ДонНТУ   Портал магистров   Институт горного дела и геологии   Кафедра ОПИ

Реферат по теме выпускной работы

Содержание

Введение

В последнее время наблюдается тенденция использования пневматических методов для сепарации сыпучих материалов. Разделяемые зерна имеют разную форму, плотность, коэффициент трения и другие свойства, на расхождении в которых и основанный упомянутый выше способ распределения, которое привлекает внимание многих специалистов. Для этих целей используются в основном сухие методы и пневматические сепараторы разных конструкций.

В семидесятые года прошлого столетия в отечественной практике применялись пневмовибрационные сепараторы типа СП-12, СП-6, СПБ-100Г, которые относятся к машинам веерного (полупрямоточного) типа.

В заграничной практике для сухого обогащения применяются сепараторы "SuperAirFlo" (США) и сепараторы фирм «Ведаг» и «Гумбольдт» (Европа). К недостаткам этих машин можно отнести низкую эффективность деления зерен через взаимное засорение продуктов, которое вызвано движением материала к месту разгрузки в общем потоке. Противоточные сепараторы обеспечивают более высокую точность деления в сравнении с прямоточными.

Данное направление успешно развивается в Австралии, России, Казахстане, США, Японии и Китае. В Китае на сегодняшний день эксплуатируется 150 установок сухого обогащения, на которых перерабатывается больше 50 млн т рядового угля, в России около 17 установок, в Украине - 8.

Используемая конструкция пневматического сепаратора типа СВП-5,5х1, как основного обогатительного аппарата, принадлежит общей разработке ученых и конструкторов (проектно-конструкторское бюро завода угольного машиностроения им. О.Я. Пархоменка г. Луганск, ведущие специалисты ДП «Укрвуглеякість», сотрудники кафедры «Обогащение полезных ископаемых» Донецкого национального технического университета, специалисты ОАО«Качество плюс»).

1. Актуальность темы

Развитие технологии сухого обогащения углей является актуальной задачей в первую очередь для угольных районов, где существует дефицит технологической воды и неблагоприятные климатические условия. В ряду «сухих» технологий главное место занимает способ пневматического обогащения, вообще не предполагающий использования технологической воды и устойчиво работающий при значительных отрицательных температурах. Перспективным путем повышения эффективности пневматического обогащения является применение способов вибро-пневматической сепарации, доказавших свою эффективность на различных типах углей. Принципиально важной для распространения данного способа задачей является совершенствование способов и аппаратов вибро-пневматической сепарации, обеспечивающее эффективную переработку угля. [3]

2. Цель и задачи исследования, планируемые результаты

Целью исследования является установление закономерностей и определение оптимальных условий разделения угля и породных минералов в восходящих воздушных потоках, создаваемых вибро-пневматическим способом.

Основной задачей исследований при достижении поставленной задачи повышения эффективности технологических процессов обогащения являлось определение закономерностей разделения угля и породных минералов, их распределения и концентрирования в продуктах обогащения в условиях применения вакуумно-пневматического способа воздушной сепарации.[3]

3. Технологическая часть

3.1 Сырьевая база

Сырьевой базой есть сыпучие углесодержащие материалы, которые доставляются на промплощадку. Качественная характеристика сырья, которое перерабатывается, принятая соответственно технологическим параметрам пневматического сепаратора: насыпная плотность не больше 2,8 т/м3, поверхностная влага до 8 %.

3.2 Производительность и режим работы

Производительность и режим работы приняты соответственно задаче на проектирование.

Режим работы:

- число рабочих дней в году - 270

- число смен - 2

- число часов работы в смене - 8

Исходя из режима работы и производительности установки пневмосепаратора производственная мощность пункта переработки принята следующей:

- годовая переработка, тыс. т - 216

- суточная производительность, т - 800

- часовая производительность, т - 50

3.3 Потребители товарной продукции

Товарная продукция класс 0-75мм после переработки будет использоваться как энергетическое сырье.

4. Основные технологические и компоновочные решения

Технологические решения

Технологическая схема переработки сыпучих углесодержащих материалов принятая соответственно задаче на проектирование, исходными данными для проектирования и представленная следующими операциями:

- прием сыпучих углесодержащих материалов класса 0-75мм из автотранспорта с аккумулированием в бункере вместительностью 30т;

- контрольная классификация по классу 75 мм

- сухое обогащение класса 0-75мм в пневматическом сепараторе с выделением породы и получением угольного концентрата;

- двухстадиальная схема пылеулавливания.

Пневматический сепаратор СВП-5,5х1 изготовленный ЗАО «Луганский машиностроительный завод им. О. Я. Пархоменка» и предназначенный для обогащения в воздушной среде угля, руд и других сыпучих материалов насыпной плотностью до 2,8 т/м3, с поверхностной влажной до 8,0 %, крупностью до 75 мм.

Конструкция сепаратора разрешает осуществлять в зависимости от характеристики обогащаемого материала, разные схемы работы с делением на два или три продукта: концентрат, промпродукт и отходы обогащения.

Тип и количество оборудования для переработки угля приняты соответственно задаче на проектирование:

- сепаратор пневматический СВП-5,5х1-1 шт;

- дымосос ДН-17-1 шт;

- вентилятор ВДНу-12,5-1 шт;

- циклон ЦН-24-1 шт;

- грохот ГИЛ-52А (ГИЛ-1,5х 2-Д) - 1 шт.

Технологическое оборудование приема и классификации рядового угля обеспечивает производительность переработки 50т/г, принятую соответственно задаче на проектирование.

Техническая характеристика пневматического сепаратора СВП-5,5x1

Рабочая площадь - 6,7 м2

Номинальная ширина деки - 1,42 г.

Производительность по исходному материалу (с учетом циркуляционной нагрузки) - 50 т/г

Крупность обогащаемого материала - до 75 мм

Погрешность деления (при максимальной производительности) - не больше 0,25

Диапазон контролируемой и регулированной частоты качания деки - 5,0-6,67 Гц (мин-1)(300-400)

Габаритные размеры, мм, не больше:

- длина 6450

- ширина 3906

- высота 7750

Удельная затрата электроэнергии - 490 кдж/т

Масса - не больше 12570 кг

Потребляемая мощность системы управления - не больше 0,5 квт

Динамические нагрузки, переданные на строительные конструкции через опору сепаратора, кн, не больше:

- вертикальные - 8

- горизонтальные - 6

Расчет показателей обогащения ожидаем баланс продуктов обогащения выполнен на основании экспериментальных исследований.

Компоновочные решения

Состав технологического комплекса и ситуационный план пункта переработки принятый с учетом обеспечения постоянной работы всех звеньев технологической схемы по приему, подготовке, обогащению, отгрузке товарной продукции и отходов и сезонного режима работы предприятия.

Технологический комплекс пункта переработки представлен следующими домами и сооружениями:

- эстакад скребкового конвейера;

- пункт приема рядового угля;

- пункт классификации;

- установка пневматического сепаратора;

- пункт погрузки концентрата;

- эстакады № 1,2,3,4,5.

Компонование сооружений технологического комплекса пункта переработки обеспечивает свободные проезды на промышленной площадке и подъезды передвижных грузоподъемных средств для ремонтных работ.

Технологическая схема переработки рядового угля

Технические решения, принятые в рабочем проекте, обеспечивают:

- прием углесодержащих сыпучих материалов из автотранспорта;

- передачу углесодержащих сыпучих материалов скребковым конвейером на пункт приема;

- аккумулирование углесодержащих сыпучих материалов в бункере вместительностью 30т;

- передачу углесодержащих сыпучих материалов ленточным конвейером на пункт классификации;

- контрольную классификацию углесодержащих сыпучих материалов на грохоте;

- передачу класса 0-75мм ленточным конвейером на установку пневмосепаратора;

- транспортировка класса +75мм ленточным конвейером на нагрузку в автотранспорт, в случае наличия в исходном угле класса +75мм;

- обогащение класса 0-75мм в пневматическом сепараторе;

- транспортировка концентрата ленточным конвейером на пункт нагрузки;

- аккумулирование концентрата в бункере вместительностью 30 т с нагрузкой в автотранспорт;

- транспортировка отходов обогащения ленточным конвейером на нагрузку в автотранспорт.

Обогащение угля класса 0-75мм.

Гравитационная низменность сыпучего материала по плотности на фракции в воздушной среде осуществляется в пневматическом сепараторе типа СВП-5,5х1-1шт. Сепаратор предназначен для обогащения угля, руд и других сыпучих материалов насыпной плотностью до 2,8т/мup>3 с поверхностной влажной до 8%, крупностью до 75мм. Работа сепаратора основана на делении угля, минеральных частичек и их сростков по плотности под влиянием воздушного потока и механического стряхивания.

[1].

Конструкция сепаратора обеспечивает, в зависимости от характеристики обогащаемого материала, разные схемы работы с делением на два или три продукта: концентрат, промпродукт и отходы обогащения.

Технологической схемой, принятой соответственно задаче на проектирование, предполагается деление на два продукта: концентрат и отходы обогащения.

Для получения стойких качественных показателей обогащения и минимальных потерь углесодержащих фракций в отходах обогащения предусмотренн на установке пневмосепаратора бункер, который аккумулирует, вместительностью 15т. Для разгрузки из бункера предусмотренна установка питателя типа ПК-1,2-8,0, что обеспечивает беспрерывную и равномерную подачу угля класса 0-75мм в пневматический сепаратор.

При обогащении угля в сепараторе материал поступает по загрузочному лотку на деку короба сепаратора. Под влиянием интенсивных стряхиваний, создаваемых качанием короба и восходящей пульсирующей струи воздуха, пласт обогащаемого материала разрыхляется и расслаивается по плотности. Наиболее легкие фракции концентрируются в верхних пластах, отходы обогащения - в самых нижних пластах «постели». Концентрат, который находится в верхних пластах, двигается намного быстрее пластов, которые располагаются ниже, не задерживаясь на рифлении деки. Благодаря наличию поперечного угла наклона деки и действия воздуха, концентрат скатывается в поперечном направлении в приемные воронки. Отходы обогащения, которые находятся в нижнем пласте «постели», благодаря задерживающему действию сита и рифлению деки, двигаются к торцевой части деки и разгружаются в воронку. Разгрузка из воздухопровода частичек, которые просыпались через сито, предусмотренно шнековым разгрузчиком с затвором.

Описание и робота аппарата СВП-5,5х1

Сепаратор предназначен для обогащения в воздушной среде угля, руд и других сыпучих материалов насыпной плотностью до 2,8 т/м3 с поверхностной влажной до 8%, крупностью до 75мм.

Конструкция сепаратора разрешает осуществлять в зависимости от характеристики обогащаемого материала разные схемы работы с делением на два или три продукта - концентрат, промпродукт и отходы.

Сепараторы могут применяться в схемах обогатительных предприятий нового типа, а также при реконструкции действующих обогатительных предприятий во взрывобезопасных помещениях класса П-11а. Сепараторы изготовляют для условий УХЛ4 за ГОСТ 15150-69.

Сепаратор рассчитан для работы во взрывобезопасных помещениях и других обогатительных модулях на высоте над уровнем моря не больше 2500 г при температуре от -40ос к +45ос и влажности исходного угля не больше 8%.

Технические данные сепаратора СВП-5.5х1

[2]

- Рабочая площадь деления - 6.7 м2

- Номинальная ширина деки - 1.42

- Производительность по исходному материалу (с учетом циркуляционной нагрузки) - 50 т/г

- Крупность обогащаемого материала - до 75 гг

- Погрешность деления (при максимальной производительности) - не больше 0.25

- Диапазон контролируемой и регулированной частоты качания деки - 5,0-6,67 Гц (мин-1)

Габаритные размера, гг, не больше:

- длина 6450

- ширина 3906

- высота 7750

Строение и работа сепаратора

[1]

Работа сепаратора основанна на делении угля, минеральных частичек и их сростков по плотности под влиянием воздушного потока и механического стряхивания.

Основным рабочим органом сепаратора является рабочий короб , на деке которого осуществляется весь процесс обогащения.

Короб, смонтированный на поворотной раме с помощью опор, получает возвратно-поступательное движение от кривошипно-шатунного приводного механизма, также смонтированного на поворотной раме. Число качаний короба регулируется с помощью электропривода.

Под рамой сепаратора расположен воздухопровод, предназначенный для создания восходящего пульсирующего потока воздуха.

Изменение продольного угла наклона деки выполняется с помощью подъемного механизма

При обогащении угля исходное сырье поступает по загрузочному лотку на деку короба. Под влиянием интенсивных стряхиваний, создаваемых качанием короба и восходящей пульсирующей струи воздуха, пласт обогащаемого угля разрыхляется и расслаивается по плотности. При этом получаем следующие продукты обогащения: концентрат, промпродукт и отходы. Фракции угля, более легкие, концентрируются в верхних пластах, промежуточного продукта - в средних, отходов обогащения - в самых нижних пластах «постели».

Движение «постели» на деке определяется характером качаний короба, углами его наклона.

Концентрат, который находится наверху, двигается намного быстрее пластов, расположенных ниже, не задерживаясь рифлями деки, и, благодаря наличию поперечного угла наклона деки и действия воздуха, скатывается в поперечном направлении в приемные воронки.

Промежуточный продукт располагается в среднем пласте «постели» и благодаря трению зерен об верхний и нижний пластs «постели», а также задерживающему действию рифлей деки, двигается медленнее концентрата и разгружается в приемные воронки на некотором отдалении от места разгрузки концентрата.

Отходы обогащения, которые находятся в самом нижнем пласте «постели», располагаются между промпродуктом и ситом. Благодаря задерживающему действию сита и рифлей деки, двигаются медленнее промпродукта и разгружаются в торцевой части деки в воронку

Толщина «постели» на деке короба регулируется торцевым рифлем.

Для разгрузки из воздухопровода частичек, которые просыпались через сито, примененный шнековый разгрузчик с затвором.

Для очищения от пыли, циркулирующей в воздушной системе технологического воздуха в сепараторе спиральный пылеотделитель

Поток воздуха от технологического вентилятора проходит через воздухопровод и пульсаторы под деку сепаратора. Основная часть воздуха (до 80%) проходит в нем обезпыливание и снова через технологический вентилятор поступает под деку сепаратора. Часть воздуха, которая осталась, обезпыливается в циклоне и вытяжным вентилятором выкидается в атмосферу. Возможна работа сепаратора с существующими схемами пылеулавливания, в этом случае сепаратор спиральным пылеотделителем не комплектуется.

Во избежание выброса пыли в помещение, предусмотренные шторы, которые закрывают короб сепаратора. В шторах есть обзорные окна для наблюдения за работой сепаратора.

Смазывание подшипниковых узлов сепаратора осуществляется соответственно карте смазывания.

Стабилизация качества продуктов обогащения обеспечивается регулированием частоты качания короба сепаратора и производительности питателя в зависимости от давления технологического воздуха под первым и третьим полями деки. Устройство, принцип работы и другие сведения, необходимые для использования системы управления, приведенные в пособии из эксплуатации СВП-5,5х1.02.000РЭ.

Комплекс пневматического обогащения КПО-50

[2]

1 - улитка, которая закручивает; 2 - труба; 3 - вентилятор 12,5; 4 - пылеотделитель; 5 - шпора; 6 - сепаратор СВП - 5,5х1; 7 - зонт; 8 - бункер; 9 - загрузочный лоток; 10 – питатель ПК-1,2-8,0; 11 - металлоконструкция; 12 - циклон; 13 - окно обзорное; 14 - приемные воронки; 15 - воздухопровод; 16 - разгрузчик; 17 - платформа; 18 - дымосос ДН17; 19 - стойка; 20 - дозатор; 21 - металлоконструкция; 22 - рама; 23 - пульсатор; 24 - воронка породная; 25 - трубопровод.


Рисунок 1 – Анимация, постель материала подвергается действию восходящего воздушного потока (объём 28 кб, 8 кадров, задержка между кадрами 0,5 мс)

Рисунок 2 – Анимация, постель материала подвергается механическому встряхиванию (объём 33 кб, 4 кадра, задержка между кадрами 0,5 мс)

Список источников

  1. Применение вибрационных пневматических сепараторов веерного типа при обогащении углей. [Электронный ресурс]. – Режим доступа:http://ea.donntu.ru:8080/jspui/bitstream/123456789/19004/1/10.pdf.
  2. Сравнительные испытания вибропневмосепараторов веерного типа при обогащении углей. [Электронный ресурс]. – Режим доступа:http://ea.donntu.ru:8080/jspui/bitstream/123456789/19175/1/14.pdf.
  3. Разработка метода пневматического обогащения углей в нелинейных всасывающих воздушных потоках[Электронный ресурс]. – Режим доступа:http://www.dissercat.com/content/razrabotka-metoda-pnevmaticheskogo-obogashcheniya-uglei-v-nelineinykh-vsasyvayushchikh-vozdu.
  4. Применение вибрационной техники с бигармоническим режимом колебаний при обогащении углей[Электронный ресурс]. – Режим доступа:http://ea.donntu.ru:8080/jspui/bitstream/123456789/19173/1/12.pdf.
  5. Совершенствование теории вибрационного разделения материалов на вибродеке криволинейной формы[Электронный ресурс]. – Режим доступа:http://www.dissercat.com/content/sovershenstvovanie-teorii-vibratsionnogo-razdeleniya-materialov-na-vibrodeke-krivolineinoi-f.
  6. Повышение эффективности пневматического обогащения углей на основе применения сепарации в горизонтальном воздушном потоке.[Электронный ресурс]. – Режим доступа:http://www.dissercat.com/content/povyshenie-effektivnosti-pnevmaticheskogo-obogashcheniya-uglei-na-osnove-primeneniya-separat.