Циклоны и пылеуловители

Оборудование для сгущения и фильтрации шлама

Сгустители

В процессе мокрого обогащения углей оборотные воды насыща­ются тонкоизмельченными частицами угля крупностью <0,5 мм (шламом). Общее количество шлама, образующегося на угле­обогатительных фабриках, достигает до 30% от рядового угля.

Использование в оборотном цикле шламовых вод значитель­но снижает эффективность процессов обогащения и обезвожи­вания, засоряет трубопроводы, насосы и т. д. Учитывая это, оборотные воды обогащения углей осветляют до содержания в них твердого вещества не более 50—80 г/л и направляют в оборотный цикл, а сгущенный шлам, представляющий высокую концентрацию мелких частиц угля в жидкой фазе, после фильт­рации, центрифугирования и сушки используют в качестве до­бавок к угольной шихте или после брикетирования как вторич­ный энергетический продукт на нужды производства.

Наиболее распространенным способом отделения частиц угля от воды является сгущение шлама, т. е. свободное осаждение частиц под действием сил тяжести. На этом принципе работают пирамидальные сгустители, радиальные механизированные сгус­тители, сгустительные воронки и др.

Радиальный механизированный сгуститель с центральным приводом применяется для сгущения мелких частиц шлама и осветления оборотных вод, для сгущения пульп, направляемых на флотацию, и отходов флотации.

В большинстве случаев устанавливают сгустители в отдель­ных зданиях. При установке сгустителей внутри обогатитель­ного корпуса их монтируют на верхних отметках. В зависимости от конструкции привода различают цилиндрические сгустители с центральным и периферическим приводами. Наиболее широко распространены сгустители с центральным приводом .

Цилиндрический сгуститель (рис. 46) с механизированным приводом состоит из цилиндрического чана /, металлической или железобетонной конструкции, с коническим днищем; коль­цевого желоба 2, для слива осветленной воды; гребкового уст­ройства 3, фермы 4\ загрузочного устройства 5, расположенного в центре, соосно с чаном; привода 6 гребкового устройства, со­стоящего из электродвигателя, редуктора и червячной передачи; вертикального вала 7 с неподвижно закрепленным гребковым устройством и выпускного отверстия 8.

Механизм вращения гребков радиального сгустителя снаб­жен сигнально-предохранительным устройством для предотвра­щения поломки вала при перегрузке сгустителя шламом.

Работает сгуститель следующим образом. Исходная пульпа по желобу, установленному на ферме 4, поступает через загрузочное устройство.

5 в центр резервуара. В момент входа пуль­пы в резервуар из загрузочного устройства скорость потока рез­ко падает. Мелкие частицы шлама под действием силы тяжести осаждаются на днище, а осветленная вода по желобу 2 уда­ляется.

Скребками гребкового устройства осевшие частицы шлама перемещаются по днищу чана к выпускному отверстию, откуда самотеком или диафрагмовыми насосами удаляются из сгусти­теля.

При обслуживании радиальных сгустителей необходимо об­ращать внимание на работу сигнально-предохранительного уст­ройства привода гребков; проверять исправность работы меха­низма подъема гребков; наличие смазочных материалов в уз­лах привода и в открытой червячной передаче; проводить пери­одические проверки узлов крепления гребков и степень их износа.

Запрещается выполнение ремонтных и профилактических работ при работающем приводе.

Шлам, после сгустителей, содержит до 50% влаги. Более полное обезвоживание шлама достигается фильтрованием, т. е.

разделением твердой и жидкой фаз с помощью пористой пе­регородки (рис. 47) и разности давлений. Сущность фильтра­ции состоит в том, что взве­шенные в шламе частицы за­держиваются на фильтроваль­ной ткани, а вода проходит через нее.

В углеобогащении наибольшее применение получили вакуум-фильтры, которые по форме рабочей поверхности разделяют на барабанные и дисковые.

К вспомогательному оборудованию фильтровальных устано­вок относятся вакуум-насосы и воздуходувки. На зону просушки каждого вакуум-фильтра устанавливают по одному вакуум-на­сосу типа ВВН-50. Для выравнивания давления воздуха, по­ступающего на отдувку осадка, установлен воздухосборник. Объем его определяется из расчета 0,0008 м3 на 1 м3/с про­изводительности воздуходувок, а избыточное давление воз­духа 0,01 МПа. Избыточное давление создается воздуходувка­ми ВК-50 или турбовоздуходувками ТВ-80-1,4, ТВ-80-1,6.

Техническое обслуживание вакуум-фильтров состоит в сис­тематическом наблюдении за работой оборудования и своевре­менным устранением обнаруженных недостатков.

Во время работы фильтра проверяют стойкость фильтроваль­ной ткани (при порывах необходимо заменить сектор). При обнаружении зависания осадка между карманами необходимо скребком обрушать его. Систематически контролируют показа­ния ваккуумметра и манометра. Если набирается осадок недо­статочной толщины, изменяют величину вакуума. Меняя часто­ту вращения дисков (вращением маховика вариатора) выходят на заданный режим.

При обслуживании фильтра следует контролировать наличие масла в редукторе: не реже двух раз в неделю производить подачу смазки на трущиеся поверхности узлов и деталей при помощи ручного насоса НРГ; периодически проверять затяжку болтов и гаек привода, фланцевых соединений, уплотнительной резины клапанов и мембран. Износившиеся ячейковые и рас­пределительные шайбы необходимо заменить после остановки фильтра.

В целях безопасности обслуживания необходимо: заземлить электрооборудование привода; установить ограждение и щитки на вакуумфильтре. Запрещается производить все виды ремон­тов при работающем фильтре.

Центрифуги

Обезвоживание продуктов обогащения осуществляют методом центрифугирования — разделение жидкой и твердой фаз в центробежном поле. Процесс центрифугирования осуществля­ется в фильтрующих или осадительных центрифугах.

Рабочим органом центрифуги является ротор, вращающий­ся с большой частотой. На помещенный внутри ротора мате­риал действует центробежная сила инерции, значительно пре­вышающая силу тяжести, что обеспечивает разделение системы на, жидкую и твердую фазы.

В фильтрующих центрифугах процесс разделения фаз осуществляется в роторе с перфорированными стенками (рис. 51, а, б). При вращении ро­тора центрифуги осадок откладывается на перфорированных стенках, а жид­кость под действием центробежной силы проходит через осадок и отвер­стия ротора.

Центрифуги классифицируются по:

· фактору разделения — нормальные Фр<3500; сверхцентрифуги Фр>3500;

· технологическому назначению — фильтрующие с перфо­рированными стенками ротора, осадительные со сплошными стенками ротора и обогатительные со сплошными стенками ротора;

· способу выгрузки осадка — шнековые, вибрационные и инерционные;

· расположению оси вращения ротора — вертикальные и горизонтальные.

В настоящее время на углеобогатительных фабриках для •обезвоживания мелкого концентрата и промпродукта, после предварительного обезвоживания, наиболее часто применяют вертикальные фильтрующие центрифуги со шнековой выгруз­кой НВШ-1000 и вибрационной выгрузкой осадка НВВ-1000.

К преимуществам шнековых центрифуг относятся простота конструкции дифференциального редуктора; небольшие динами­ческие нагрузки на фундамент; сравнительно высокая эффек­тивность обезвоживания, к недостаткам — быстрое изнашивание сит.

Вибрационные центрифуги успешно эксплуа­тируются на углефабриках для обезвоживания мелкого кон­центрата класса 0—0,05 мм с содержанием влаги не более 10%. В случае превышения содержания в смеси мелкого концентрата и шлама более 15—20% целесообразно применять центрифуги со шнековой выгрузкой, так как вибрационные не обеспечи­вают низкой влажности осадка.

Осадительные центрифуги. Шнековые осадительные цент­рифуги применяют для обезвоживания необогащенных шламов каменных углей, антрацитов, а также концентратов и в от­дельных случаях отходов флотации.

Основными узлами осадительной центрифуги (рис. 56) являются: опорная литая станина, на которой в ко­ренных подшипниках 2 горизон­тально установлен ротор 3 цилиндро-конической формы; шнек 4 с разрезными спиралями и от­верстиями для подачи пульпы .

в ротор; загрузочное устрой­ство 6 с питающей трубой 9 для подачи пульпы и электромагнитным датчиком перегрузки, автоматическая отключающим подачу пита­ния в центрифугу; приводное устройство, состоящее из электродвигателя 8, клино-ременной передачи 7, шки­ва 5, неподвижно установленного на цапфе ротора, планетар­ного редуктора 1, передающего вращение шнеку 4 от ротора 3. Шнек вращается в ту же сторону, что и ротор, но с меньшей угловой скоростью на 1—2%.

Работает центрифуга следующим образом. Пульпа подается во внутреннюю полость шнека через загрузочное устройство 6 и трубу 9. Под действием центробежных сил, через отверстия в шнеке, пульпа проходит на внутреннюю поверхность ротора 3. Твердые частицы угля оседают на стенках ротора и спиралями шнека непрерывно перемещаются вдоль стенок к разгрузочным отверстиям.

Вода перемещается по спиральным каналам между витками шнека и удаляется через отверстия для слива.

В случае перегрузки центрифуги автоматическое устройство прекращает подачу пульпы, перекрывая заслонкой загрузочное устройство 6, и открывает переливной патрубок для сброса питания.

Перед пуском центрифуги необходимо убедиться в отсутствии посторонних предметов или остатков налипшего материала в пространстве между ротором и шнеком (поворотом на два обо­рота вручную клиноременной передачи); произвести поверхност­ный осмотр узлов и деталей, подверженных абразивному изно­су, проверить натяжение ремней и наличие масла в маслобаке.

Во время пуска центрифуги, нагрузку подавать только пос­ле достижения установившейся скорости вращения ротора и шнека. Загрузку центрифуги исходным материалом следует производить равномерно как по количеству, так и по крупности частиц, исключая попадание посторонних предметов. Загружать центрифугу по центру с целью равномерного распределения его по ротору.

Остановку центрифуг производить после полной очистки ротора. Перед каждой отставкой центрифугу необходимо про­мывать технической водой в течение 10—15 с.

Для смазки зубчатых колес редукторов, подшипников ка­чения при централизованной системе смазки рекомендуется при­менять смазочное масло И-40А. Давление масла в маслосистеме при работающей центрифуге должна составлять 5—35 кПа.

Правилами техники безопасности при обслуживании цент­рифуг запрещается работать при неогражденных вращающихся' частях центрифуги; при открытой крышке или со снятым кожу­хом клиноременной передачи; при обнаружении во время пуска скрежета или других нехарактерных нормальной работе звуков, а также выполнять все виды ремонтных и профилактических работ на работающей центрифуге.

Сушилки

На углеобогатительных фабриках для сушки продуктов обога­щения применяют различные конструкции сушильных агрега­тов, к которым относятся: трубы-сушилки, грохоты-сушилки, турбинные сушилки, конвейерные, пневматические, лотковые; барабанные вращающиеся, сушилки с кипящим слоем.

Сушильные аппараты работают как с газовым, так и паро­вым обогревом. Паровой обогрев применяют в аппаратах для сушки бурых углей при брикетировании. В этом случае тепло­носителем служит пар, а сушильным агентом является воздух. В аппаратах, используемых для сушки продуктов обогащения,, в качестве сушильного агента и теплоносителя используют про­дукты сгорания газообразного или твердого топлива.

Циклоны и пылеуловители

На всех стадиях технологического процесса переработки сырья, полуфабрикатов и готового продукта наблюдается значительное выделение пыли — частиц крупностью 0,001—0,1 мм. Нали­чие пыли в воздухе ухудшает санитарно-гигиенические усло­вия работы трудящихся, приводит к неоправданным расходам значительного количества перебатываемых продуктов, при определенной концентрации частиц в воздухе, образует взрыво­опасные пылевоздушные смеси.

На коксохимических предприятиях источниками образования пыли являются транспортирующие устройства, перевалочные станции, дробильно-помольное оборудова­ние, грохоты, сушилки и другие устройства.

Основными средствами борьбы с запылением воздушной среды являются установка на источниках пылеобразования герметич­ных кожухов, специальных уплотнений между вращающимися и неподвижными узлами, закрытых желобов, циклонов и мокрых пылеуловителей.

Пылеуловители по принципу осаждения твердых частиц из пылегазового или воздуш­ного потока классифицируют на пылеосадительные камеры, циклоны, батарей­ные пылеуловители, рукавные фильтры, электрофильтры, мокрые пылеуловители.

В углеподготовительных цехах наиболь­шее распространение получили циклоны, батарейные циклоны и мокрые пылеуло­вители.

Батарейный циклон (рис. 61) состоит из несколько парал­лельно расположенных циклонов 2, смонтированных в корпу­се 1, к нижней части которого крепится пыленакопитель 5 с раз­грузочным устройством 6.

Для выгрузки пыли применяют затворы-мигалки или спе­циальные разгрузочные клапаны, исключающие подсосы воздуха.

Запыленный воздух поступает в подводящий патрубок 3 и, проходя через всю батарею циклонов, очищается от твердых частиц н выходит через отводящий патрубок 4. Осажденные частицы пыли из пыленакопителей автоматически удаляют­ся разгрузочным устройством.

Устанавливают батарейные циклоны на сушильных уста­новках для более тонкой очистки газового или воздуш­ного потока. Коэффициент полезного действия батарей­ных циклонов 92—06 % .Производительность бата­рейных циклонов по газу 15000—80000 м3/ч.

Мокрый пылеуловитель предназначен для мокрой очистки газов на сушильных установках. Он обладает высо­ким коэффициентом пылеулав­ливания (92—97%), прост в конструктивном исполнении и удобен в эксплуатации.

Контрольные вопросы:

1.Охарактеризовать сепараторы

2.Охарактеризовать оборудование для обезвоживания, сушки угля, улавливания пыли