Усовершенствование конструкции пневмоэлектростатического сепаратора и способа подключения высоковольтного источника питания

Размещено на http://www.allbest.ru/

Усовершенствование конструкции пневмоэлектростатического сепаратора и способа подключения высоковольтного источника питания

УДК 621.184.83

Докт.техн.наук А.О. Сулейменов

Ж.Б. Иманбердиев

Аннотации

В этой статье говорится об пневмоэлектростатическом сепараторе и о том какие существуют способы их подключения.

Пневмоэлектрлі статикалы? сепараторларды? ??рылысын жа?сарту ж?не жо?ары кернеу к?здерін ?осу ?дістері.

Техн.?ыл. докт. А.О.Сулейменов

Ж.Б.Иманбердиев

Б?л статьяда пневмоэлектрлі статикалы? сепараторлар жайлы айтыл?ан, оларды? ?осылу с?лбелерін ?арастыр?ан.

Improvement of a design of a pneumoelectrostatic separator аnd a way of connection of the high-voltage power supply

Dokt.tech.sci A.O.Suleymenov

Zh.B.Imanberdiev

In this clause it is spoken about a pneumoelectrostatic separator and about that what there are ways of their connection.

Применение электрической сепарации, относящейся к аппаратам электронно-ионной технологии, позволило реализовать на практике технологию сухой переработки сыпучих материалов, в конечном итоге сократить энергозатраты и расход воды для производственных нужд.

Теоретические анализы процессов на осадительном электроде, показали, что эффективные режимы сепарации следует ожидать при малой толщине слоя сепарируемого материала на электродах.

В пневмоэлектростатических сепараторах это достигается тем, что электрическую сепарацию производят в воздушном потоке, который непрерывно очищает поверхность электрода, унося осевший материал в бункера готовой продукции. Разделение потока пылевоздушной смеси в приэлектродных зонах происходит согласно полярности заряда компонентов сыпучего материала [1].

В пневмоэлектростатических сепараторах это достигается тем, что электрическую сепарацию производят в воздушном потоке, который непрерывно очищает поверхность электрода, унося осевший материал в бункера готовой продукции. Разделение потока пылевоздушной смеси в приэлектродных зонах происходит согласно полярности заряда компонентов сыпучего материала /1/.

В электростатическом поле, между двумя плоскими электродами, отклонение заряженных частиц сопровождается образованием слоя готовой продукции на последних и представляет собой быстро насыщающийся процесс. По мере нарастания толщины слоя на электродах напряженность поля в сепарационной камере понижается (рисунок 1). Для продолжения процесса требуется восстановление электрической напряженности рабочей среды, которое может быть осуществлено увеличением интенсивности удаления материала с электродов. При этом простое увеличение скорости прохождения потока через сепарационную камеру не рассматривается, поскольку оно приводит к преобладанию сил инерции над кулоновскими. При поэтапном выводе готовой продукции возникает необходимость удержания перезарядившихся от электродов частиц в слое, не допуская их смешивания с другими слоями струи.

В пневмоэлектростатических сепараторах это достигается приданием к частицам необходимой скорости, благодаря которой возникает усилие, прижимающее частицу к поверхности сужающихся к низу плоских электродов, предотвращая тем самым отскок частиц к электроду с противоположной полярностью. В отличие от сепараторов свободного падения, в пневмоэлектростатических сепараторах разделения частиц производится при одновременном движении пылевоздушной массы через сепарационную камеру. Оптимальная скорость транспортировки диспергированного потока в каждом конкретном случае зависит от гранулометрического состава твердых включений их поверхностного заряда. На практике установлено, что по мере понижения скорости транспортировки через электростатическое поле качество сепарации повышается.

Рисунок 1

Распределение потенциала в межэлектродном пространстве при различной толщине осевшего материала ( h=1,8 мм ; h=2,2 мм ; h=2,6 мм).

На рисунке 2 показано устройство пневмоэлектростатического сепаратора, на котором реализуется предлагаемый способ. Пневмоэлектростатический сепаратор состоит из загрузочного бункера 1, вентилятора 2, трубопровода 3 и сепарационной камеры 4. Сепарационную камеру создают между двумя сходящимися электродами 5, образующих конфузор удлиненной формы.

В сепарационных камерах такой конструкции удержание приэлектродного продукта от хаотичного перемешивания достигается увеличением усилия, прижимающего заряженный слой материала к плоскости электрода, вследствие ускорения транспортировки частиц. Повышение напряженности электростатического поля позволяет активизировать процесс сепарации в нижней части струи при наличии двойного электрического слоя.

На широком конце конфузора располагают направляющие 6. На внутренней поверхности основных электродов 5 прикрепляют плоские отсекающие электроды 7.

Их устанавливают симметрично к вертикальной оси сепарационной камеры, т.о. образуют I, II, III и другие сепарационные зоны (отсеки), со ступенчатым уменьшением рабочего пространства в направлении сужения канала (рисунок 2).

Концентрат Хвосты

Рисунок 2. Способ подключения высоковольтного источника питания к пневмоэлектростатическому сепаратору с отсекающими электродами.

Электроды 7 прикрепляют, преимущественно параллельно, к основному электроду 5 с помощью проходных изоляторов 8, с воздушным зазором между основным и отсекающими электродами. Причем, величину этого зазора увеличивают в направлении сужения конфузора. Вследствие этого между основным 5 и отсекающими 7 электродами образуется пространство, которое имеет ступенчатое расширение в сторону уменьшения поперечного сечения конфузора. Отсекающие электроды располагают с возможностью отделения взвешенной смеси сепарируемого материала от более плотного слоя заряженных частиц, сконцентрированных на поверхности электродов. Взаимное расположение основного и отсекающих электродов показано на рисунке 2. Конфигурацию отсекающих электродов и их крепежных элементов задают с учетом аэродинамики потока внутри сепарационной камеры и равномерности распределения электростатического поля. Возможны варианты установки отсекающих электродов под оптимальным углом к потоку сепарируемого материала. Угол наклона и положение отсекающих электродов относительно основного и соседних электродов задают с помощью проходных изоляторов 8. Последние служат также для электрической изоляции электродов друг от друга. К электродам 5 подключают высоковольтный источник 9, а подключение отсекающих электродов 7 к источнику производят через проходной изолятор 8 и делитель напряжения 10. электрический сепарация ионный высоковольтный

Пневмоэлектростатический сепаратор работает в следующем порядке.

Исходное сырье, представляющий собой сыпучий материал крупностью менее 0,16 мм, из бункера 1 транспортируют воздушным потоком, создаваемым вентилятором 2, по трубопроводу 3 в сепарационную камеру 4, которая образована между двумя сходящимися электродами 5. Воздушные потоки в сепарационной камере корректируют с помощью направляющих 6. К основным и отсекающим электродам 7 высокое напряжение подают через опорные изоляторы 8 от источника высокого напряжения постоянного тока 9. Между противоположными электродными системами сепаратора создают электростатическое поле с напряженностью (2-6)10⁵ Вм^-1. Транспортировкой исходного сырья через трубопровод 3 сообщают избыточный трибоэлектрический заряд к минеральным частицам, которых затем в электростатическом поле сепарационной камеры 4 разделяют по полярности приобретенного заряда. Сконцентрированные на электроде 5 в зоне I частицы транспортируют по плоскости электрода воздушным потоком. При входе в зону II этот слой частиц направляют в приемники готовой продукции 12 через воздушный канал, образованный между основным 5 и отсекающим 7 электродами. В зоне II концентрация частиц проходит на плоскости отсекающего электрода, которого на выходе из этой зоны отводят потоком через щели на стыке соседних отсекающих электродов в подэлектродное пространство, а далее в приемное устройство 12. На других отсеках рабочей камеры процесс разделения происходит аналогично.

На выходе из камеры оставшийся веер сепарируемого материала разделяют шибером 11 на два продукта. При наличии сросшихся минералов по способу предусматривают получение промпродукта. Готовые продукты улавливают в специальных устройствах 12. Часть отработанного воздуха после дополнительной очистки используют для транспортировки сепарируемого материала по трубопроводу 3. А другую часть возвращают в сепарационную камеру 5.

По мере движения потока в камере конфузорной формы, периодическое отсекание слоя на электродах от воздушной смеси сепарируемого материала позволило активизировать воздействие электростатического поля на траекторию заряженных частиц. А также снимает ограничение по времени пребывания сепарируемого материала в электростатическом поле. Это позволяет создать сепарационную камеру необходимой длины, достаточной для полного разделения, находящегося в ней сепарируемого материала.

Рассматриваемый способ и устройства для его реализации позволяет завершить процесс разделения заряженной смеси с раскрытыми зернами (без сростков) с минимальным количеством операции. Формирование траектории частиц происходит по значениям и полярности трибозарядов, распределение которых определяется по первоначальному минеральному составу сырья. Ранее применяемые схемы с перечистками при повторной трибозарядке промпродукта влекут за собой перераспределение поверхностных зарядов, что приводит к новым качественным изменениям процесса.

Таким образом, пневмоэлектростатический сепаратор с разделяющимися потоками в приэлектродной зоне (с помощью отсекающих электродов) выгодно отличается тем, что:

производится многократный съем готовой продукции с рабочих поверхностей электродов, не допускается их чрезмерное скопление;

процесс электростатического разделения доводится до логического конца в одной сепарационной камере, отпадает необходимость многократных перечистных операций промпродуктов, с повторной трибоэлектризацией;

производится селективное регулирование напряженности электростатического поля рабочих промежутках сепарационной камеры на различных уровнях;

процессы осаждения на электродах и удаления готовой продукции в разных отсеках происходят параллельно, не препятствуют друг к другу;

в пневмоэлектростатическом сепараторе реализуется замкнутый цикл оборотного воздуха.

Литература

1. А.С. SU № 1304889 Способ электрического обогащения фосфатных руд. Опуб. бюл. №15, 1987

Размещено на Allbest.ru