Классификация электрических сепараторов

Способ сепарации	Для разделения по электропроводности	Трибоэлектро-статические	Пиро­электри­ческие	Диэлектри­ческие
По характеристике поля в ра­бочем пространстве	Электростатические, элект­рические коронные, корон­но-электростатические	Электростатические		—
По характеру движения мате­риала через рабочее простран­ство и конструктивным приз­накам: материал движется по криво­линейному транспортирую­щему электроду материал движется по плос­кому транспортирующему электроду материал находится в состоя­нии свободного падения материал движется во взве­шенном состоянии	Барабанные, лотковые с криволинейным профилем лотка Лотковые с прямым профилем лотка, виброплоскостные, плас­тинчатые, кольцевые, ленточные и др. Камерные, трубчатые С дутьем, дисковые, кипящего слоя

6.4 Грануляция отходов

Гранулирование – это совокупность физико–химических и физико–механических процессов, обеспечивающих формирование частиц определенных размеров, формы, структуры и физических свойств. В общем случае гранулирование включает в себя следующие технологические стадии: подготовку исходного сырья, дозирование и смешение компонентов, собственно гранулирование (агломерация, наслаивание, окатывание, кристаллизация, уплотнение и др.); сортировку (разделение частиц по размерам) и дробление крупных фракций с последующим выделением товарного продукта.

Основной динамической характеристикой порошкообразных и гранулируемых материалов является коэффициент внутреннего трения определяющий характер движения и перемешивания шихты в смесительных устройствах, грануляторах, загрузочных и разгрузочных узлах. Коэффициент внутреннего трения оказывает значительное влияние на сыпучесть порошков, которая, в свою очередь, определяет минимальную скорость прокатки при гранулировании методом прессования, а также работу дозирующих устройств.

Адгезионные свойства порошков: 1) влияют на характер связей при гранулировании; 2) определяют выбор материалов для аппаратурного оформления процесса гранулирования.

Основными факторами, определяющими сыпучесть порошкообразных материалов, является трение и сцепление частиц между собой, затрудняющие их взаимное перемещение, т.е. когезионные силы взаимодействия между частицами.

Для гранулирования материалов в отечественной и зарубежной практике применяют различные методы и аппаратуру. Гранулирова­ние связано с изменением агрегат­ного состояния сред. По этому при­знаку гранулирование можно клас­сифицировать следующим образом:

из жидкой фазы — диспергиро­ванием ее на капли с последующей кристаллизацией растворенного ве­щества при обезвоживании или ох­лаждении этой фазы;

из твердой фазы — прессовани­ем с последующим дроблением

брикетов до гранул требуемого раз­мера;

из смеси жидкой и твердой фаз — агломерацией порошков с последу­ющим окатыванием агломератов и упрочнением связей между части­цами при удалении жидкой фазы;

из газообразной фазы — конден­сацией (десублимацией) с образо­ванием твердых гранул;

из смеси жидкой и газообразной фаз при протекании химической реакции;

из смеси жидкой, твердой и га­зообразной фаз при протекании химической реакции.

Образование твердых частиц необходимого размера при гранули­ровании происходит либо единовре­менно, либо постепенно. Поэтому различают процессы гранулирова­ния, протекающие без изменения размеров частиц во времени, с из­менением размера частиц во време­ни и с образованием новых частиц и ростом имеющихся частиц. В за­висимости от требований, предъяв­ляемых к гранулометрическому со­ставу продукта, получаемые при гра­нулировании мелкие частицы либо возвращают в процесс (ретурный процесс), либо постоянно выводят из процесса (безретурный процесс).

Эффективность процесса гранули­рования зависит от механизма гранулообразования, который, в свою оче­редь, определяется способом гранули­рования и его аппаратурным оформ­лением. В связи с этим методы грану­лирования целесообразно классифи­цировать следующим образом:

окатывание (формирование гра­нул в процессе их агрегации или послойного роста с последующим уплотнением структуры);

диспергирование жидкости в свободный объем или нейтральную среду (образование и отвердевание капель жидкости при охлаждении в газе или жидкости);

диспергирование жидкости на поверхность гранул, находящихся во взвешенном состоянии (кристалли­зация тонких пленок в результате их обезвоживания или охлаждения на поверхности гранул);

прессование сухих порошков (получение брикетов, плиток и т. п. с последующим их дроблением на гранулы требуемого размера);

формование или экструзия (продавливание вязкой жидкости или пастообразной массы через отвер­стия).

Гранулирование методом окатывания состоит в предварительном образовании агрегатов из равномер­но смоченных частиц или в наслаи­вании сухих частиц на смоченные ядра — центры гранулообразования. Этот процесс обусловлен действием капиллярно-адсорбционных сил сцепления между частицами и пос­ледующим уплотнением структуры, вызванным силами взаимодействия между частицами в плотном дина­мическом слое, например в грануляторах барабанного или тарельчатого типов.

Гранулирование методом диспер­гирования жидкости в свободный объем заключается в разбрызгивании жидкости, например безводного пла­ва гранулируемого вещества, на кап­ли, приближенно однородные по раз­меру и последующей их кристалли­зации при охлаждении в нейтраль­ной среде (воздухе, масле и т. п.).

Гранулирование сухих порошков методом прессования, т. е. уплотнение осуществляется:

1. диспергированием жидкости в свободный объем или нейтральную среду (образование и отвердевание капель жидкости при охлаждении в газе или жидкости);

2. диспергирование жидкости на поверхность гранул, находящихся во взвешенном состоянии (кристалли­зация тонких пленок в результате их обезвоживания или охлаждения на поверхности гранул);

3. прессование сухих порошков (получение брикетов, плиток и т. п. с последующим их дроблением на гранулы требуемого размера);

4. формование или экструзия (про-давливание вязкой жидкости или пастообразной массы через отвер­стия).

Гранулирование методом окатывания состоит в предварительном образовании агрегатов из равномер­но смоченных частиц или в наслаи­вании сухих частиц на смоченные ядра — центры гранулообразования. Этот процесс обусловлен действием капиллярно-адсорбционных сил сцепления между частицами и пос­ледующим уплотнением структуры, вызванным силами взаимодействия между частицами в плотном дина­мическом слое, например в грануляторах барабанного или тарельчатого типов.

Гранулирование методом диспер­гирования жидкости в свободный объем заключается в разбрызгивании жидкости, например безводного пла­ва гранулируемого вещества, на кап­ли, приближенно однородные по раз­меру и последующей их кристалли­зации при охлаждении в нейтраль­ной среде (воздухе, масле и т. п.).

В настоящее время все более широкое применение для гранулирования сложных, сложно–смешанных и простых химических продуктов находит дисковый гранулятор (рисунок 6.20).

Возросший интерес к дисковым грануляторам объясняется рядом их преимуществ, к которым относятся: 1) значительная однородность гранулометрического состава на выходе из аппарата и снижение подачи ретура благодаря сегрегации гранул по размерам на поверхности диска. При этом гранулы получаются большей прочности и близкие по форме к сферическим; 2) удобство наблюдения и управления процессом гранулирования, что позволяет оперативно устранять возможность отклонения от заданного режима; 3) относительно невысокая стоимость аппаратуры, простота и надежность в работе; 4) возможность гранулирования трудно и хорошо растворимых удобрений при небольшом содержании жидкой фазы, а также полное гранулирование дозируемой смеси; 5) совмещение процессов гранулирования и сепарации частиц.

Недостатки: 1) большая чувствительность к содержанию жидкой фазы в гранулируемой смеси, и как следствие этого, узкие пределы рабочих режимов; 2) значительное колебание технологического режима и выхода продукта заданного размера; 3) зависимость производительности от диаметра тарелки ( с увеличением диаметра значительно усложняется конструкция).

Образование гранул происходит при увлажнении исходного сырья и одновременной обкатке его на днище гранулятора. Под действием сил трения тяжести и центробежной силы материал плотно прилегает к борту гранулятора, что предотвращает его скатывание.

1 - вращающаяся тарелка;

2 - течка для сыпучих компонентов;

3 - электродвигатель; 4 - редуктор;

5 - редуктор угла наклона; 6 - опорная стойка; 7 - ножи;

8 - труба для удаления пыли;

9 - распределитель жидких компонентов.

Рисунок 6.20 - Дисковый гранулятор

1 - подача твердых компонентов;

2 - подача раствора; 3 - скребок;

4 - место выгрузки продукта через борт;

4. - глубокий слой материала;

6 - неглубокий слой мелких частиц.

Рисунок 6.21 - Принцип работы дискового гранулятора

83