Обзор конструкций центрифуг, применяемых для обезвоживания угольных шламов и продуктов обогащения углей

     Московский  Государственный  Университет

     Инженерной  Экологии. 
 
 
 

     Реферат на тему:

«Обзор  конструкций центрифуг, применяемых для  обезвоживания угольных  шламов и продуктов  обогащения углей». 
 
 
 
 

Преподаватель: Гольберг Г. Ю.

Студент: Мухиева Н. А.

Группа  Н-47 
 
 
 

     Москва, 2011 г.

Содержание

       Введение

1.Принцип  действия центрифуги

2.Классификация

3.Обезвоживание шламов и продуктов обогащения центрифугированием

Список литературы 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение.

  Тысячи  разнообразных центрифуг работают на предприятиях химической, металлургической, пищевой, оборонной и других отраслей промышленности. Центрифуги сегодня  – это сложные агрегаты, состоящие  из многих механизмов, которые нуждаются  в точной наладке и квалифицированном  обслуживании.

  Совершенствование конструкций центрифуг и технологии центрифугирования идёт по следующим направлениям: повышение фактора разделения; увеличение срока службы основных узлов центрифуг; повышение производительности по твёрдому; снижение влажности осадка и уноса твёрдого в фугат. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Принцип действия центрифуги.

        Центрифугирование — разделение неоднородных систем (напр., жидкость — твердые частицы) на фракции по плотности при помощи центробежных сил. Центрифугирование осуществляется в аппаратах, называемых центрифугами. Центрифугирование применяется для отделения осадка от раствора, для отделения загрязненных жидкостей, производится также центрифугирование эмульсий (напр., сепарирование молока). Для исследования высокомолекулярных веществ, биологических систем применяют ультрацентрифуги. Центрифугирование используют в химической, атомной, пищевой, нефтяной промышленностях.

Центрифу́га — устройство, (машина или прибор), служащее для разделения сыпучих тел или жидкостей различного удельного веса и отделения жидкостей от твёрдых тел путем использования центробежной силы. При вращении в центрифуге частицы с наибольшим удельным весом располагаются на периферии, а частицы с меньшим удельным весом — ближе к оси вращения.     Центрифуги применяются в лабораторной практике, в сельском хозяйстве для очистки зерна, выдавливания мёда из сот, выделения жира из молока[1] (см. сепаратор), в промышленности для обогащения руд, в крахмало-паточном производстве, в текстильном производстве, в прачечных для отжима воды из белья и т. п. Газовые центрифуги со скоростью вращения около 60 000 об./мин применяются для разделения изотопов урана, находящихся в газе — гексафториде урана UF6.

     Центрифуга  работает следующим образом. Питание  вводится внутрь шнекового барабана и через отверстия в последнем поступает в полость осадительной (сплошной) секции ротора, где под действием центробежной силы принимает форму жидкостного стакана. Частицы твердой фазы осаждаются на поверхности ротора. Жидкая фаза с наиболее тонкими частицами твёрдой фазы (крупностью менее 40-60 мкм) самотёком удаляется из ротора через сливные окна в камеру кожуха для приёма фугата осадительной секции. Образовавшийся осадок транспортируется витками шнека сначала по осадительной секции ротора, а затем через коническую переходную часть поступает в фильтрующую секцию (перфорированную или снабжённую фильтрующей сеткой). В этой секции обезвоживание осадка осуществляется за счёт уплотнения. Жидкая фаза проходит через отверстия в роторе и удаляется через камеру фугата фильтрующей секции. Обезвоженный осадок через разгрузочные окна поступает в камеру кожуха центрифуги и затем выгружается наружу. Фугат осадительной секции направляется, как правило, на сгущение вместе с тонкими шламами. Фугат фильтрующей секции, содержащий более крупные частицы и имеющий на порядок более высокое содержание твёрдого по сравнению с фугатом осадительной секции, может добавляться к питанию центрифуги, либо направляться на дальнейшую обработку (сгущение, классификацию и т.д.). Последнее представляется более целесообразным, поскольку исключается циркулирующий поток. 

Классификация.

В Советском  Союзе и за рубежом изготовляется  большое количество центрифуг различных  конструкций. Все они могут быть классифицированы по таким характерным  признакам, как технологическое  назначение, способ выгрузки осадка, конструкция опор и расположение оси ротора.                    

В зависимости  от технологического назначения, или  принципа разделения, различают следующие  типы центрифуг:

1) фильтрующие  — для разделения сравнительно  грубодисперсных суспензий с  кристаллической или аморфной  твердой фазой, а также для  отделения влаги от штучных  материалов; применение таких центрифуг  обеспечивает наименьшее содержание  жидкой фазы в осадке и его эффективную промывку;

2) отстойные  и осветляющие — для разделения  плохо фильтрующихся суспензий,  осветления суспензий небольшой  концентрации, а также классификации  суспензий по крупности и плотности  твердых частиц;

3) разделяющие  (сепарирующие) — для разделения  эмульсий;

4) комбинированные,  в которых сочетаются два принципа  разделения — осаждение с последующей  фильтрацией или фильтрация с  последующим осаждением в центробежном  поле.

По основному  конструктивному признаку центрифуги бывают:

1)с горизонтальным валом, имеющим жесткие или упругие опоры; ротор может быть расположен между опорами или на консоли (горизонтальные центрифуги);

2)с вертикальным валом, имеющим жесткие опоры (вертикальные центрифуги);

3)с наклонным валом, имеющим жесткие опоры (наклонные центрифуги);

4)с вертикальным валом, имеющим упругую верхнюю опору и жесткую шарнирную нижнюю опору; ротор закрепляется на верхнем конце вала (вертикальные с подпертым валом и упругой верхней опорой);

5)с вертикальным валом, подвешенным на верхней шарнирной упругой опоре; ротор закрепляется на нижнем конце вала (подвесные центрифуги с верхним приводом);

6)с вертикальным валом, опоры которого помещены в общий жесткий корпус, подвешенный на трех колонках; ротор закреплен на верхнем конце вала (маятниковые центрифуги);

7)с вертикально подвешенным длинным трубчатым ротором (вертикальные трубчатые центрифуги).

По способу  выгрузки осадка центрифуги подразделяются на следующие типы:

1)с ручной выгрузкой через верхний борт; осадок выгружают без применения специальных механизмов после полной остановки ротора;

2)с ручной выгрузкой через днище — без применения специальных механизмов после полной остановки ротора;

3)с ручной выгрузкой и разборкой ротора; осадок выгружается без применения специальных механизмов после полной остановки ротора;

4)с контейнерной, или кассетной, выгрузкой — с помощью специальных съемных контейнеров, мягких или жестких кассет и т. п.;

5)с ножевой выгрузкой; осадок выгружается ножом или скребком специального механизма на ходу при полном или уменьшенном числе оборотов ротора;

6)с гравитационной выгрузкой (саморазгружающиеся); осадок выгружается под действием собственного веса во время остановки ротора;

7)со шнековой выгрузкой — с помощью шнека, вращающегося относительно ротора непрерывно при непрерывной работе машины;

8)с поршневой выгрузкой осадка толкателем, совершающим возвратно-поступательное (пульсирующее) движение вдоль оси ротора при непрерывной работе машины;

9)с центробежной (инерционной) выгрузкой; осадок выгружается под действием центробежных сил непрерывно при непрерывной работе машины;

10)с вибрационной выгрузкой; осадок выгружается непрерывно под действием колебаний вращающегося ротора;

11)с вибрационно-поршневой выгрузкой; осадок выгружается непрерывно под действием колебаний вращающегося ротора и толкания осадка поршнем;

12)с гидравлической выгрузкой; влажный осадок и жидкая фаза выгружаются через сопла или отверстия ротора при рабочей скорости последнего.

В зависимости  от степени герметизации, взрывозащищенности и соблюдения специальных требований (модификации) различают следующие исполнения центрифуг:

1)негерметизированное — без специальных уплотнительных устройств, изолирующих рабочие полости машины от внешней среды, с 2)электрооборудованием обычного исполнения. Применяется для обработки нетоксичных, нелетучих, огне- и взрывобезопасных продуктов во взрывобезопасных производствах;

3)негерметизированное со взрывозащищенным электрооборудованием — без специальных уплотнительных устройств, изолирующих рабочие полости машины от внешней среды, с электрооборудованием во взрывозащищенном исполнении. Применяется для обработки нетоксичных, нелетучих, огне- и взрывобезопасных продуктов во взрывоопасных производствах;

4)герметизированное взрывозащищенное — с изоляцией рабочих полостей машины от внешней среды, электрооборудованием во взрывозащищенном исполнении и поддувом инертного газа под избыточным давлением от 0,01 до 0,1 кгс/см2 в полость кожуха. Применяется в огне- и взрывоопасных производствах;

5)герметизированное — с изоляцией внутренних рабочих полостей кожуха от внешней среды и электрооборудованием во взрывозащищенном исполнении. Применяется для работы под избыточным давлением более 0,1 кгс/см2;

6)с обогревом или охлаждением — со специальными устройствами для подогрева (охлаждения) кожуха или ротора машины и с электрооборудованием в обычном исполнении;

7)с обогревом или охлаждением — со специальными устройствами для подогрева или охлаждения кожуха или ротора машины и с электрооборудованием во взрывозащищенном исполнении;

8)капсулированное — вся машина, за исключением привода, помещена в герметичную оболочку;

9)специальное — для работы в специальных условиях.

Обезвоживание концентратов и промежуточных  продуктов гравитационного  обогащения на фильтрующих  центрифугах                                                   Цель данной операции – разделение исходного материала на осадок с минимальной возможной влажностью и фугат. Фильтрующие центрифуги отечественного производства (типоразмерные ряды ФВИ, ФВШ, ФВВ, ФГВ) предназначены для обезвоживания продуктов с нижним пределом крупности 0,5 мм и верхним пределом крупности 13 (25) мм.

Технологические показатели работы Ф.Ц. отечественного производства