24.02.2021

Конструкции сушилок угля


Для сушки угля и продуктов его обогащения применяют два основных типа сушилок — с газовым и паровым обогревом (табл. 203).

В сушилках с газовым обогревом в качестве теплоносителя и сушильного агента используют дымовые газы, т. е. продукты сгорания твердого топлива, а также могут быть использованы продукты сгорания коксового, доменного и генераторного газов.
Конструкции сушилок угля

В сушилках с паровым обогревом в качестве теплоносителя используют отработавший пар или пар промежуточного отбора турбин, а в качестве сушильного агента — воздух.

Газовые сушилки


Барабанная газовая сушилка (рис. 304) представляет собой барабан, установленный с уклоном 1—5° в сторону разгрузки и вращающийся при помощи укрепленного на нем зубчатого обода, находящегося в зацеплении с шестерней привода. На барабан насажены два бандажа, скользящих по опорным роликам.

Внутри барабана имеются насадки (рис. 305) для лучшего заполнения его сушимым материалом и перемешивания материала. Для этой цели навешивают также цепи.

Дымовые газы из топки поступают внутрь барабана в виде газо-воздушной смеси и направляются далее в устройства для очистки их от пыли, а затем выбрасываются в атмосферу или частично направляются обратно в барабан для повторного использования.

Сушимый материал загружается в барабан сушилки со стороны топки и движется вместе с потоком дымовых газов в направлении разгрузочной камеры.

Тепло передается сушимому материалу непосредственно от дымовых газов, а также от лопаток и нагретых деталей насадочных устройств при соприкосновении с ними материала.

Диаметр барабана газовых сушилок Dб = 0,7—3 м, длина его L = 5—15 м; отношение L/Dб = 5. Техническая характеристика барабанных сушилок, изготовляемых отечественной промышленностью, приведена в табл. 204.

На обогатительных фабриках имеются барабанные сушилки со следующей технической характеристикой: диаметр барабана 2,8 м; длина 14 м; объем барабана 86 м3; угол наклона 2—4°; скорость вращения барабана 3—5 об/мин; вес барабана 70 т; мощность электродвигателя 35—55 квт.

Коэффициент заполнения барабана сушимым материалом составляет 0,15—0,25. Скорость движения сушильного агента на выходе из барабана не более 2—3 м/сек, а для мелкого материала, во избежание его уноса, 0,5—1 м/сек. Длительность сушки 15—40 мин.

При расчете барабанных газовых сушилок пользуются величиной напряжения барабана по влаге (табл. 205)

где W — количество испаряемой влаги, кГ /час;

Vб — внутренний объем барабана, м3.

С увеличением начальной температуры газов t, величина А заметно возрастает.

Диаметр барабана сушилки

где в — коэффициент заполнения барабана сушимым материалом, %;

V2 — объем газов, выходящих из барабана, м3/час;

w2 — скорость движения газов при выходе из барабана, м/сек.

Длина барабана

Потребная мощность электродвигателя (при к. п. д. привода 0,75)

где — средний. насыпной вес материала в барабане, кГ/м3,

o — коэффициент, зависящий от типа насадки и коэффициента в заполнения барабана материалом (табл. 206);

nmax — максимальная скорость вращения барабана, об/мин.

Расход тепла при сушке каменных углей q = 900—1000 ккал/кГ испаренной влаги (большие значения для мелкого концентрата, меньшие — для шлама и флотационного концентрата).

Расход тепла при сушке бурых углей q = 800— 900 ккал/кГ испаренной влаги.

Температура газов при входе в сушилку 700—900°, при выходе 90—130°.

Сопротивление сушилки проходу сушильного агента 20—35 мм вод. ст.

Сушильная установка с барабанной газовой сушилкой на обогатительной фабрике (рис. 306) состоит из приемных устройств для сырого продукта, питателя для загрузки сушилки, самой сушилки, пылеулавливающих устройств для очистки отработавших газов, топки, дутьевых вентиляторов для подачи воздуха в топку и вентиляторов-дымососов для дымовых газов.

Дутьевые вентиляторы имеют следующую характеристику: производительность 30—35,8 тыс. м3/час, напор 135—160 мм вод. ст., мощность электродвигателя 20—28 квт; вентиляторы-дымососы — производительность 65 000—70 000 м3/час, напор (при t = 200°) 172—200 мм вод. ст., мощность электродвигателя 75—115 квт.

Для очистки отработавших газов от пыли применяют циклоны диаметром 3250 мм, а также скрубберы диаметром 1300 мм и высотой 6100 мм.

Данные о сушке в барабанных газовых сушилках приведены в табл. 207, 208.

Газовые трубы-сушилки представляют собой вертикальные трубы диаметром 650—1100 мм, длиной 14—35 м, через которые пропускают снизу вверх горячие дымовые газы из топки.

Сушимый материал подается в нижнюю часть трубы-сушилки и потоком газов поднимается вверх. Частицы материала при этом нагреваются, а влага испаряется. Скорость движения газов в трубе должна быть достаточной для подъема наиболее крупных частиц сушимого материала.

Высушенный материал выделяется из газового потока (в циклоне), а отработавший сушильный агент после дополнительной очистки выбрасывается в атмосферу.

Схема цепи аппаратов сушильной установки с газовой трубой-сушилкой на обогатительной фабрике показана на рис. 307.

Установка состоит из топки для сжигания твердого топлива, трубы-сушилки, пылеулавливающих устройств, вентилятора-дымососа, бункеров для приема топлива и сырого продукта, питателей и транспортных устройств.

Сушку бурых углей в газовых трубах-сушилках перед брикетированием совмещают с измельчением их в размольном вентиляторе или в шахтной мельнице (рис. 308).

Сырой уголь крупностью 0—6 мм подается питателями в трубу, расположенную внутри газовой топки, в которой сжигается полукоксовый газ. Температура горения в топке доходит до 1600°. Для понижения температуры дымовых газов до 700—800° в топку подают охлажденный отработавший- сушильный агент (инертный газ).

С потоком дымовых газов сырой уголь поступает в размольный вентилятор-дымосос, вращающийся с большой окружной скоростью, который размалывает его до крупности < 1 мм и направляет в трубу-сушилку.

Крупные частицы высушенного угля улавливаются циклоном и через шлюзовые затворы выпускаются на скребковый конвейер. Для улавливания тонкой пыли сушильный агент пропускается через электрофильтр и выбрасывается в атмосферу либо частично используется в смеси с дымовыми газами для сушки.

При сушке влажных коксующихся мелких продуктов обогащения (шлама, флотационного концентрата) часть крупных комков не выносится вверх газовым потоком и проваливается в трубу. Для выгрузки провала из трубы применяют шлюзовые и шнековые питатели, конусные мигалки и др.

Во избежание комкования сушимого продукта применяют специальные питатели для забрасывания его в трубу-сушилку — цепные, пальцевые и веерные.

Питатели цепные ПЦ (рис. 309) являются частью трубы-сушилки. В боковой части корпуса питателя смонтирован цепной ротор и шлюзовой затвор. На валу ротора надеты ступицы, к которым подвешены цепи, забрасывающие влажный продукт в трубу. На концах вала ротора закреплены отбойные диски. Шлюзовой затвор представляет собой барабан, внутри которого вращается вал с лопастями. Затвор предназначен для равномерной подачи влажного продукта на вращающийся ротор.

Пальцевый питатель (рис. 310) состоит из трубы-втулки, на которой установлены в шахматном порядке 140 пальцев. Втулка закреплена при помощи шпонки на валу, вращающемся со скоростью 360 об/мин. Сырой продукт поступает в забрасыватель сверху и пальцами забрасывается в трубу-сушилку.

Веерный питатель (рис. 311) состоит из питателя-дозатора, лопастного устройства для подачи сырого продукта на турбинку, турбинки-забрасывателя, вращающейся со скоростью 600 об/мин, и приводного шкива.

Турбинка представляет собой барабан с ребрами, расположенными под углом 25° к вертикальной оси. Выбрасываемый турбинной продукт распределяется по сечению трубы-сушилки треугольным ножом-щитком, который служит также для разбивания комков.

Для отсоса дымовых газов в трубах-сушилках применяют мощные вентиляторы-дымососы (табл. 209).

Диаметр трубы-сушилки принимают в зависимости от требуемой производительности сушилки, крупности сушимого материала и, следовательно, от скорости движения в трубе сушильного агента

где V1 — объем сушильного агента, поступающего в трубу-сушилку, м3/час;

w — скорость движения сушильного агента при входе в трубу-сушилку, м/сек; to = (1,1—1,25) wв;

wв — скорость витания наиболее крупных частиц сушимого материала, м/сек.

Скорость витания для частиц размером d больше 2,5 мм может быть определена по формуле

где d — диаметр наибольших частиц, м;

у —удельный вес частиц, кГ/м3;

уг — удельный вес сушильного агента, кГ/м3.

Центральный котлотурбинный институт (ЦКТИ) рекомендует скорость витания шарообразной частицы определять, пользуясь уравнениями

где Fe — критерий Федорова;

g — ускорение силы тяжести;

v — коэффициент кинематической вязкости среды, зависящий от ее температуры, м2/сек.

Для сухого воздуха и дымовых газов при давлении 760 мм рт. ст. величина v может быть принята:

Из уравнения (12) находят значение Fe, затем, пользуясь графиком (рис. 312), определяют величину Re. По формуле (13) находят величину wв.

Ниже приведены значения Fe и Re для некоторых случаев:

При определении диаметра трубы необходимо проверить скорость движения газов на выходе из трубы — она должна быть больше критической скорости (на выходе).

На обогатительных фабриках применяют трубы-сушилки диаметром 700, 830, 900 и 1100 мм.

Напряжение объема трубы-сушилки по испаренной влаге

где W — количество испаренной влаги, кГ/час;

V — объем трубы-сушилки, м3;

D — диаметр трубы-сушилки, м;

L — длина трубы-сушилки, м.

Величина А для каменных углей 400—600 кГ/м3*час; бурых углей 250—400 кГ/м3*час; флотационного концентрата 700—900 кГ/м3*час; мелкого концентрата (0—10 мм) в смеси с флотационным концентратом 600—800 кг/м3*час.

Концентрацию материала р. принимают при сушке флотационного концентрата и шлама 1,25 и при сушке мелкого концентрата 1,5 кГ материала на 1 кГ сушильного агента.

Примерная производительность труб-сушилок при сушке продуктов обогащения угля:

Длину трубы при расчете принимают не более 18—20 м и проверяют ее по зависимости от напряжения объема по испаряемой влаге.

Высота точки заброса сушимого материала в трубу 4—6 м от места ввода сушильного агента.

Режим сушки каменного угля и продуктов обогащения в трубах-сушилках: температура сушильного агента при входе в сушилку 750—950°, при выходе из сушилки 110—120°; расход тепла на испарение влаги 800—900 ккал/кГ.

Сушильные установки с газовыми трубами-сушилками на обогатительных фабриках отличаются конфигурацией и габаритами сушилок, типами и расположением топочных устройств и вспомогательного оборудования. Ниже приведены различные варианты компоновки сушильных установок.

По проекту Ленгипрошахта (рис. 313) принята топка с шурующей планкой. Для отделения высушенного продукта и очистки сушильного агента от пыли установлены обычный и батарейный циклоны.

По проекту Кузбассгипрошахта (рис. 314) принята топка с цепной решеткой, вынесенная в отдельное помещение. Труба сушилки изогнута, и газы движутся в ней в восходящем и нисходящем направлениях. Вентилятор-дымосос расположен на нижнем перекрытии. Для очистки сушильного агента предусмотрены циклон, батарейный циклон и центробежные скрубберы вти.


По проекту Южгипрошахта (рис. 315) принята шахтно-мельничная топка, обслуживающая несколько труб-сушилок. Труба-сушилка работает на восходящем потоке газов. Вентилятор-дымосос расположен на верхнем перекрытии. Данные о сушке в газовых трубах-сушилках приведены в табл. 210.

Грохот-сушилка (рис. 316) состоит из грохота с двумя последовательно расположенными коробами-ситами, приводимыми в движение от общего эксцентрикового вала в противоположных друг другу направлениях.

Сита помещены в кожуха, образующие верхние и нижние камеры. К верхним камерам подведены газопроводы от топки, а нижние камеры присоединены к вентилятору-дымососу. Между камерами и дымососом установлен пульсатор, состоящий из двух пар заслонок С системой тяговых устройств для их переключения.

При помощи заслонок периодически синхронно с движением сит изменяется направление движения горячих газов, которые проходят попеременно через одно или другое сито.

Сырой материал поступает на грохот, и при движении вдоль сит через слой его периодически пропускают горячие газы, испаряющие влагу. Одновременно с испарением влаги на грохоте происходит механическое выжимание ее сквозь сито и часть влаги стекает в дренажное устройство.

Высушенный материал охлаждается в конце грохота атмосферным воздухом и ссыпается в бункер.

Температура дымовых газов не превышает 500°, пульсация газов — 120 в минуту.

Имеются конструкции грохотов-сушилок, в которых горячие газы для сушки материала поступают в нижние камеры и движутся снизу вверх через слой сырого продукта.

Газовые турбинные сушилки применяют для глубокой сушки бурых углей на брикетных фабриках.

Турбинная сушилка (рис. 317) состоит из корпуса, обмурованного кирпичом, внутри которого на вращающейся раме укреплены тарелки из листовой стали, выполненные из отдельных секторов со щелями между ними, смещенных по отношению один к другому на выше- и нижележащих тарелках.

Над каждой тарелкой находятся по два скребка для разравнивания сушимого угля и сбрасывания его через щели между секторами на нижележащую тарелку.

Горячие газы подаются в сушилку вентилятором снизу и лопастными колесами (турбинами), насаженными на вращающемся вертикальном валу, направляются в пространство между тарелками. Они омывают находящийся на тарелках уголь и, поднимаясь вверх, выбрасываются из сушилки через выхлопную трубу.

Сырой уголь поступает в сушилку сверху и, перемещаясь с тарелки на тарелку вниз, сбрасывается через разгрузочную воронку на сборный конвейер.

Сушилка-конвейер (рис. 318) представляет собой горизонтальный конвейер с металлической перфорированной лентой или сеткой, закрытой кожухом. На ленту подаются сверху горячие газы, которые проходят через слой сырого материала, движущегося вместе с лентой, просасываются сквозь отверстия в ленте (сетке) и удаляются вентилятором-дымососом из конвейера. Поток газов не только испаряет влагу из материала, но и отжимает ее. Механически удаленная влага со шламом отводится в специальный сборник.

Паровые сушилки


Барабанная трубчатая паровая сушилка (рис. 319) представляет собой вращающийся барабан сварной или клепаной конструкции, устанавливаемый с наклоном в сторону движения сушимого материала в барабане на 8—10° при сушке бурых углей и 12—15° при сушке каменных углей. Осью вращения барабана является паровая труба с двумя пустотелыми цапфами, установленными в подшипниках.

В днища барабана ввальцованы сушильные трубки, куда вводится сушимый материал. Трубки обогреваются паром, который поступает через переднюю цапфу в паровую трубу, откуда через имеющиеся в ней отверстия попадает в полость между трубками.

Образующийся в сушилке конденсат собирается в сборник и конденсатными трубками отводится через цапфу в спускную трубу.

Вращение барабану передается посредством зубчатого обода, надетого на барабан, который сцепляется с зубчатым колесом, вращающимся от электродвигателя через редуктор. Применяют также фрикционную передачу.

Сырой материал загружается в сушильные трубки при помощи питательного устройства и продвигается по ним в направлении разгрузочной воронки. Вместе с сушимым материалом в трубки поступает воздух, воспринимающий испаряемую влагу. Паро-воздушная смесь удаляется через выпускную трубу и направляется для очистки ее в пылеулавливающие устройства.

Число оборотов барабана сушилки — 4—8 в минуту. Регулирование числа оборотов производится изменением скорости вращения электродвигателя, турбомуфтой или вариатором скорости.

Для лучшего заполнения сушильных трубок и перемешивания сушимого материала внутри их располагают вставки различной конструкции (рис. 320).

Отечественной промышленностью изготовляются барабанные трубчатые сушилки со следующей технической характеристикой:

Техническая характеристика барабанных трубчатых сушилок, установленных на брикетных фабриках, приведена в табл. 211.

Необходимая поверхность нагрева барабанных трубчатых сушилок

где W — количество испаряемой влаги из сушимого материала, кГ/час; а — напряжение поверхности нагрева по влаге, кГ/м2*час.

Величина а для бурых углей с w1 = 50—55% и w2 = 17—18% может быть определена по номограмме (рис. 321).


Расход тепла q для испарения 1 кГ влаги подсчитывается по тепловому балансу сушилки. Для бурых углей q = 700—800 ккал/кГ, для каменных — q = 800—900 ккал/кГ.

Расход пара

где D — полный расход пара;

Q — полный расход тепла на испарение влаги, ккал/час;

i — теплосодержание греющего пара, ккал/кГ;

iк — теплосодержание конденсата, ккал/кГ;

d — расход пара на 1 кГ испаряемой влаги;

W — см. формулу (14).

Сушильные установки с барабанными трубчатыми паровыми сушилками для угля размещаются на брикетных фабриках с учетом создания самотечного движения потока сушимого материала. Очистка от пыли паровоздушной смеси, выходящей из сушилки, производится преимущественно в электрофильтрах.

Один из вариантов сушильной установки и схемы паро- и конденсатопроводов показаны на рис. 322 и 323.

Экономичность работы паровых трубчатых сушилок и их производительность зависят от следующих основных факторов:

- давления греющего пара и правильного отвода конденсата. При повышении давления увеличивается про-изводительность сушилки;

- разрежения за сушилкой. С увеличением разрежения возрастает производительность сушилки;

- ситового состава угля, поступающего на сушку. Уголь должен быть равномерным по составу и не содержать крупных кусков (более 6 мм);

- угла наклона барабана. При большем угле наклона увеличивается пропускная способность сушильных трубок;

- скорости вращения барабана. Изменением скорости регулируется глубина сушки угля и производительность сушилки;

- конструкции вставок.

Паровая тарельчатая сушилка (рис. 324) состоит из стального корпуса цилиндрической формы, помещенного в кладку из кирпича. Внутри корпуса расположены одна над другой полые тарелки, обогреваемые паром. Над тарелками установлены вращающиеся скребки для перемешивания сушимого материала и пересыпания его через отверстия с одной тарелки на другую.

Сырой материал поступает на верхнюю тарелку и, перемещаясь по тарелкам вниз, выпускается через патрубки из сушилки.

На одной из тарелок установлены сито и дробильные вальцы. Отсеянная на сите мелочь поступает сразу на нижнюю тарелку, а крупные недосушенные частицы материала измельчаются в вальцах и досушиваются на нижележащих тарелках.

Пар для обогрева сушилки поступает в тарелки по системе труб-стояков, установленных снаружи. Образовавшийся конденсат отводится из тарелок по другой системе стояков.

Наружный воздух, воспринимающий испаряемую влагу, поступает в сушилку через щели, регулируемые заслонками, в нижней части сушилки.





Яндекс.Метрика