществляется путем оптимизации условий классификации, а именно увеличением времени пребывания мелких, склонных к агрегации, частиц в зоне сепарации и за- грублением продукта, поступающего на с& парашпо. Это достигается возвратом чао ти или всего количества крупки второй стадии классификации, оседающей в кону- се 9, через течку и делительное приспособление 20 в газоход 7 для вторичной сепарации. В случае повышенного количества мелкой крупки часть ее, задаваемая положением регулирующего органа 21, выводится из сепаратора 8 и транспортируется по магистрали 29 на домол в мельницу 1. , Готовый продукт выделяется вз газо- материального потока в циклонном пылеосадителе 11 и электрофильтре 14 и выводится из установки с помощью трав спортной магистрали 30, а часть обеопыпениого газа снова возвращается через газоход 27 в мельницу 1 в качес1 ве вентилирующего агента. Концевой вентилятор 15 поддерживает в эпектрофильт ре 14 небольшое разреженве для предотвращенвя выброса пыли через неплотности. Рациональное соотвощенве между потоками крупки второй стадии классв икащв, направляемыми на возврат в меяьвицу 1 в в газоход 7, определяется мног MB факторами, к которым относятся, например, концентрация твердой фазы в ЕЫходящем из мельнипы гезоматервальвом потоке, крупность этой фазы, скорость по тока на входе в сепаратор в в сепараторе в т.д. Велвчвна этого соотвошенвя определяется опытвыК путем за взменения положеввя регупврующего орг&Ш 21 ш доствжеквн максимальной крупвосгв суммарного потока крупки, воз вращаемой ва домол в мельниоу 1. Как шжадалн лабораторные эксперименты в .соответствуюпше расчеты, пр меневве помольной с реалвза1Шей разработанного способа позволяет прв «взмельчеввв сырьевой смесн цемент вого производства снвзвть содержанке ковдшшовного по крулвоств матервапа в возвращаемой крупке на 12-16% в кратвость цвркулянвв с 4,5 до 3,0 прв увелвчеввв КПД классвфв: Ш1ШВ с 4О до 60% Формулаизобретенвя 1. Способ сухогч) товко1ч кзмелья&ввя- тверд;ых материалов в вентшшруемой мельввие с последующей двухстадвйвой класскфвкацвей газоматервальвого потока, выходящего ю мельнвиы, с выделением вз него двух фракций крупкв в в Язвратом в мельввцу крупкв первой стадЕ классвфвкапвв, отличающийся гем, что, с целью повышения эффективности измельчения за счет улучшенвя условий классвфвкадви, б газоматервальвый поток, выкодящвй вз мельнв оы, Jввoдaт частысрушсв второй отадив классификации 2.Помольная установка для сухого тонкого измельчения твероых матервато в, содержащая вентилируемую мельшшу с разгрузочным газоходом, проходной сепаратор с внешним в внутренним конурами, оборудованными течкамв для вывода крутоси, магистраль для возврата в мельни&у, отличающаяся тем, что, с целыо повышения проазводЕ тельности, на течке внутреннего конуса сепаратора смонтирован делитель, один вз из выгрузочных патрубков которого) размещен коаксиально внутри разгрузочного газохода мельнипы и снабжен распределительным клапашя«(. 3.Установка по п. 2,° отличающаяся тем, что в разгрузочном газоходе мельнипы выше выгрузочного па трубка течки внутреннего конуса смонтированы крестовина и отжимающее сопло. Источники информацией, принятые во внимание при экспертизе 1.Смышляев Г. К. воздушная классе4шсация в технолохши переработки полезных ископаемых. М., Недра, 1969, с. 76-77, рис. 43. 2.Лебедев А. Н. Подготовка и размол топлива на электростанциях. М., Энергия, 1969, с. 237 (прототип).

8 «

26

г

г/г.2