ОСАДИТЕЛЬНАЯ ЦЕНТРИФУГА-КЛАССИФИКАТОР

Полезная модель относится к центрифугальному оборудовании., широко использующемуся в угольной, химической и других отраслях промышленности.
Известна конструкция осадительной центрифуги (см. 1. Борц М.А., Бочков Ю.Н., Зарубин Л.С. Шнековые осадительные центрифуги для угольной промышленности. Изд. «Недра», М., 1970, стр.30-31), состоящей из ротора конической или цилиндроконической формы, внутри которого вращается шнек для выгрузки частиц осевшей твердой фазы.
Недостатками аналога являются:
- высокий вынос частиц твердой фазы в фугат вследствие реализации противоточного режима движения жидкой и твердой фаз в роторе центрифуги;
- невозможность разделения по крупности частиц твердой фазы в роторе центрифуги с выделением каждого класса крупности в виде обезвоженного осадка.
Наиболее близким техническим решением по технической сущности и достигаемому результату является конструкция осадительной центрифуги (см. 2. А.с. СССР №342678), включающей цилиндроконический ротор, имеющий зоны выделения из суспензии крупной и тонкой фракции твердой фазы, разделенные кольцевой перегородкой, размещенные в роторе шнеки для транспортировки указанных фракций к выгрузочным окнам, расположенную в зоне выделения легкой фракции внутри барабана шнека с зазором цилиндрическую вставку для отвода фугата из указанной зоны, фланец которой образует с кольцевой перегородкой отводные каналы для фугата, пакет сепарирующих тарелок и трубу для подачи суспензии в зону выделения крупной фракции.
Недостатками прототипа являются:
- сложность конструкции;
- высокая металлоемкость;
- возможность зашламовывания пакета сепарирующих тарелок осевшей твердой фазой.
Целью полезной модели является устранение недостатков, присущих аналогу и прототипу, т.е. обеспечение разделения твердой фазы суспензии по крупности, с одновременным обезвоживанием крупнозернистой и тонкозернистой частей твердой фазы, получение чистого фугата и упрощение конструкции центрифуги-классификатора.
Для достижения поставленных целей в осадительной центрифуге-классификаторе, включающей цилиндроконический ротор, имеющий зоны выделения из суспензии крупной и тонкой фракции твердой фазы, разделенные кольцевой перегородкой, размещенные в роторе шнеки для транспортировки указанных фракций к выгрузочным окнам, расположенную в зоне выделения легкой фракции внутри барабана шнека с зазором цилиндрическую вставку для отвода фугата из указанной зоны, фланец которой образует с кольцевой перегородкой отводные каналы для фугата, и трубу для подачи суспензии в зону выделения крупной фракции, в цилиндрической части ротора к кольцевой перегородке прикреплено кольцо с внутренней отбортовкой, расположенной на торце цилиндрической вставки с образованием между последней и кольцом отверстий для подачи фугата из внутренней полости вставки в отводные каналы, при этом кольцо имеет окна для перетока фугата из зоны выделения крупной фракции в зону выделения тонкой, а барабан шнека в зоне выделения последней выполнен перфорированным.
Выполнение конструкции осадительной центрифуги-классификатора таким образом позволяет осуществить в одном агрегате два режима работы: противоточный и прямоточный. В зоне, куда поступает питание по питающей трубе, осуществляется противоточный режим движения осевшей твердой фазы и образовавшейся жидкой фазы - фугата с неосевшими твердыми частицами. В противоположной части ротора реализуется прямоточный режим работы центрифуги-классификатора, при котором осевшие мелкие частицы твердой фазы и осветленный продукт движется вдоль ротора в одном направлении, что способствует лучшему осаждению и эффективному осветлению фугата, выгружаемого из центрифуги. При этом достигается выполнение целей, поставленных предлагаемым техническим решением.
На фиг.1 схематично изображена предлагаемая осадительная центрифуга-классификатор, продольный разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.
Осадительная центрифуга-классификатор включает цилиндроконический ротор 1, имеющий зоны 2 и 3 выделения из суспензии крупной и тонкой фракции твердой фазы, разделенные кольцевой перегородкой 4, размещенные в роторе шнеки 5 и 6 для транспортировки указанных фракций к выгрузочным окнам 7 и 8, расположенную в зоне 3 выделения легкой фракции внутри барабана шнека 6 с зазором цилиндрическую вставку 9 для отвода фугата 1 из указанной зоны, фланец 10 которой образует с кольцевой перегородкой отводные каналы 11 для фугата, прикрепленное к кольцевой перегородке в цилиндрической части ротора кольцо 12 с внутренней отбортовкой 13, расположенной на торце цилиндрической вставки с образованием между последней и кольцом отверстий для подачи фугата из внутренней полости вставки в отводные каналы, и трубу 14 для подачи суспензии в зону выделения крупной фракции.
Кольцо имеет окна 15 для перетока фугата из зоны выделения крупной фракций в зону выделения тонкой, а барабан шнека 6 в зоне выделения последней выполнен перфорированным.
Шнеки 5 и 6 имеют спирали с левой и правой навивками. Центрифуга работает следующим образом.
Суспензия (в частности, угольная пульпа) поступает по трубе 14 в барабан шнека 5. Под действием центробежных сил суспензия раскручивается и через перфорированные стенки барабана шнека попадает на стенку ротора, где происходит осаждение наиболее крупных частиц твердой фазы. Осевшие частицы спиралью шнека 5, расположенной в зоне 2 ротора центрифуги, транспортируются к разгрузочным окнам 7. Частично осветленная вращающаяся жидкая фаза переливается через кольцевую перегородку 4 и попадает в зону 3 ротора. В этой части ротора за счет движения жидкой и твердой фаз в одном направлении создаются благоприятные условия для осаждений наиболее мелкодисперсных частиц твердой фазы, которые шнеком транспортируются к разгрузочным окнам 8.
Осветленная жидкая фаза поступает внутрь цилиндрической вставки 9 и через отверстия в отводные каналы 11 и выводится из ротора. Средний фактор разделения в зоне 3 ротора несколько больше, чем в зоне 2, что обеспечивает максимальное улавливание мелкодисперсных частиц твердой фазы.
Предлагаемая конструкция центрифуги позволяет эффективно проводить раздельное обезвоживание полидисперсной суспензии за счет организации противотока фракций для выделения грубодисперсной части суспензии и прямотока для тонкодисперсной, а также исключить пакет сепарирующих тарелок.
В настоящее время разработан и изготавливается экспериментальный образец осадительной центрифуги-классификатора. Техническая характеристика экспериментального образца представлена в таблице.
Таблица
Техническая характеристика центрифуги
№ п/п
Наименование параметра
Единица измерения
Значение
1
Производительность:
- по исходному питанию
м<sup>3</sup>/ч
до 5
- по обезвоженному осадку, суммарно
т/ч
до 2,5
2
Установленная мощность привода
кВт
до 30
3
Характеристика исходного питания:
- содержание твердой фазы
%
10-50
- крупность частиц твердой фазы
мм
0-6 (13)
- зольность твердой фазы
%
20-60
4
Характеристика полученных продуктов:
- крупнозернистый осадок: крупность частиц
мкм
более 100
влажность
%
не более 15
зольность
%
не более 12
- мелкозернистый осадок:
г/л
не более 40
крупность частиц
мкм
20-100
влажность
%
не более 40
зольность
%
не менее 30
- фугат:
содержание твердой фазы
г/л
не более 20
крупность частиц твердой фазы
мкм
0-20
зольность твердой фазы
%
не менее 60
Применение осадительной центрифуги-классификатора позволит упростить водношламовые схемы углеобогатительный фабрик за счет выделения в виде обезвоженного продукта крупнозернистой части угольных шламов, имеющих, как правило, пониженную зольность и получения обезвоженного мелкодисперсного осадка повышенной зольности Последний продукт может быть исходным материалом для приготовления суспензионного угольного топлива.
Учитывая, что содержание твердой фазы в фугате не более 20 г/л, указанный продукт целесообразно использовать в качестве оборотной воды.