книги из ГПНТБ / Дробление и грохочение углей И. В. Пономарев. 1960- 36 Мб

210 Грохоты

10. Грохоты с электрическим обогревом сит

Влажность исходного материала является одним из наибо­ лее существенных факторов, влияющих на процесс грохочения.

Особенно вредное влияние имеет влажность при грохочении мелкого материала.

При грохочении влажного материала на грохоте любой кон­ струкции частицы его на сите слипаются, вследствие чего ста­ новится затруднительным расслоение материала, необходимое для нормального хода процесса. При дальнейшем повышении содержания влаги в исходном материале происходит закупорка отверстий сита, которая обычно начинается в месте наибольшей

нагрузки, т. е. на стороне питания. При еще большем содержа­ нии влаги в исходном сито полностью залипается, так как мел­ кие частицы прилипают к поверхности зерен крупных кусков, и остаются на них, не просеиваясь. В этом случае процесс клас­ сификации по крупности вообще прекращается.

Резкое снижение эффективности рассева и производительно­ сти грохотов при грохочении влажных продуктов связано с си­ лами поверхностного натяжения пленки воды, обволакивающей частицы угля, и в точках соприкосновения частиц угля с по­ верхностью сита.

Наличие поверхностной влаги и поверхностного натяжения пленки воды приводит:

кплохому разрыхлению продукта рассева (образование угольного пирога);

кприлипанию мелких зерен к поверхности более крупных

(образование слипшегося зерна);

к замазыванию поверхности сита вследствие образования

жидкостной пленки на ситовой ткани, удерживающей мелкие зерна.

Для классификации угля класса 0—10 мм с исходной влаж­

ностью до 2—4% пригодны обычные грохоты, производитель­ ность их является достаточной, и забивание отверстий не про­ исходит.

Грохочение поверхностно влажных продуктов обычным спо­ собом затруднительно.

На рис. 109 показано влияние поверхностного натяжения обволакивающей жидкости на просеиваемость материалов и на забивание отверстий сит. Каждая угольная частица окружена водяной пленкой (рис. 109, а). При соприкосновении двух со­ седних зерен обе водяные пленки, обволакивающие эти зерна,

соединяются и образуют одну общую пленку (рис. 109, б), сила

натяжения которой достигает 81 дн/см.

Величина силы натяжения зависит от угла соприкосновения жидкой и твердой фаз. Этот угол образуется касательной к зер­ ну и к частице воды. Величина угла также зависит от природы

необходимо найти эффективный способ борьбы с поверхност­ ным натяжением жидкости, обволакивающей зерна просеивае­ мого материала.

Способы повышения просеиваемости влажных материалов

Для повышения просеиваемости влажных материалов и предотвращения забивания мелких сит применяют ряд спо­

собов.

1. При грохочении влажного угля на ситах с размером от­ верстий 13 мм и ниже находит применение очистка поверхности сит щетками. Однако такое решение не является в достаточной степени эффективным вследствие того, что процесс забивания происходит непрерывно и очень быстро.

Долю засорившихся отверстий в общем числе просеивающей

поверхности грохота называют степенью засорения. Учитывая, что при равных условиях режима работы грохота выход подре­

шетного продукта пропорционален открытой поверхности сита,

где Dsz — удельная производительность, т[м?, для времени Z;

Dso — удельная производительность, m/м2, для времени О.

Средняя скорость засорения поверхности сита при грохоче­

нии влажного угля определяется по формуле

удаляется от 1. Если же е>1, то сито очищается, т. е. уголь стал суше.

Попытка механизировать процесс очистки поверхности сита до сих пор не нашла практического применения, а внедрение некоторых конструкций механических очистителей не дало по­

ложительных результатов.

2. Исходный уголь подсушивают до влажности 2%, при ко­ торой классификация эффективней на обычных грохотах.

Однако этот способ имеет следующие недостатки: оборудование дорогостоящее; повышаются эксплуатационные расходы;

уносятся воздухом мельчайшие частицы материала.

Кроме того, следует учитывать, что классифицируемый ма­

териал в дальнейшем может быть подвергнут мокрому обога­ щению, что приведет к непроизводительным потерям тепла,

необходимого для его сушки.

3. Простейшим способом предотвращения забивания сит

следует считать применение так называемых струнных сит, про­ сеивающая поверхность которых отличается от тканой сетки набором только одной основы. Рабочая поверхность струнного грохота по внешнему виду приближается к рабочей поверхно­ сти колосниковой или стержневой решетки (только колосники в данном случае заменены стальной проволокой). Изготовление

струнных сит сравнительно трудоемкая операция, так как производится вручную. Однако, как показала практика их экс­ плуатации на Магнитогорской фабрике, просеивание влажного материала происходит сравнительно эффективно, но трудно

в струнных ситах рекомендуется принимать в пределах 0,7—0,8

ширины ячеек квадратных сит, применяемых для получения данной крупности подрешетного продукта.

4. Повышение скорости, или амплитуды вибраций, либо то­ го и другого вместе приводит к увеличению сил инерции и уменьшению упругих сил поверхностного натяжения как меж­

ду поверхностью грохочения и зернами, так и самими зернами. Усиливая вибрационную энергию грохотов при просеивании влажных продуктов, можно увеличить пропускную способность и в то же время повысить предел влажности материала, при котором грохочение еще является возможным. Однако увели­ чение силы инерции ограничено прочностью механических де­ талей.

5. Грохочение с применением омасливания, когда добавле­ ние небольшого количества смачивающих реагентов изменяет силу поверхностного натяжения и сцепления. При этом следует учитывать, что омасливание связано с рядом трудностей экс­ плуатационного характера и, больше того, оно улучшает только

сыпучесть материала, но не устраняет забивания и замазыва­

ния сит.

6. Добавление в небольшом количестве извести для пони­ жения влажности просеиваемого материала за счет поглощения воды гигроскопической известью находится в стадии исследо­

214 Грохоты

ваний как в части его эффективности, так и в части оказания вредного влияния на уголь.

7. Для повышения температуры сита испытывались различ­

ные виды обогрева: газом, паром, электрическим током и элек­ троиндукцией. Наиболее простым и чаще применяемым спосо­ бом является электрообогрев сит током весьма низкого и безо­ пасного напряжения. Применение и внедрение в промышлен­

ность грохотов с электрическим обогревом сит является одним из наиболее эффективных способов просеиваемости влажных материалов.

Методы обогрева сит

Грохоты с электрообогревом сит представляют собой обыч­ ные грохоты, имеющие специальное устройство, обеспечиваю­ щее нагрев сита до температуры, при которой исчезают зали­ пание и замазывание ячеек сита под слоем влажного мате­ риала.

Обогрев сит может быть осуществлен несколькими способа­ ми: газом, горячим воздухом, паром, инфракрасными лучами, непосредственным пропусканием электрического тока через сито (метод сопротивления), вихревыми токами, при располо­ жении сита в электромагнитном поле (индукционный метод).

Первые четыре способа обогрева сит грохотов не получили

распространения, вследствие большого расхода энергии, в от­ личие от методов сопротивления и индукционного метода.

Метод сопротивления. Выдвинутая в 1927 г. идея обогрева сит предусматривала две задачи — устранения забивания сит и сушки материала, требующих большого расхода электроэнер­ гии.

Для того чтобы избежать забивания сита, необходимо обес­

печить нагрев его до такой температуры, при которой поверх­ ность сита оставалась бы сухой под слоем влажного материала.

Согласно данным Ж. Массо, температуру сита при пуске необ­ ходимо поддерживать 70—80°, а при работе грохота —40—60°.

Однако каждый отдельный случай грохочения требует раз­ личной температуры сита.

По данным работ советских и зарубежных исследователей, мощность, потребляемая грохотом сита, должна составлять 4 квт/м2. Американские ученые считают, что грохот потребляет

7,5 квт/м2.

Мощность, потребляемая грохотом на единицу поверхности

сита, зависит в первую очередь от влажности исходного мате­ риала и от размеров ячеек сита.

Кроме того, на расход мощности влияет природа обрабаты­ ваемого материала, крупность зерен, а также соотношение между содержанием мелкого и крупного угля в исходном ма­ териале.

216 Грохоты

в этом случае должен подводиться в такие точки, чтобы исклю­ чалась возможность образования большой разности потенциа­ лов на поверхности сита.

Для обеспечения равномерной температуры по всей площа­ ди грохочения количество энергии должно изменяться в соот­ ветствии с уменьшением количества просеиваемого материала от места загрузки до места выгрузки. Для этого отдельные сек­ ции грохота удлиняются в направлении движения просеивае­ мого материала (дифференциальный обогрев).

д

Рис. 111. Подводка электрического тока:

а — поперечная; б — продольная

Равномерная температура может быть достигнута путем уменьшения диаметра проволок сита или применением прово­

хота на последовательные секции усложняет крепление ткани сит.

Грохоты с электрообогревом сит имеют ряд конструктивных

особенностей:

1) для обеспечения безопасности обслуживающего персона­ ла напряжение, подводимое к грохоту, должно быть не выше

36в;

2)все находящиеся под напряжением части грохота долж­

ны быть тщательно изолированы; 3) переходное сопротивление контактов и сопротивление про­

водников, соединяющих трансформатор с ситом грохота, долж­ но быть минимальным, так как ток, потребляемый грохотом, может достигать несколько тысяч ампер;

4) при использовании системы последовательно располо­ женных сит, во избежание короткого замыкания и деформа­ ции, на соприкасающиеся концы должно подаваться одинако­ вое напряжение.

Ни одна из существующих схем грохотов с электрообогре­ вом сит не отвечает условиям взрывобезопасности.

Условия для нормальной работы грохота:

1) подвергаемый грохочению материал должен равномерно распределяться по всей ширине сита, в противном случае будут иметься свободные зоны, что повлечет за собой непроизво­

дительную потерю энергии, предназначенной для обогрева этих зон;

2) количество энергии, подводимое к ситу грохота, должно поддерживаться на минимальном уровне, необходимом для

устранения забивания ячеек сита, и должно изменяться при из­ менении влажности угля или скорости его подачи. Если ука­ занные параметры меняться не будут, то грохот может рабо­

тать без всякого наблюдения.

Индукционный метод обогрева (рис. 112) позволяет косвен­

ным способом нагревать сито грохота до необходимой темпе­

хота. Переменный ток высокой частоты направляется по высо­

кочастотному кабелю в индукторы, представляющие собой

218 Грохоты

плоские катушки. Индукторы покрывают большую часть поверх­

щите управления, откуда осуществляется управление электро­ грохотом и может вестись наблюдение за его работой.

Для разгрузки генератора от реактивной мощности в схему

включены конденсаторные батареи.

Индукторы наводят вихревые токи в сите, обеспечивая тем самым нагрев последних. Нагрев можно регулировать в широ­

ких пределах, изменяя напряжение, подводимое к индукторам.

Электромагнитное поле, созданное индукторами, вызывает

в системе гармонические колебания высшего порядка, которые могут оказать благоприятное влияние на процесс грохочения, если произойдет совпадение их частоты с частотой собственных колебаний сита.

Перемагничивание сита в поле высокой частоты вызывает явление магнитострикции, которое способствует устранению на­ гара с поверхности проволоки, а также оказывает определенное влияние на мелкие частицы угля, прилипшие к поверхности про­

волоки.

При индукционном нагреве сит имеет место также электро­ форез. Носителями зарядов в этом случае являются мелкие ча­ стицы угля, окруженные водяной пленкой.

В условиях резонанса разрывающие усилия могут быть так велики, что мелкие зерна будут отделяться друг от друга.

Однако следует отметить, что относительно гармонических колебаний высшего порядка, магнитострикции и электрофореза и их влиянии на процесс грохочения нет определенного мнения.

Обогрев сит методом сопротивления, а также индукционным

методом предохраняет отверстия сита от забивания или залипа­ ния при соприкосновении последнего с влажным материалом.

С экономической точки зрения обогрев сита методом сопро­ тивления является более выгодным, чем обогрев его токами, ко­ торые наводятся электромагнитным полем высокой частоты.

По методу сопротивления переменный ток низкого напряже­ ния непосредственно пропускается через сито грохота. Термиче­

ский к.п.д. при этом практически достигает 100%, так как по­ тери в трансформаторе, установленном вблизи грохота, и соеди­ нительных проводниках очень незначительны и ими можно пренебречь.

При индукционном нагреве сита грохота потери достигают весьма ощутимой величины. Так, к.п.д. вращающегося преоб­

разователя частоты малой мощности примерно 70%, а энергети­ ческий к.п.д. индукторов всегда ниже 70%, ибо часть тока, кро­ ме сита, циркулирует и в других металлических частях грохота.

Тепловые потери также имеют место, вследствие хорошей про­