Когда на Руси было жить хорошо

Обезвоживание суспензий

Обезвоживание суспензий является трудоемким процессом. "В практике известны полтора десятка способов обезвоживания материалов с использованием для этих Целей более 60 типов машин и аппаратов. Их можно разделить на три основные группы;

В производстве обычно пользуются для обезвоживания фильтрпрессами, сушильными барабанами и распылительными сушилками.

Обезвоживание на фильтр прессах. При обезвоживании по I и II вариантам (см. технологическую схему на стр. 255) мембранными насосами суспензию подают в камерные фильтрпрессы. Влажность массы после фильтрпрессов 22- 24%. Давление поднимают медленно в течение первого часа до 0,5-0,6 Мн/м2 (5-6 атм), доводя его ко второму часу до 1,0- 1,2 Мн/м2 (10-12 атм). При максимальном давлении дают неболыпую выдержку. Перерывы в наполнении фильтрпрессов приводят к расслоению массы и повреждению фильтровальных полотен. Давление гидравлического затвора 1,1-1,2 Мн/м2 (11-12 атм).

фильтрат (ретурная вода) удаляется через фильтрпрессное полотно «бёльтинг», капроновое или нейлоновое полотно в сборный , бассейн, оборудованный пропеллерной мешалкой, откуда он подается в шаровые мельницы для повторного использования при роспуске глинистых материалов, Так как Он содержит 260 до 2,5% и более твердых частиц, то очищается он от твердых частиц в специальной установке обработкой 5%-ным полиакрил- амидом. Осветленная вода возвращается в производство.

Для повышения срока службы фильтрпрессового полотна рамы фильтрпрессов надевают двойные дубленые полотна, которые предварительно замачивают в теплой воде, обрабатывают 1,2%-ным раствором соды при температуре 85° С в течение 9 ч и промывают в моечном барабане. Дубление производят 5%-ным дубовым экстрактом кровельные материалы при температуре 85° С в течение 5 ч. Дубленные полотна сушат, промывают в 0,8%-ном растворе медного купороса и 0,3%-ном растворе хромпика. Продолжительность промывки 1 ч при температуре 70-80° С. Периодичность промывки - один раз в неделю. Расход полотна 1,4- 1,5 м2 на 1 т массы. Срок службы фильтрпрессного полотна «бельтинг» - три месяца - 60-80 оборотов, капронового или нейлонового до 600 оборотов.

Основной недостаток фильтрпрессов - периодичность работы, низкая производительность (до 0,5 т/ч), большая металлоемкость (около 9 г) и большие габариты (занимаемая прессом площадь около 9 м2).

При использовании искусственной фильтровальной ткани (нейлона, капрона и др.) образовавшиеся коржи под влиянием собственного веса быстро отделяются от нее, и создаются условия для автоматизации фильтрпрессов. Схема автоматизированного фильтрпресса приведена на рис. 103.

Харьковским филиалом НИИХиммаша разработана конструкция автоматического камерного фильтрпресса типа ФПА-10-25, в котором процесс обезвоживания суспензии происходит непрерывно. Производительность фильтрпресса в 6- 8 раз больше обычного и составляет до 80 кг массы на 1 м2 фильтрующей поверхности. Размеры пресса с фильтрующей поверхностью полотна в 30 м2 следующие: длина -3,5, ширина - 2,5 и высота - 2,6 м.

Обезвоженная на фильтрпрессах масса в виде коржей толщиной до 30 мм поступает на ленточные прессы для проминки, формования брикетов и последующей сушки в туннельных сушилках или на коржерезке для измельчения перед сушкой в сушильном барабане.

Проминка массы на прессах необходима ввиду неоднородности «коржей» как по составу, так и по влажности (влажность у центрального отверстия до 32%,. в наружном слое 20- 22%, внутреннем - до 24%). В коржах глинистые и отощающие материалы также распределяются неравномерно.

Брикеты формуют полнотелыми размером 245 X 130 X 75 мм или в виде пустотелых камней (пустотность 20-30%), что облегчает их сушку, если она осуществляется в туннельной сушилке. Время сушки 12-14 ч. Влажность брикета после сушки 8-12%.

При использовании сушильных барабанов размер брикетов 80 X 80 X 100 мм. Температура теплоносителя 600-700° С, на выходе 80-100° С, продолжительность сушки - 0,5 ч.

После сушки масса поступает в бункер на остывание и вылеживание в течение 8 ч и далее, после дробления на зубчатой дробилке, на тонкий помол в дезинтеграторы или лучше в ротационные мельницы непрерывного действия, дающие большой выход тонких фракций в готовом пресс-порошке при меньших затратах электроэнергии.

Течки выхода молотого порошка из бегунов и ротационных мельниц оборудуют штыревыми электромагнитами. После просева на ситах-буратах или виброситах (сетка 36 и 64 отв/см2) порошок пропускают через электромагнитный сепаратор и далее подают в бункера для вылеживания на срок от 12 до 24 ч и ускорения по влажности, а затем в расходные бункера над прессами. Зерновой состав пресс-порошка (%): зерен размером более 1 мм-10-15, от 1 до 0,5 мм - 20-26, от 0,5 до- 0,25 мм - 25-30, менее 0,25 мм - 42-35. Фильтрпрессный способ подготовки пресс-порошка наиболее трудоемкой и длительный.

Обезвоживание в сушильных барабанах. Для обезвоживания суспензий используют сушильные барабаны СМ-456 (диаметр 1,6 м, длина 8 м) с количеством оборотов в минуту 1,3.

Показатели работы сушильного барабана следующие: производительность (по абсолютно сухой массе) - 1850 кг/ч, остаточная влажность порошка (при влажности поступающего шли- "Scepa 36-38%) -8-8,8%; температура поступающего теплоносителя - 800-880° С; отходящего -г- 180-220° С; удельный расход тепла на испарение влаги - 4,80 кдж/кг (1146 ккал/кг).

Автоматизация теплового режима барабана обеспечивает достаточную равномерность сушки.

Обезвоживание в распылительных сушилках. В последние годы у нас и за рубежом широко используют для обезвоживания суспензий распылительные сушилки, позволившие сократить количество производственных операций по подготовке пресс-дорошка с 10 до 3. По конструктивным (особенностям распыливающих устройств сушилки разделяют на три типа: с центробежным диском, струйно-распылительные (соплами) и «фонтанные».

В сушилках первого типа суспензия распыляется быстровращаю- щимся распылительным диском. Теплоноситель (горячий воздух подается в башни сверху или снизу, или обоими способами одновременно. Порошок собирается в нижней конусной части башни.

В сушилках второго типа - суспензия распыляется в верхней части башни гидравлической форсункой, работающей под давлением. Теплоноситель проходит через сушилку сверху вниз в одном направлении с высушиваемым материалом.

В сушилках третьего типа суспензия распыляется гидравлической форсункой в нижней части башни, образуя «фонтан». Теплоноситель подается сверху.

По направлению движения теплоносителя и высушиваемого материала сушилки бывают прямоточные и противоточные. В противоточных сушилках получают крупнее порошки чем в прямоточных, с меньшим содержанием пыли. Наиболее крупнозернистый порошок получают в фонтанных сушилках.

Размер зерен и их содержание в порошке регулируется давлением и размером отверстий форсунок или насадок центробежных дисков.

При распыливании суспензии центробежный диск диаметром 300 мм вращается со скоростью около 7000 об/мин, мелко распыляя суспензию в потоке горячего воздуха, поднимающегося в камеру снизу. Суспензия к диску подается самотеком. Распылительный диск изготовляют из нержавеющей стали со сменными форсунками из износоустойчивого материала (карбид вольфрама). Срок службы форсунок более 3000 ч. При использовании дисковых распылителей во избежание налипания массы на внутренние стенки сушильной камеры ее устраивают большего диаметра и меньшей высоты. При сопловых распылителях - наоборот. Теплоноситель в сушилку подают через спиралеобразный распределитель. Струи воздуха отклоняют частицы суспензии от стенок камеры (шахты). Распыление суспензии дисковым распылителем имеет некоторые преимущества над распылением соплами: ниже расход электроэнергии (2,5 кет на 100 кг испаренной воды); исключается закупорка распылителя массой; качество порошка не зависит от износа сопел. Величина зерен и гранулометрический состав порошка регулируются скоростью вращения диска распылителя и вязкостью суспензии. При дисковом распылении порошок получается более тонкого гранулометрического состава.

На отечественных заводах используют распылительные сушилки конструкции Минского комбината строительных материалов (с нижней подачей шликера) и ПКБ НИИСтройкерамики (с верхней и нижней подачей шликера).

В сушилке Минского комбината (рис. 104) внутренняя часть башни выполнена из нержавеющей стали Х17Н2 толщиной 1,2 мм. По периметру башни расположено шесть круглых топок с газовыми горелками. Суспензия в распылительную сушилку подается снизу под давлением 2,4-2,8 Мн/м2 (24-28 атм) и распыляется сжатым воздухом. Сопла - рифленые (винтовые), что придает суспензии вращательное движение, улучшающее распыление.