Тема 17. Сушка углей
17.1 Общие сведения
Термическая сушка — процесс удаления влаги из углей и продуктов обогащения путем ее испарения при нагревании этих материалов горячим воздухом или дымовыми газами.
Необходимость в термической сушке угля вызвана требованием потребителей к отгрузке концентратов с влажностью не более 7 % в зимний период и 8—9 % в летний.
Сушилка — аппарат, в котором происходит сушка материалов, т. е. организованный отвод сушильного агента, поглотившего пары влаги.
Сушильная установка состоит из сушилки, источника получения сушильного агента (топки), вентилятора-дымососа для подачи агента и перемещения его в сушилку и выдачи его из нее, системы очистки от пыли отработанных газов, а также транспортного, запорного, тягодутьевого оборудования и контрольно-измерительной аппаратуры.
Термической сушке подвергают флотационный концентрат влажностью 22—26%, мелкий концентрат влажностью 9—13%, шлам влажностью 22—25 % и мелкий промпродукт влажностью 8-10%.
Сушильный агент — воздух или дымовые газы, которые в условиях непосредственного соприкосновения и теплообмена с высушиваемым материалом поглощают удаляемую из него влагу.
Теплоноситель — среда, получающая от внешнего источника необходимую для сушки теплоту и передающая ее высушиваемому материалу через стенку. Сушильный агент одновременно является теплоносителем.
Смесь сухого газа и водяного пара называют влажным газом.
Насыщенный газ — влажный газ, который при данных давлении и температуре содержит максимально возможное количество водяного пара..
Для сушки углей применяют барабанные сушилки, трубы-сушилки, сушилки с кипящим слоем. В качестве сушильного агента и теплоносителя используют продукты горения твердого или газообразного топлива.
17.2 Барабанные газовые сушилки
Барабанные газовые сушилки — аппараты непрерывного действия с прямым теплообменом .
С у ш и л ь н ы й б а р а б а н СБ ( рис.83) представляет собой полый сварной цилиндр 5, к стенкам которого с внутренней приварены лопасти 3 (насадки).
Наружная поверхность барабана теплоизолирована металлическим кожухом или совелитовыми плитками, которые прикрыты разборным кожухом из тонкой листовой стали.
Между корпусом и кожухом барабана установлены уголки из стали, которые образуют воздушный зазор шириной 50 мм.
В разгрузочной части барабана установлено запорное кольцо 10, препятствующее выпадению загружаемого угля.
Барабан вращается с помощью электродвигателя 9 и редуктора 8 через шестеренчатый обод 4, расположенный на его наружной поверхности, на двух бандажах 2, катящихся по двум парам опорных катков 7. Барабан устанавливают под углом наклона 3—4°. Исходный уголь поступает в барабан по загрузочной течке 1. Цепные навески 6 служат для предотвращения замазывания барабана углем и рыхления просушиваемого материала.
Внутри барабана устанавливают насадки трех типов: на расстоянии до 2 м со стороны загрузки— приемно-винтовые, затем на расстоянии 3 м — лопастные, на остальной части — из секторов с Г-образными лопастями. В последнее время барабаны оснащают цепными насадками с перегородками из цепных подвесок, образующих гибкие просеивающие поверхности.
Приемно-винтовая насадка состоит из лопастей, расположенных под углом 45—55°. При вращении барабана лопасти захватывают материал, поднимают его на определенную высоту, после чего он рассыпается параллельными каскадами (струйками), заполняющими все пространство барабана. Горячие газы, перемещаясь между каскадами падающего угля, нагревают его и испаряют влагу.
Перемещение материала вдоль сушильного барабана происходит в результате его наклона, вращения и сноса частиц. При этом для частиц в наружных слоях каскада, интенсивно омываемых газом, условия теплообмена близки к условиям при сушке во взвешенном состоянии.
Продолжительность сушки угля колеблется в пределах 15— 40 мин.
Во избежание уноса высушенного материала, скорость движения газов при выходе из барабана не превышает 2—3 м/с для мелкого концентрата и 0,5—1 м/с для флотационного.
Разрежение в топке перед барабаном составляет 19,6— 29,4 Па, после
Рис. 83. Сушильный барабан СБ
барабана 294—392 Па, перед дымососом 883— 981 Па и за дымососом 294—392 Па.
Удельный расход тепла в барабанных сушилках 4000— 6300 кДж/кг на 1 т испаренной влаги, в том числе на нагрев угля 6%, на испарение влаги 72%, потери с отходящими газами и на лучеиспускание 22%. Расход электроэнергии на 1 т испаренной влаги 20—75 кВт/т.
Для сушки угля принимается средняя температура газов на входе в сушилку 700—850 °С, предельный диапазон изменения температуры —200—1000 °С.
Техническая характеристика сушильных барабанов:
Типоразмер ....... .СБ2.8-14ЛС СБ3.5-18ЛС СБ3.5-22ЛС СБ3.5-27ЛС
Диаметр, м ........ 2,8 3,5 3,5 3,5
Длина, м ......... 14 18 22 27
Габаритные размеры, м,
длина .......... 16,5 23 26 32
ширина.......... 4,9 6,15 6,15 6,15
высота ........... 5,3 8,8 8,8 8,8
Масса, т, не более ..... 102 216,7 234,4 258,8
Преимущества сушильных барабанов — возможность сушки крупных кусков и материала с низкими сыпучими свойствами, возможность регулирования процесса, надежность в эксплуатации. Недостатки — громоздкость, значительная металлоемкость, сложность изготовления, низкое удельное влагонапряжение, налипание влажного материала.