Секционирование газоматериальных потоков в мельнице

Экспериментальные исследования структуры газоматериальных потоков в помольных агрегатах и влияния на эту структуру геометрии, режимных параметров и условий ведения процесса показывают [3, 41J, что для интенсификации процессов нзмельчепия необходимо совершенствовать гидродипамику потоков измельчаемого материала и газа. Практически это можно осуществить путем секционирования или подачи газоматернальных потоков по заранее заданной программе (3, 17, 21, 42], что обеспечивает ликвидацию отрицательного последствия масштабного эффекта уничтожением застойных зон и выравнивании полей скоростей газоматериальных фаз.

Число секций и программа подачи потоков должны выбираться так, чтобы поперечная неравномерность подавлялась усилением поперечного перемешивания потока материала за счет конструкции брони, лифтеров и разных решеток мельницы и создании за счет соответствующего расположения щелей решеток вращательного движения материала.

Секционирование и программа подачи потоков могут быть обеспечены самыми различными средствами, например простым увеличением числа камер, путем установки колец Данула или проведением процесса в каскаде последовательно соединенных проточных мельниц, специальным вводом составляющих входного потока (внешние воздействия), соответствующей формой классифицирующих бронефутеровок, установкой чередующихся наклонных внутренних полок, межкамерных перегородок (внутренние воздействия) и т. п. 121]. Поэтому следует прежде всего решить вопрос о влиянии числа камер барабанных мельниц на эффективность процесса измельчения. Эта задача решена экспериментальным путем (15] по оценке качества кривых распределения материала по времени пребывания для однодвухи трехкамерных мельниц. Обработка кривых распределения сводилась к вычислению критерия качества распределения R [441: R = М (т_Ср)/т_Ср, где М (т_ср) — момент полуплощади под кривой распределения относительно линии т_ср;

S, — безразмерная площадь полоски на экспериментальной кривой с (т) для интервала Дт; Si = с (т) Дт; т_ср — среднее время пребывания.

Момент М (т_ср) имеет размерность времени, a R — безразмерный параметр. Чем плотнее кривая распределения с (т) прилегает к линии т = т_Ср, тем меньше разница во временах пребывания отдельных частиц и тем меньше момент М (т_ср). В предельном случае кривая с (т) вырождается в вертикальную линию в точке т = т_ср. В этом предельном случае все частицы материала будут находиться в мельнице одинаковое время, т. е. время пребывания всех частиц будет совпадать со средним временем пребывания т_ср, что соответствует поршневому режиму движения потока материала в мельнице (режиму идеального вытеснения).

Расчеты показывают 115], что величина R с увеличением количества камер мельниц уменьшается, что свидетельствует об улучшении распределения частиц материала по времени пребывания с увеличением числа камер.

Классификация мельниц по организации в них гидродинамической структуры потоков [21] позволяет расчетным путем определить условия проведения процессов измельчения в барабанных мельницах, при которых неоднородность распределения частиц по размерам достигает минимального значения. При одинаковом принципе загрузки мелющими телами эта неоднородность существенно зависит от числа К секций мельницы, заметно уменьшаясь с ростом К. Причем для заданного расхода материала и тонкости помола при К — 1, т. е. когда мельница односекцнонная (однокамерная), ширина спектра распределения частиц по размерам продукта для данного типоразмера мельницы максимальна. Увеличение числа секций (камер) при расчетном значении времени пребывания в них приводит к сужению спектра рассматриваемого распределения. Величина неоднородности распределения частиц по размерам продукта измельчения оценивается по /?₀о8 — остатку на контрольном сите с размером ячеек 80 мкм.

Из изложенного выше однозначно следует, что секционирование барабанных мельниц путем установки обычных межкамерных перегородок, колец Данула, проведение процесса в каскаде лоследоваТаблпца Г". 5.

тельно соединенных проточных мельниц, а также использование регулируемых циклов приведет к уменьшению неоднородности распределения частиц по размерам, т. е. к получению узкого гранулометрического состава продукта измельчения, что предопределяет в конечном итоге и пониженный удельный расход электроэнергии [21, 45].

Для экспериментальной проверки изложенного выше были проведены испытания барабанной цементной мельницы 4 X 13,5 м и барабанной сырьевой мельницы 2,6 X 13 м при их работе в двух-, трехи четырех камерном исполнении [46—48]. Число камер для заданной дисперсности цемента, соотношение длин камер и степень заполнения их мелющими телами рассчитывались, а их фактические значения определялись эксплуатационной целесообразностью и конструктивными особенностями мельницы. Условия и результаты испытаний приведены в табл. 5.5, технико-экономические показатели в которой свидетельствуют о повышении эффективности процесса измельчения при секционировании мельниц.