К.т.н., Гарабажиу А.А.

Белорусский государственный технологический университет

Подбор оптимальных конструктивно-технологических параметров воздушных классификаторов для роторно-центробежной мельницы

В настоящее время, во многих отраслях промышленности и в сельском хозяйстве очень широко используются процессы разделение зернистых материалов на фракции. Процесс разделения может осуществляться двумя принципиально различными методами: грохочением на перфорированной поверхности или ситах и классификацией в потоках воздушной или водной разделительной среды.

В промышленном производстве для разделения зернистых материалов чаще всего используют метод грохочения и различные конструкции грохотов. При этом стадии классификации перерастают в развитые технологические линии с многочисленными бункерами, питателями и конвейерами, и в конечном итоге не обеспечивают ожидаемой эффективности процесса разделения. Главный недостаток процесса грохочения заключается в том, что его разделительная способность резко падает при приближении граничного зерна разделения к размеру 1 мм.

Кроме грохочения, большое распространение в химической промышленности находят также методы гидравлической классификации. Однако применение данных методов разделения сопряжено с возникновением целого ряда проблем. Главные из них связаны с нарушением норм охраны окружающей среды, а так же со значительным расходом воды. Кроме того, довольно большое количество материалов нельзя разделять мокрым способом вследствие того, что при смачивании они изменяют свои физические свойства или схватываются. Следует так же отметить, что технологические линии с использованием гидравлических способов фракционирования являются весьма энергоемкими и это также не мало важно.

Более прогрессивными на данный момент являются сухие методы разделения сыпучих материалов, осуществляемые чаще всего в аппаратах с воздушными потоками или при необходимости потоками инертных, дымовых и других газов. Такие аппараты называются воздушными классификаторами [1, 2].

В настоящее время воздушная классификация являются неотъемлемой частью процесса тонкого измельчения сыпучих материалов. Однако внедрение в широкую практику воздушных классификаторов сдерживается отсутствием надежной инженерной методики расчета их основных конструктивно-технологических параметров. В связи с этим, на данный момент, очень актуальным является вопрос оптимизации конструктивных и технологических параметров воздушных классификаторов применительно к реальным процессам измельчения. Такая оптимизация позволила бы быстро подобрать наиболее эффективный тип воздушного классификатора для конкретного промышленного измельчителя.

Основная цель данной работы заключалась в практическом разрешении выше упомянутой проблемы на примере подбора оптимального типа воздушного классификатора для роторно-центробежной мельницы [3, 4]. В связи с этим, автором были проанализированы методы расчета и оптимизации основных параметров центробежных [2] и гравитационно-каскадных классификаторов [1].

Непосредственный расчёт оптимальных параметров воздушных классификаторов для роторно-центробежной мельницы осуществлялся на ЭВМ, по средствам специально разработанных программ.

Детальный анализ результатов оптимизации показал следующее. Для полупромышленного образца роторно-центробежной мельницы с радиусом ротора 0,5 м [3, 4] и граничного зерна разделения частиц гипсового камня равного 0,3 мм, наиболее предпочтительным по эффективности разделения и конструктивным параметрам является центробежный классификатор со следующими оптимальными характеристиками:

·        расход воздуха = 0,35 ¸0,45 м3/c;

·        высота центробежной зоны классификатора Н = 0,36 ¸0,48 м;

·        число лопаток на роторе классификатора = 6 шт.;

·        угол наклона лопаток aл = 45 ¸ 50°;

·        радиус центробежной зоны классификатора R1 = 0,55 ¸ 0,75 м;

·        радиус выходного патрубка классификатора R2 = 0,165 ¸ 0,225 м;

·        ширина проходного сечения в лопаточной зоне классификатора h = 0,138 ¸ 0,188 м.

Используя пакет специально разработанных автором программ, аналогичным образом можно подобрать оптимальные конструктивно-технологические параметры центробежного или гравитационно-каскадного классификаторов для практически любого измельчителя центробежно-ударного действия.

 

Литература:

1.     Барский М. Д. Оптимизация процессов разделения зернистых материалов. - М.: Химия, 1978. - 368 с.

2.     Мизонов В. Е., Ушаков С. Г. Аэродинамическая классификация порошков. - М.: Химия, 1989. - 160 с.

3.     Гарабажиу А. А. Энергосберегающая роторно-центробежная мельница для тонкого помола сыпучих и кусковых материалов //Архитектурно-строительное материаловедение на рубеже веков: Материалы докладов Международной интернет-конференции, 20 окт. 2002г. / Минист. образ. РФ. БелГТАСМ¾ Белгород: Изд-во БелГТАСМ, 2002. ¾ С. 26 ¸ 32.

4.     Патент РБ № 4707. Мельница. Левданский А. Э., Гарабажиу А. А., Левданский Э. И. и др., 2001 г.