Для более эффективного измельчения на пути движения взвешенных частиц устанавливают преграды, о которые частицы ударяются и измельчаются.
Струйные мельницы только начинают применять в цементной промышленности. Их целесообразность определяется следующими качествами: компактностью установки и небольшой металлоемкостью (вес струйных мельниц для помола 100 г цемента в час составляет всего 15-20 т, тогда как шаровых - порядка 1200 г); незначительным износом деталей; низким расходом электроэнергии на помол-10-15 кет ч.
Недостатком помола в струйных мельницах является необходимость организации специального паро- или газосилового хозяйства с большой скоростью газового потока.
Схема помольной установки со струйной мельницей производительностью 50 т/ч показана на рис. 20.
Мелко дробленый материал из бункера 1 поступает в трубу 9 мельницы. Навстречу материалу движется газовый поток, который отделяет тонкие частицы от материала и направляет их в сепаратор 2. Крупные зерна попадают в камеру помола 6.
В этой камере куски материала захватываются двумя газовыми струями, движущимися из сопла 7 навстречу друг другу. При этом куски с силой ударяются друг о друга и истираются.
Образовавшиеся тонкие частицы подаются по трубе 9 в сепаратор 2, откуда крупка поступает по трубам 8 на вторичное измельчение, а готовый продукт из сепаратора направляется в циклоны 3 и фильтры 4 для осаждения цемента из газового потока.
Готовый цемент ссыпается в бункер, а затем поступает на склад.
§ 28. АСПИРАЦИЯ ШАРОВЫХ МЕЛЬНИЦ
Мельницы, в которых происходит сухое измельчение материала, подвергают аспирации, т. е из них непрерывно удаляют воздух, запыленный мельчайшими частицами. Необходимость этого диктуется следующими причинами.
Мельчайшие частицы сырьевого материала налипают на мелющие тела и футеровку мельницы, они обладают также способностью адсорбировать (удерживать на своей поверхности) пузырьки воздуха. Смесь мельчайших твердых частиц с воздухом, осевшая на мелющих поверхностях, обладает амортизирующим действием и смягчает силу удара мелющих тел. В результате ухудшаются условия размола материала.
Воздушный поток, проходя через мельницу, увлекает эти мельчайшие частицы и очищает от них мелющие поверхности. Таким образом, с помощью аспирации увеличивается производительность шаровых мельниц, а также улучшаются санитарно-гигиенические условия труда.
Скорость воздушного потока в барабане принимается от 0,3 до 0,7 м/сек. При этом обеспечивается повышение производительности мельницы на 20-25%.
Отсос запыленного воздуха производится через разгрузочное устройство мельницы (см. рис. 24). Для этого в нем специально предусматривается соединительный патрубок (19).
Схема аспирационной системы мельницы следующая. Запыленный воздух через разгрузочный кожух отсасывается из мельницы и направляется на очистку для выделения из него взвешенных твердых частиц. Первичная грубая очистка осуществляется в циклонах, а очень, тонкие частицы удерживаются затем фильтром. Полностью очищенный воздух удаляется в атмосферу.
Движение пылевоздушного потока по всей системе производится центробежным вентилятором, просасывающим воздух через мельницу и все последующие очистные устройства. Это обеспечивает работу всей системы под разрежением и предупреждает выбивание пыли.
Осажденные частицы из циклонов и фильтров поступают в транспортирующие устройства измельченного материала и вместе с ним направляются на дальнейшую переработку.
На работу аспирации оказывает большое влияние герметичность воздуховодов и затворов аппаратов. При недостаточной плотности оказывается значительным подсос воздуха и нарушается эффективность работы всей установки.
Циклоны. Циклон системы НИИОГаз (ряс. 30) состоит из стального цилиндра /, переходящего в конус. Внутри цилиндра находится труба 2.
Запыленный воздух или дымовые газы по патрубку 3 входят в цилиндр /. Патрубок расположен наклонно и тангентально (по касательной) к цилиндру. Это обеспечивает кольцевое движение воздуха вокруг трубы 2 и перемещение его вниз к конической части, как показано пунктиро.м на схеме.
Воздух, достигнув отверстия трубы 2, поступает в нее и удаляется в атмосферу. В процессе движения воздух очищается. Выпадение из запыленного воздуха твердых частиц, т. е. очистка, происходит в результате потери частицами скорости движения. Скорость падает, как только воздух попадает из патрубка 3 в цилиндр.
Площадь сечения патрубка в несколько раз меньше площади цилиндра (исключая площадь трубы 2). Во сколько площадь патрубка меньше площади цилиндра, во столько же раз уменьшается скорость движения воздуха в цилиндре. Взвешенные частицы не могут удерживаться в воздушном потоке при такой скорости воздуха и выпадают из него.
Дальнейшая более полная очистка воздуха от пыли происходит в результате кольцеобразного движения воздуха в цилинд-
ре. Твердые частицы при круговом движении воздуха прижимаются центробежной силой к внутренней части цилиндра, движение их затормаживается и они выпадают из воздушного потока.
Уловленная пыль через конусообразную часть циклона поступает в приемный бункер 4. снабженный специальным затвором 5. Затвор препятствует просачиванию воздуха в циклон при удалении из бункера скопившейся в нем пыли.
Циклоны изготовляют одиночными или групповыми от двух до восьми одиночных циклонов в группе. Производительность одиночного циклона зависит от его диаметра. Циклоны НИИОГаз выпускают диаметром от 400 до 800 мм с градацией через 50 мм. т. е. 450; 500 мм и т. д. Средняя производительность их соответственно равна от 2000 до 6000 м1ч газа.
Групповые циклоны имеют производительность, прямопро-порционально увеличивающуюся с количеством циклонов в группе. Так, группа из восьми циклонов диаметром 800 мм каждый имеет производительность по газу 50 ООО м1ч. Температура газа, поступающего в циклон, должна превышать точку росы на 20-25° С, чтобы в циклоне не происходила конденсация влаги,
содержащейся в газе. Однако запрещено подавать в циклон газы с температурой выше 400° С по условиям прочности циклона.
Степень очистки газа от пыли в циклонах НИИОГаз зависит от размера взвешенных частиц в газе и составляет в среднем для частиц размером до5жк -40-50%; Ю мк - 60-80% и 20 жк -90-95%. Таким образом, циклон не производит полной очистки газов. Для более полного осаждения пыли применяют фильтры.
Фильтры. В цементном производстве применяют в основном дви типа фильтров: рукавные фильтры и электрофильтры.
Рукавный фильтр (рис. 31) состоит из нескольких рукавов 1. располагаемых в металлической камере 2. Верхняя часть рукавов закрыта тканью и прикреплена к раме 5. Запыленный воздух (газ) поступает по трубе 6 и направляется затем в рукава. Проходя через ткань рукавов, частицы пыли задерживаются тканью, а очищенный воздух поступает в трубу 4 и удаляется в атмосферу.
Рукава периодически встряхиваются механизмом 5 и осевшая на ткани пыль ссыпается в бункер фильтра, оборудованного специальным затвором 7.
В качестве фильтровальных тканей применяют шерстяную байку 4Ш, капроно-шерстяные байки, а также теплостойкие синтетические ткани из лавсана, терилена и др.
Электрофильтр является наиболее эффективным пыле-очистительным аппаратом среди применяемых в цементной промышленности. Принцип очистки газа в электрофильтре основан на приобретении взвешенными в газе частицами электрического заряда при воздействии электрического поля высокого напряжения (до 100000 в). Сущность очистки в электрофильтрах заключается в следующем.
Между двумя разноименно заряженными электродами проходит электрический ток. Появление замыкающего цепь электрического тока происходит в данном случае в результате ионизации воздуха, находящегося между электродами.
Ионизация - это расщепление молекул воздуха на заряженные частицы. Если в качестве положительно заряженного электрода взять трубу и поместить в нее тонкий провод, соединенный с отрицательным полюсом постоянного источника тока, то воздух, заключенный в трубе, получит заряд. Между трубой и проводом возникнет электрический ток определенной силы, т. е. образуется разряд. Такой разряд называется коронным *.
Частицы запыленного воздуха, проходя через трубу, приобретают отрицательный заряд. Заряженные пылинки начинают
* Электрическое поле, образующееся вокруг провода, вызовет в данном случае свечение, называемое «короной», а потому такой разряд «азваи («коронным» (разрядом.
быстро перемещаться к положительному полюсу, в данном случае к трубе, так как разноименно заряженные частицы притягиваются. В результате пыль осаждается на внутренней поверхности. Такой электрод называется осадительным. Второй электрод получил название коронирующего электрода.
Осажденная пыль при легком встряхивании удаляется с поверхности электрода и ссыпается в бункер.
Пылинки могут приобретать также положительный заряд и осаждаться на отрицательном коронирующем электроде. Встряхивающее устройство поэтому устанавливается на осадительном и коронирующем электродах.
В зависимости от формы осадительных электродов различают электрофильтры трубчатые и пластинчатые. В первом случае осадительным электродом является труба, коронирующим - протянутая внутри ее проволока; в последнем осадительным электродом служат пластины, установленные на расстоянии 250-350 мм с расположенными между ними коронирующими электродами.
Газовый поток может двигаться в фильтре вертикально или горизонтально. В зависимости от этого электрофильтры разделяются на вертикальные и горизонтальные.
Электрофильтр получает питание от электрической повыси-тельно-преобразовательной подстанции, которая преобразует переменный электрический ток в сети завода в постоянный ток. Расход электроэнергии в электрофильтрах на очистку 1000 м газа 0,13-0,2 квт-ч. Производительность по газу электрофильтров составляет от 70ОО0 до 500000 м/ч.
На цементных заводах очищается не только аспирационный воздух цементных мельниц. Тщательной очистке подлежат также дымовые газы от печей, сушильных установок и угольных мельниц.
Устойчивость работы и качество очистки газов в электрофильтрах зависят от температуры газов, степени их запыленности, скорости прохождения через фильтр и герметизации аспирационной установки в целом.
Электрофильтры имеют коэффициент задержания пыли из газа 98-997о от общего содержания и являются наиболее эф-
фективны.Ми аппаратами пылеочистки. Но такая высокая степень очистки достигается в том случае, когда запыленность газа не превышает нормы, установленной техническими требованиями правил эксплуатации (не более 50 г1м). Увеличение степени запыленности поступающего газа соответственно снижает коэффициент очистки.
Аспирационный воздух сырьевых или цементных мельниц может иметь запыленность выше допускаемой для нормальной работы фильтров и других стоящих впереди электрофильтра пылеосадительных устройств (циклонов). Для уменьшения запыленности воздуха мельницы снабжают аспирационными ко-робка.м« шахтного типа. Они представляют собой прямоугольный воздуховод большого сечения, обеспечивающего скорость движения воздуха в нем не выше 1-»1,2 м/сек. При такой скорости часть взвешенных частиц не удерживается в воздушном потоке и оседает.
Необходимое сечение коробки при указанной скорости движения воздуха в ней рассчитывают из условия, что количество аспирационного воздуха составляет 0,2 м на 1 кг измельчаемого материала.
Скорость прохождения газа в электрофильтре и, следовательно, продолжительность пребывания в нем газа оказывают влияние на качество работы фильтра по той причине, что для приобретения электрического заряда пылеватыми частицами требуется определенное время. 1При недостаточной степени ионизации частицы не смогут задерживаться в фильтре и окажутся вынесенными в атмосферу. Скорость движения газов в электрофильтрах принимается равной 0,7-0,8 м/сек. Уменьшение скорости движения газов улучшает очистку, а увеличение резко ухудшает ее.
Работа пылеосадительных устройств всех систем нарушается при избыточном подсосе наружного воздуха и отклонении скорости движения очищаемого газа от определенной.
Газовоздухопроводы. Газовоздухопроводы выполняют из стального листа толщиной 3-8 мм в зависимости от диаметра газопровода. Если по газопроводу будут проходить газы с температурой выше 350-400° С, его внутри облицовывают жаростойкими материала.ми. ,В цементной промышленности облицовка обычно не применяется, так как температура не превышаег указанных пределов.
Газопроводы изготовляют из отдельных звеньев круглого или прямоугольного сечения; площадь сечения принимается из условий скорости движения газа в них 10-20 м/сек. Звенья соединяют при помощи фланцев, между которыми устанавливают плотную прокладку из асбестового листа для создания полной герметизации.
Для того чтобы можно было регулировать поступление газа,
