Трошин Олексій Георгійович. Закономірності процесу зневоднення зернистих матеріалів у фільтруючій центрифузі з вивантаженням осаду дисковим упором

Краткое описание

Трошин Олексій Георгійович. Закономірності процесу зневоднення зернистих матеріалів у фільтруючій центрифузі з вивантаженням осаду дисковим упором: дис... канд. техн. наук: 05.17.08 / Національний технічний ун-т "Харківський політехнічний ін-т". - Х., 2004

Трошин О.Г. Закономірності процесу зневоднення зернистих матеріалів у фільтруючій центрифузі з вивантаженням осаду дисковим упором. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.17.08 процеси та обладнання хімічної технології. Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Харків, 2004.
Робота присвячена дослідженню процесу зневоднення зернистих матеріалів у фільтруючій центрифузі з вивантаженням осаду дисковим упором. Вивчено формування, рух по фільтруючій поверхні та вивантаження осаду в у роторі центрифузі. Показано існування зон формування і вивантаження осаду, положення яких визначається положенням осі обертання дискового упора. Виявлено три режими формування осаду, що характеризуються різною динамікою залежності товщини шару осаду від продуктивності. Отримані залежності для визначення часу перебування осаду в роторі, зусилля і потужності на виштовхування осаду. Запропоновано модель відцентрового віджиму зернистих матеріалів, що враховує структуру вологи в осаді та його гранулометричний склад. Показано співвідношення у осаді різних видів вологи. Визначено напрямки розробки й удосконалення конструкції центрифуги. Розроблено методику розрахунку основних конструктивних параметрів центрифуги.

У дисертації наведене теоретичне узагальнення і нове вирішення наукового завдання, що виявляється у встановленні закономірностей процесу зневоднення зернистих матеріалів у фільтруючій центрифузі з вивантаженням осаду дисковим упором і на підставі цього удосконаленні її конструкції, виборі раціонального режиму роботи и області застосування.
1. Вивчено закономірності формування, руху по фільтруючій поверхні, вивантаження осаду в центрифузі з дисковим упором. Показано існування зон формування і вивантаження осаду, положення яких визначається положенням осі обертання дискового упора. Виявлено три режими формування осаду, що характеризуються різною динамікою залежності товщини шару осаду від продуктивності.
2. Розроблена математична модель формування і вивантаження осаду в роторі центрифуги з дисковим упором. Безрозмірний комплекс, що дорівнює відношенню продуктивності к здібності центрифуги по виштовхуванню осаду є характеристичним при визначенні режиму формування осаду. Отримані залежності для визначення часу перебування осаду в роторі, зусилля і потужності на виштовхування осаду.
3. Уточнено залежність для визначення мінімальної з умови стійкості товщини шару осаду в роторі центрифуг із примусовим вивантаженням осаду.
4. Запропоновано модель відцентрового віджиму зернистих матеріалів, що враховує структуру вологи в осаді та його гранулометричний склад. Показано співвідношення у осаді різних видів вологи.
5. Розроблено методику розрахунку основних конструктивних параметрів фільтруючої центрифуги з вивантаженням осаду дисковим упором.
6. Область раціонального застосування центрифуги:
зневоднювання зернистих продуктів з розміром часток твердої фази до 6мм при вмісті часток менш 0,2 мм до 20 %.
рідка фаза вода чи близькі по в'язкості рідини;
об'ємний вміст твердої фази в суспензії не менш 40 % (також попередньо збезводнені матеріали);
інтенсивність навантаження на фільтруючу поверхню від 25 до 100 т/г на 1 м2.
7. Визначено напрямки розробки й удосконалення конструкції центрифуги:
забезпечення роботи фільтруючого ротора при факторі поділу від 300 до 500; особливу увагу при цьому необхідно приділити зносостійкості фільтруючої поверхні;
збільшення товщини шару осаду в роторі і відповідне збільшення часу перебування, забезпечення роботи центрифуги у режимі, що характеризується нелінійною залежністю товщини шару осаду в роторі від навантаження, за рахунок підбору конструктивних параметрів ротору, а також створення прецесійного руху вісі дискового упора;
оптимізація класифікації матеріалів на розгінному конусі, за рахунок регулювання числа обертів конуса, ширини щілин фільтруючого сита, кута конусності;
8. Сформульовано напрямки удосконалення технології зневоднювання зернистих продуктів вуглезбагачення з застосуванням центрифуг ФГУ:
відмова від попереднього зневоднення зернистих шламів на грохоті; проведення класифікації в гідроциклонах для зменшення вмісту класу часток менш 0,2 мм у матеріалі перед центрифугою;
відмова від термічного сушіння збезводненого в центрифузі осаду.
9. На підставі проведених досліджень та виконаних розрахунків для НВП «Экомаш» розроблено технічне завдання на проектування центрифуги ФГУ1201Л для зневоднювання зернистого антрацитового шламу продуктивністю 60 т/г.
10. Проведено оцінку економічної ефективності заміни центрифуг ФВИ-1000 на центрифуги ФГУ-1201Л для умов ЦЗФ «Комендантська». Тільки за рахунок економії палива в сушильному відділенні додатковий економічний ефект складає біля 950 тис. грн. у рік.