Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ. Промышленность нерудных строительных материалов - одна из крупнейших горнодобывающих и перерабатывающих в. народном хозяйстве. В 1993 году в стране произведено 1,2 млрд. куб. м нерудных строительных материалов, в том числе щебня и гравия более 550 млн. куб. м. Объем производства нерудных материалов в связи с ростом строительства увеличился в 1990 году по сравнению с 1985 годом на 206 млн. куб. м.
В настоящее время при производстве и складировании щебня, керамзита , перлита и др. технические процессы на дробильно - сортировочных заводах сопровождаются, как правило,пылевыделением, причем в пыли содержатся тонкодисперсные частицы, загрязняющие воздух в цехах и окружающую атмосферу. Интенсификация производственных процессов приводит к увеличению выноса пыли. При этом содержащийся, например, в гранитной пыли S10 ( в количестве 30-55Z ) приводит к заболеванию силикозом людей, находящихся постоянно в запыленной зоне , а другие вредные примеси, содержащиеся в воздухе при прочих производствах,являются причиной различных профессиональных заболеваний. Кроме того , запыленность воздуха способствует преждевременному износу технологического оборудования и конструкций зданий. Наличие вредных примесей в щебне также отрицательно влияет на его марку, снижает его технологические показатели при использовании в народном хозяйстве.
В настоящее время для обеспыливания щебня , а также для разделения отсевов дробления на фракции широко применяются методы,основанные на гидравлическом воздействии на горную массу, хотя они имеют ряд существенных недостатков.Так, процесс гидроклассификации требует большого количества воды ( в среднем 6-7 КУ6- м готового продукта ), а Также отвода значительных площадей под карты намыва. Кроме того, он приводит к загрязнению и аамутнению водоемов. При этом повышается стоимость процесса за счет необходимости обезвоживания и последующей сушки готового продукта.
Применение гидроклассификации невозможно в районах с ограниченными водными ресурсами. Этот процесс является весьма энергоемким, -что не отвечает требованиям энергосберегающей технологии.
Указанных недостатков лишены методы сухой классификации , применение которых повышает эффективность разделения материалов, улучшает условия труда, способствует широкому внедрению малоотход-
ных и энергосберегающих технологий.
Поэтому разработка конструктивной схемы и установление рациональных параметров пересыпного полочного сепаратора для обеспыливания гранитного щебня является актуальной научной задачей в настоящее время. В данном случае перспективными являются пневматические противоточные установки (ІДО) - классификаторы, используемые для сухого фракционирования смесей, и которые после соответствующих усовершенствований могут быть применены для указанных выше целей.
Предлагаемые пересыпные полочные классификаторы (сепараторы) являются новым видом оборудования, ранее не использовавшимся для обеспыливания готовой продукции.
В настоящее время отсутствуют теоретические и экспериментальные исследования процесса разделения загружаемого материала с отбором пылевидных частиц, необходимые для создания промышленных образцов, а также инженерные методы расчета оптимальных параметров установок, что сдерживает внедрение указанных классификаторов в производство. В связи с этим научная задача выбора параметров пересыпного полочного сепаратора для обеспыливания гранитного щебня является актуальной.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Установление рациональных технологических и конструктивных параметров пересыпного полочного сепаратора, а также установление взаимосвязи между этими параметрами, при которых обеспечивается повышение производительности, улучшение экологических показателей при выполнении процесса обеспыливания и повышение качества конечного продукта.
ИДЕЯ РАБОТЫ. Создание теоретических основ расчета рациональных параметров полочного сепаратора, обеспечивающих повышение эффективности пылеудаления, улучшение качества конечного продукта, повышение производительности и улучшение экологической обстановки, достигаемых за счет наличия периодического режима движения материала внутри сепаратора,и создание энергии удара частиц материала о полки, необходимой и достаточной для отделения пылевидных фракций от щебня заданного гранулометрического состава.
Разработана математическая модель процесса пылеотделения в пересыпном полочном сепараторе, отличающаяся тем, что она учитывает наличие. периодического режима движения материала внутри сепаратора, и, в определенных границах, ударное взаимодействие частиц ма-
териала с полками сепаратора.
Установлено, что постоянство величины скорости движения материала по сепаратору является основным критерием существования периодического режима движения, при котором обеспечивается максимальная производительность при требуемой эффективности пылеотделе-. ния.
Установлено, что с увеличением угла наклона полок и расстояния между ними ударный импульс возрастает линейно в зоне существования периодического режима движения материала по сепаратору.
Установлено, что эффективность пылеотделения возрастает с увеличением величины ударного импульса по параболической зависимости, причем для каждого вида материала существует минимальное значение величины ударного импульса, при котором процесс происходит с требуемой эффективностью-.
ОБОСНОВАННОСТЬ И ДОСТОВЕРНОСТЬ НАУЧНЫХ ПОЛОЖЕНИЙ, ВЫВОДОВ И РЕКОМЕНДАЦИЙ. Научные положения, выводы и рекомендации обоснованы корректным использованием теории движения частицы по наклонным плоскостям, при соударении частицы о препятствие с одновременным воздействием на нее воздушного потока, установившие границы существования периодического режима движения материала по пересыпному полочному сепаратору, и подтверждены экспериментальными данными, полученными в ходе стендовых испытаний.
Сопоставление расчетных значений, полученных из аналитических зависимостей, с экспериментальными данными показало, что расхождение между ними укладывается в доверительный интервал с вероятностью 0,95, а сходимость результатов теоретических и экспериментальных исследований удовлетворяет требованиям, предъявляемым к точности инженерных расчетов ( погрешность отклонения 10 %).
ЗНАЧЕНИЕ РАБОТЫ. Научное значение работы заключается в установлении зависимости между технологическими и конструктивными параметрами пересыпного полочного сепаратора для обеспыливания гранитного щебня, что является развитием теории пневмоклассификации мелкодисперсных материалов.
Практическое значение работы состоит в разработке конструктивной схемы пересыпного полочного сепаратора и методики расчета его основных параметров, обеспечивающих повышение производительности сепаратора, а также улучшения качества готового продукта и экологических параметров процесса..
РЕАЛИЗАЦИЯ ВЫВОДОВ И РЕКОМЕНДАЦИЙ РАБОТЫ. Конструктивная схема
-н-
и методика расчета основных параметров сепаратора принята к использованию на ПО "Павдовскгранит" при разработке опытно-промышленного образца сепаратора для обеспыливания гранитного щебня фракции 5-10 мм.
' Расчетный годовой экономический эффект от использования конструктивной схемы и методики расчета составляет 491 млн. 500 тысяч рублей в год.
ПУБЛИКАЦИИ. По теме диссертационной работы опубликовано 6 научных работ.
ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав,заключения, изложенных на / страницах машинописного текста,содержит SO рисунков, // таблиц, список литературы из W наименований и 3 приложения.