Сушка минерального сырья

При сушке минерального сырья применяют  сушилки, использующие в качестве теплоносителя  нагретые дымовые газы, воздух или  пар. На обогатительных фабриках наибольшее распространение получили сушилки  с конвективным способом сушки, работающие на Дымовых газах. Паровые сушилки находят ограниченное применение.

 

По конструктивному  исполнению различают сушилки барабанные, трубы-сушилки, сушилки кипящего слоя, распылительные и другие.

 

Чаще всего  при сушке различного минерального сырья используют барабанные сушилки. Так, только на углеобогатительных фабриках РФ в настоящее время эксплуатируют более 80 барабанных сушилок.

 

Различают барабанные сушилки с прямым, косвенным  и ком­бинированным теплообменом. В  сушилках с прямым теплообменом обеспечивается непосредственный контакт влажного материала с нагретыми газами. Сушилки работают по прямоточной и про-тивоточной схемам движения материала и нагретых газов. В сушилках с косвенным теплообменом тепло передается сушимому продукту через нагретую металлическую поверхность, а в сушилках с комбинированным теплообменом — при контакте с нагретыми газами и через нагретую металлическую поверхность.

 

Барабанная  сушилка (рис. 58, а) состоит из сварного барабана 1 с укрепленными на его  внешней поверхности двумя бандажами 2 и венцовой шестерни 3. Барабан устанавливают бандажами на опорные ролики 5 под углом 1—5° в сторону разгрузки. Для устранения продольного перемещения барабана предусмотрены упорные ролики. Вращение барабану передается от привода 6, состоящего из электродвигателя, редуктора и приводной шестерни, находящейся в зацеплении с венцовой шестерней. К верхнему торцу барабана примыкают топка 7 со смесительной камерой и загрузочное устройство 8, а к нижнему — разгрузочная камера 4 для выгрузки высушенного материала и отвода дымовых газов.

 

Внутри  барабана укреплены насадки (рис. 58, б, в, г, д) для обеспечения максимального  контакта материала с горячими газами, равномерного распределения и перемешивания  материала по всему внутреннему  объему барабана. Форма и размеры  внутренних насадок определяются диаметром барабана и характеристикой подвергаемого сушке материала (крупность, влажность, способность к слипанию, спеканию и пылеобразованию). Насадки выполняют в виде приемно-винтовых лопастей (рис. 58, б), подъемно-лопастными (рис. 58, в), секторными (рис. 58, г) и цепными (рис. 58, д). Приемно-винтовые лопасти обычно укрепляют в загрузочной части барабана, с их помощью увеличивают скорость перемещения материала и уменьшают время контактирования с дымовыми газами. Иногда винтовые лопасти укрепляют на разгрузочном конце барабана.

 

 

Подъемно-лопастную  систему насадок применяют для  сушки крупно-кусковых материалов, обладающих значительной плотностью, насадки остальных типов применяют  при сушке мелкозернистых материалов, способных к слипанию и пылеобразованию. По длине барабана могут быть укреплены насадки трех различных типов.

 

Влажный материал самотеком или с помощью питателя поступает по наклонной течке  в сушильный барабан. При вращении барабана материал многократно приподнимается насадками на некоторую высоту и падает с них под действием сил тяжести. При таком движении материала обеспечивается максимальное соприкосновение его частиц с потоком дымовых газов. Атмосферный воздух дутьевым вентилятором нагнетается в топку, в которой ок нагревается при сжигании топлива до температуры 700—900 °С и поступает в барабан со стороны подачи влажного материала. Движению материала внутри барабана способствуют его вращение и наклон. Высушенный продукт выгружается в разгрузочную камеру. Сушильный агент движется в барабане под действием разре­жения, создаваемого дымососами.

 

На концах сушильного барабана устанавливают  уплотнительные устройства с целью  предотвращения подсосов воздуха. Вследствие присоса воздуха увеличиваются  потери тепла с отходящими газами, вытяжные вентиляторы работают с перегрузкой, уменьшается подача дымовых газов из топок. Подача воздуха в сушилку вследствие присосов не должна превышать 20—25 % расхода сушильного агента.

 

Преимущество барабанных сушилок  — возможность сушки про­дуктов при высоких температурах нагретых газов (700—800 °С) и значительной крупности  исходного материала до 250 мм.

 

К недостаткам барабанной сушилки  относят: значительную массу сушилки, большие габариты, налипание влажного материала на внутреннюю поверхность и насадки барабана, а также то, что в процессе сушки 15—25 % ее полезного объема занято сушимым материалом.

 

Продолжительность пребывания материала  в барабане зависит от характеристики сушимого продукта, его начальной и конечной влажности и составляет от 15 до 40 мин. Влажность высушенного материала составляет 4—6 %, а в некоторых случаях — 0,5—1,5 %. Барабанные сушилки имеют высокую производительность по испаряемой влаге.

 

Для сушки свинцовых и баритовых концентратов применяют барабанные противоточные сушилки, в которых материал и дымовые газы движутся навстречу друг другу. Установлено, что удельный расход топлива на испарение влаги в таких сушилках на 30— 40 % выше, чем в прямоточных, поэтому противоточные сушилки находят ограниченное применение.

 

Схемы компоновок барабанной сушилки  весьма разнообразны, что объясняется  применением различных поточных устройств и пылеулавливающего  оборудования. На рис. 59 изображена схема  компоновки барабанной сушилки, работающей на твердом топливе. Топливо сжигается в топке 1, в которую оно поступает из бункера 2. В топку дутьевым вентилятором подают атмосферный воздух, обеспечивающий горение воздуха. Часть воздуха поступает в каналы боковых стенок топки с целью снижения температуры дымовых газов. Для разжигания топки предусмотрена растопочная труба 3, по которой дымовые газы выводятся в атмосферу.

 

Влажный материал из бункера 4 питателем 5 подается на наклонную  течку, по которой он поступает в  барабанную сушилку 6. Высушенный материал разгружается из сушилки в разгрузочную камеру 7, снабженную в нижней части специальным устройством для предотвращения утечки из камеры дымовых газов. Дымовые газы продуваются через сушилку, разгрузочную камеру и батарейный циклон 8 вентилятором-дымососом 9 и выбрасываются в дымовую трубу 10 через мокрый пылеулавливатель 11. Разгрузочная камера одновременно является первой ступенькой очистки дымовых газов. Вторая стадия очистки газов осуществляется в батарейном циклоне, уловленная пыль которого смешивается с высу­шенным материалом. Окончательная очистка дымовых газов перед их выбросом в атмосферу осуществляется в мокром пылеуловителе. Шламовая вода мокрого пылеуловителя обычно перекачивается в сгуститель.

 

При сушке  продуктов обогащения в барабанных сушилках основная часть тепла расходуется на испарение влаги и нагревание сушимого продукта, часть тепла теряется с отходящими газами и высушенным материалом, а часть — через поверхность барабана уходит в окружающую среду. Снизить потери тепла можно в результате изменения конструкции барабанной сушилки. С этой целью была разработана трехходовая барабанная сушилка, в которой барабаны расположены концентрически.

 

 

Сушимый материал по загрузочному желобу поступает во внут­ренний барабан, в котором  приемными винтовыми лопастями он быстро перемещается из высокотемпературной зоны. Из внутреннего барабана материал поступает в средний и затем в наружный барабаны. Внутренний барабан и кольцевое пространство между барабанами разделены радиальными перегородками на секторные камеры, в которых материал равномерно распределяется по сечению барабанов.

 

Температура газов на входе в сушилку 600—750 °С, а на выходе 10—20 °С. Удельный расход тепла на сушку в зависимости  от крупности сушимого материала  составляет 7300—3400 кДж/кг испаряемой влаги.

 

Площадь, занимаемая трехходовой сушилкой, на 30 % меньше, чем площадь, занимаемая одноходовой. Потери тепла в трехходовой сушилке  снижаются на 75 % по сравнению с  одноходовой за счет снижения температуры  отходящего газа и уменьшения поверхности контакта барабана с окружающей средой.