Сушка концентратов, ее необходимость, оборудование, расчет барабанной сушилки

Сушка— процесс обезвоживания материала путём испарения влаги.
Сушка — широко распространённый, хотя и вспомогательный процесс, при обогащении твёрдых полезных ископаемых. Сушка — последняя стадия обезвоживания твёрдых материалов.

Влажность высушенных продуктов обогащения должна исключить воз­можность их смерзаемости в зимнее время при перевозке или хранении. Допустимая для транспортировки влажность продуктов руд и их концентра­тов составляет 3-5%, перед обжигом в многоподовых печах или плавкой в отражательных печах — 6-8%. Влажность концентрата перед электроплавкой не должна превышать 2%, а перед плавкой во взвешенном состоянии — 1%. Влажность железных концентратов перед окомкованием составляет 8,5-10%. а бурожелезняковых руд — 13-15%.

Барабанные прямоточные сушилки, работающие при непосредственном контактировании газов с материалом, получили наибольшее распростране­ние. Эти установки используют для сушки медных, цинковых, свинцовых, магнетитовых, угольных и других концентратов. Барабанные сушилки вы­сокопроизводительны, отличаются малым потреблением энергии при высо­ком тепловом коэффициенте, надежны в эксплуатации. Работа барабанной сушилки в значительной мере предопределяется системой пылеулавливания и дымонасосной установкой. Сушилки оборудованы одно- или двухступен­чатой системой пылеулавливания. Одноступенчатая система представлена циклоном или мокрым пылеуловителем, электрофильтром или рукавным фильтром. Двухступенчатая система состоит из циклона и скруббера.

Расчет сушильных барабанов заключается в определении необходимого суммарного объема сушильного пространства и количества сушильных барабанов.

Напряженность сушильного барабана по испаряемой влаге (кг/(м³ * ч)) зависит от его начальной и требуемой конечной влажности, физических свойств материала, крупности, температуры газов на входе и выходе из сушильного барабана, скорости потока газа, качества топлива.

Для определения размера, числа сушилок вначале подсчитывается объем сушильных барабанов (^м3):

= /A.

где Q — производительность по сухому концентрату, т/ч; R_об и R_K — соот­ношение Ж:Т в исходном и конечном продуктах сушки;

R - S/(100 - S).

где S — влажность, %; А — влагонапряженностъ сушилки по испаряемой влаге, кг/(м³ ч) (табл. 5.34, 5.35).

Задавшись стандартными размерами барабана: D (диаметром, м), L (дли­ной, м), определяют его объем V_b (м³):

Необходимое число барабанных сушилок

При тепловом расчете по балансам тепла с учетом расхода воздуха, не­обходимого для сжигания топлива, определяют экспериментально расход газов, выходяших из сушильного барабана. V, (м³/с).

Тогда диаметр барабана D (м) рассчитывают по формуле

где — коэффициент заполнения барабана, =10-25%; — скорость движения газов на выходе из сушилки, обычно = 1,5-2*,’5 м/с.

Длина барабана I (м) определяется по формуле

где W — масса испаряемой влаги, определяется по материальному балансу сушки, за 1 ч, кг,

Обозначения — прежние.

По каталогу принимают стандартную барабанную сушилку, размеры которой наиболее близки к рассчитанным.

Практический расчет труб сушилок осуществляется по фактической про­изводительности, по влажному материалу и по испаренной влаге.

При тепловом расчете определяют экспериментально расход газов V_r (м³/с), выходящих из трубы сушилки. Диаметр D (м) трубы сушилки рас­считывают по формуле

D =

где v_r_ — скорость движения газов на входе в трубу-сушилку, = 30- 40 М/Г

Скорость движения газов на входе в трубу-сушилку может быть рассчи­тана по формуле

Где — коэффициент, учитывающий запас скорости газа ( = 1,25-1,5);

— скорость витания часгии, м/с

где d — средний диаметр частиц, мм; и — средняя плотность соответ­

ственно материала и газов, кг/м³.

Плотность газа зависит от температуры газов и составляет 0,3-0,35 кг/м³ на входе в сушилку и 0,75-0, 85 кг/м³ на выходе из нее.

Длину трубы сушилки принимают 20-25 м.