Химическая технология, ч. 1. - Гончаров А.И
Скачать (прямая ссылка):
§ 7. ФІЗИКО-МЕХАНІЧНІ ПРОЦЕСИ
Швидкість хімічних і дифузійних процесів, які відбуваються з участю твердої фази, значно підвищується внаслідок збільшення поверхні твердої фази, що досягається зменшенням кусків, тобто роздрібненням. Процеси роздрібнення умовно поділяють на подрібнення (велике, середнє і мале) і роздрібнення (тонке і надтонке). Матеріали подрібнюють розколюванням, стиранням та за допомогою ударів. Як правило, матеріали подрібнюють у сухому вигляді, проте тонке роздрібнення часто проводять мокрим способом (з використанням води).
Результат роздрібнення характеризується ступенем роздрібнення, що дорівнює відношенню середнього характерного розміру куска матеріалу до роздрібнення D до середнього характерного розміру куска d після роздрібнення
D
* =-ї- (Н2)
Характерним лінійним розміром куска кулястої форми є діаметр, кубічної — довжина ребра, неправильної — середня геометрична величина
dx^Ylbh, (143)
де Wh — максимальні розміри куска за трьома взаємно перпендикулярними напрямами: найбільший І — довжина, середній b — ширина, найменший h — товщина. Для визначення середнього розміру кусків матеріал розділяють за допомогою набору сит на кілька фракцій. Практично розмір максимальних кусків визначається розміром отворів сита, крізь які проходить весь матеріал фракції, а розмір мінімальних кусків •— розміром отворів сита, на якому фракція матеріалу залишається. Знайдені характерні розміри кусків D і d вихідного і роздрібненого матеріалу використовуються для розрахунків ступеня роздрібнення.
Високі ступені роздрібнення досягаються при роздрібненні в кілька стадій. Залежно від розмірів найбільших кусків вихідного і роздрібненого матеріалу орієнтовно розрізняють види роздрібнення, наведені в табл. 6.
За призначенням роздрібнюючі машини поділяються на дробарки великого, середнього і дрібного подрібнення і млини тонкого і надтонкого роздрібнення. Подрібнення і роздрібнення матеріалу потре-
Таблиця 6 Еиди роздрібнення матеріалу
Види роздрібнення
Розмір кусків до роздрібнення, MM
Розмір кусків після роздрібнення. MM
Ступінь роздрібнення
Велике подрібнення Середнє » Дрібне » Тонке роздрібнення Надтонке »
1500—300 300—100 50—10 10—2 10—75 • 10-»
300—100 50—10 10—2 2—75 • 10—3 75 • !О"3—1- 10-»
2—6 5—10 10-50 Близько 100
Рис. 89. Загальний вигляд щокової ^дробарки----
бують багато енергії. Тому здійснюють попередню ситову класифікацію і відділяють дрібні куски, які далі подрібнювати не треба.
Дробарки і млини працюють у відкритому і замкненому циклах. У відкритому циклі матеріал проходить через дробарку або млин один раз. При роздрібненні в замкненому циклі матеріал проходить через дробарку або млин багато разів.
Для великого подрібнення застосовують щокові і конусні дробарки, на яких матеріал розміром кусків не більш як 1500 мм подрібнюється до кусків розміром 300—100 мм. В щоковій дробарці (рис. 89) матеріал подрібнюється роздавлюванням і розколюванням між нерухо--мою / і рухомою 2 щоками. Рухома щока 2 наближається (при робочому ході) або відходить (при холостому ході) від нерухомої щоки /„при обертанні ексцентрикового вала 3, з'єднаного з розпірною плитою (4). Під час робочого ходу відбувається подрібнення, а під час холостого — вивантаження подрібненого матеріалу вниз під дією сили тяжіння. В конусних дробарках матеріал подрібнюється роздавлюванням його при зближенні поверхонь внутрішнього рухомого і зовнішнього нерухомого конусів. Конусні дробарки відрізняються від щокових вищою продуктивністю і високим ступенем подрібнення, проте вони більш складні і дорожчі від щокових.
Для середнього і мілкого подрібнення (від 100 до 10—12 мм) використовуються валкові, ударно-відцентрові і полого-конусні дробар-
S Л5
Рис. 90. Схема однороторної молоткової дробарки.
Рис. 91. Схема дезінтегратора.
ки. Валки виготовляються з чавуну і футеруються по зовнішній поверхні бандажами з вуглецевої або марганцевої сталі. В промисловості застосовуються валкові дробарки різноманітних типів, які відрізняються кількістю валків, їх формою і швидкістю обертання.
Молоткові дробарки (рис. 90) складаються з корпусу /, футерова-ного стальними плитами 2. На горизонтальному валу 3 насаджено диски 4, між якими підвішено молотки 5. Матеріал подрібнюється під дією ударів молотків, від ударів кусків об плиту 2, а також від ударів, роздавлювання і стирання на колошниковій гратці 6. Молоткові дробарки високопродуктивні, мають високий ступінь подрібнення і потребують небагато енергії, їх широко застосовують у промисловості для подрібнення крихких, волокнистих та інших матеріалів.
Дробаркою ударного типу є дезінтегратор, зображений на рис. 91. Роздрібнення здійснюється з допомогою ротора, який складається з двох дисків / і 2, що обертаються в різні сторони. Диски мають циліндричні пальці 3 і закріплені на різних валах 4 і 5. Обертова швидкість пальців становить 22—37 м/с. Матеріал для роздрібнення подається через воронку 6 і потрапляє до центра ротора, де роздрібнюється пальцями. Ступінь роздрібнення визначається відстанню між пальцями останнього ряду і стінками барабана і становить близько 10 при одночасному ретельному перемішуванні матеріалу.
