Технологическое оборудование

1.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ
ОБОРУДОВАНИЕ
К.х.н., доцент Пахомов Николай
Александрович
Кафедра ОХТ и катализа

2. Машины для проведения механических процессов

1. Оборудование для измельчения
В производстве НВ (неорганических веществ) и катализаторов процесс измельчения
включен во многие технологические схемы,
Причина: от величины удельной поверхности твердых материалов
(дисперсности) зависят скорость гетерогенных химических процессов и
интенсивность многих операций, сопровождающихся массообменом.
Измельчение используется:
• При подготовке исходных веществ (солей, оксидов, минералов) к растворению
• При подготовке исходных веществ к механическому смешению
• При подготовке НВ и катализаторных масс (порошков) к гранулированию и
таблетированию катализаторов
В процессах ТНВ и катализаторной промышленности используются различные типы
помольно-дробильного оборудования из горнодобывающей промышленности,
дорожной, промышленности производства цементов, коксов, керамики, пищевой и
медицинской промышленности
2

3.

3

4.

4

5.

Насыпная плотность
5

6.

6

7. Размеры материалов при измельчении

• Исходные размеры: кусковой материла размером не
более 150 мм,
• Конечный материал : преобладание класса частиц
размером 100 мкм,
• минимальный размер : 0.5 – 1 мкм
процессы измельчения условно делят на:
• дробление
• помол.
Для дробления используют различные типы дробилок, обеспечивающие получение целевой фракции 0,5—5 мм,
для помола — мельницы.
При грубом помоле целевые фракции должны содержать частицы с
размером 50—500 мкм,
при тонком — 10—50 мкм.
Для некоторых процессов необходимо обеспечить сверхтонкий помол
с целевой фракцией менее 10 мкм.
7

8. Классы измельчения материалов

Класс
измельчения
Размер
Размер
исходного
полученного
материала, мм материала, мм
Дробление
Помол
Крупное
1300
100
Среднее
250
40
Мелкое
20
1-5
Грубый
1-5
0.1-0.04
Средний
0.1-0.04
0.005-0.015
Мелкий
0.1-0.04
0.001-0.005
8

9. Типы размалываемых материалов

Выбор оборудования для процесса помола определяется
физическими свойствами измельчаемого материала
1. Первая группа — материалы, состоящие из
крупных монокристаллов и кристаллических
сростков
• Разрушения при измельчении происходят в основном в
местах сращивания кристаллов или по плоскостям
кристаллической решетки.
2. Ко второй группе можно отнести материалы,
состоящие из мелкокристаллических частиц с
размером 1—5 мкм, которые образуют крупные
зерна из слабоагрегированных частиц.
3. К третьей группе относят материалы,
содержащие спекшиеся частицы после
термообработки
9

10.

10

11.

11

12.

12

13. Дробление. Дробильное оборудование

Тип дробления определяется твердостью материала
1. Дробление твердых хрупких материалов проводят
раздавливанием и ударом
2. Мягких пород— ударом
3. Пластичных и вязких (глинистые материалы с
влажностью до 20 %)—изгибом в сочетании с
истиранием.
Соответственно применяют :
• Щековые дробилки (1 группа материалов)
• Конусные дробилки (2 группа материалов)
• Молотковые и роторные дробилки (3 -группа)
• Валковые дробилки с зубчатыми и гладкими валками (3)
13

14.

14

15. Дробильное оборудование

Щековые дробилки
Впервые щековая дробилка была создана американским инженером Э.
Блеком в 1859 г.
Щековые дробилки - машины измельчения цикличного
действия, предназначенные в основном для грубого (крупного)
дробления твердых материалов преимущественно методом
раздавливания

16. Камнедробильная машина завода «Грузон» («Промышленность и техника», 1896 г.)

16

17.

17

18. Щековая дробилка

Основные отличия современной машины:
• устройство защиты от поломок оборудования в случае
попадания в рабочую камеру недробимых включений.
• возможность быстрой замены пластин рабочих плит, а
также износостойкой футеровки стенок рабочей
камеры
• Оснащение устройством регулировки разгрузочной
щели.
18

19.

19

20. Схема современной щековой дробилки с простым ходом подвижной плиты

Принцип работы:
1 — стенка корпуса,
2 — боковая щека,
3 — подвижная щека,
4 — ось,
5 — вал,
6 — шатун,
7 — ременная
передача,
8 — электродвигатель,
9 — пружина, 10 — тяга,
11 — упор,
12,13 — распорная
плита,
14,15 — дробящие
плиты
Двигатель соединяется с ременным колесом, приводит подвижную щеку в движение по
эксцентриковым валу.
Когда подвижная щека поднимается, угол между подвижной щекой и распорной щекой
увеличивается, поэтому подвижная щека приближается к неподвижной щеке. При этом , так
сырьё раздавливается и дробится.
Когда подвижная щека спускается, подвижная щека удаляется от неподвижной щеки,
поэтому дроблёное сырьё выходит из дробилки. По мере непрерывно вращения двигателя,
дробилка осуществляет циклический процесс дробления и выпуска сырья.
20

21. https://www.youtube.com/watch?v=wkLDKDaCMu8

https://www.youtube.com/watch?v=wkLDKDa
CMu8
21

22. Расчет производительности щековой дробилки

22

23. Использование дробилок при производстве катализаторов

• Исходный размер крупных кусков 20- 400 мм
• Степень измельчения 4 – 10 мм
• Целевая фракция 5 – 30 мм
• Дробление кусков силиката натрия для алюмосидикатных
катализаторов
• Измельчение магнетита
• Производство плавленных катализаторов
23

24. Конусные дробилки мелкого дробления

• Материал дробится раздавливанием,
изломом, частично истиранием между
двумя коническими поверхностями, одна
из которых движется эксцентрично по
отношению к другой, осуществляя тем
самым непрерывное дробление
материала
• Исходные размер материала 40-100 мм
• Конечный размер 3 -10 мм
• Производительность 0.5 – 1.0 м3/ч
• Область применения – см. щековые
дробилки
24

25.

Конусная дробилка проявляет ряд преимуществ,
которые выгодно отличают ее от других способов
дробления:
она создает очень низкий уровень шума при работе,
что снижает дискомфорт при работе с ней;
благодаря практичной конструкции повышается
качество дробления породы;
устройство может работать как с мокрой породой,
так и с сухой, что позволяет дробить даже твердую
породу;
отсутствие холостого хода значительно уменьшает
количество энергии, необходимой для переработки
единицы руды.
25

26.

26

27.

https://www.youtube.com/watch?v=kEftq4Dg2DA
https://youtu.be/kEftq4Dg2DA
27

28.

Эксцентрисите́т — числовая характеристика конического сечения,
показывающая степень его отклонения от окружности.
28

29. Молотковые дробилки

• Обеспечивают дробление материалов первой
группы, не содержащих значительных примесей
абразивных частиц, и дезагрегацию
материалов второй группы
• Материал измельчается ударом
быстровращающихся молотков 5,
закрепленных на роторе, а также ударом о
броневые плиты 2 корпуса, на который
отбрасывается материал
• Дробилки выпускают однороторные и
двухроторные. Размер частиц измельченного
материала зависит от размера отверстий в
колосниковой решетке 4.
Однороторная
четырехрядная молотковая
дробилка С-218,
используемая для
дробления материалов типа
каолина
29

30. Молотковые дробилки (продолжение)

• Частота вращения ротора 750—
4500 об/мин. Окружная скорость
молотков достигает 50 м/с.
• Недостаток - крупные и твердые
абразивные частицы (с
твердостью по шкале Мооса > 4)
вызывают быстрый износ
ударных тел и корпуса.
• Преимущества — компактность,
высокая интенсивность,
надежность в работе.
30

31. Валковые дробилки

• Валковые дробилки применяют в основном
для мелкого дробления при подготовке
кусковых носителей в производстве ряда
смешанных и осажденных катализаторов.
• Из большого числа машин для мелкого
дробления наибольшее распространение в
катализаторных производствах нашли
валковые дробилки, работающие по
принципу раздавливания и раскалывания
материала между двумя вращающимися
валками.
• На дробилках с гладкими валками можно
дробить продукты любой твердости и
абразивности, если подобрать
соответствующий материал валков. Износ
валков, изготовленных из твердого чугуна
или стали, составляет 5—100 г на 1 т
дробленого материала.
31

32. Валковые дробилки

На рис. 4.24 представлена конструкция валковой дробилки СМ-12,
используемой для дробления плавленых катализаторов. Для улучшения
захватывающей способности валков на одном из них сделаны продольные
выемки. Диаметр валков 600 мм, частота вращения 400 об/мин.
Максимальная крупность дробимого материала 75 мм, фракция после
дробления — 0,1—7 мм. Производительность 2000 кг/ч. Дробилки с гладкими
валками применяют также для дробления оксидов железа, хрома.
Производительность дробилок от 50 до 300 кг/ч.
32

33. Валковые дробилки

• В производстве плавленых катализаторов нашли применение
валковые зубчатые дробилки, валки которых образованы набором на
вал колец с зубьями. Кольца изготовлены из марганцовистой стали,
содержащей 10—14% Мп. Производительность 100—200 кг/ч. Размер
исходных кусков 50—150 мм, конечных — 2—3 мм.
• Удельный расход энергии, затрачиваемой на дробление, со¬ставляет
1—2 кВт-ч на 1 т продукта для твердых материалов и 0,5—1,5 кВт-ч/т
для хрупких и мягких.
• Разновидностью валковых дробилок являются вальцево-шты –
рьевые, используемые в катализаторных производствах для ломки
жгутов на гранулы.
33

34.

34

35.

https://www.youtube.com/watch?v=0QIDN3Dx1nk
https://www.youtube.com/watch?v=ZCpwfU9sh5c
https://www.youtube.com/watch?v=iF0ez4Lkirk
35