SI8512066A8 - Priprava s fluidizirano posteljo za kontinuirno ločevanje trdnih sestavin - Google Patents

Description

Izum spada na področje priprav s fluidizirno posteljo za kontinuirno ločevanje trdnih sestavin, od katerih je ena prah, ki ga je mogoče fluidizirati, druga pa je taka, da je v pogojih fluidizacije prve ni mogoče fluidizirati.

Predmeti te vrste so v mednarodni razvrstitvi patentov uvrščeni v razred B 65G 53/38 oz. 53/60.

Tehnični problem

Delovanje transportnih priprav s fluidizirno posteljo za transport prašnatih materialov, kot je glinica, ni problematično, ko gre za homogeno, enotno snov, ki jo je mogoče fluidizirati. Ko pa gre za zmesi, se pojavijo motnje, ki lahko pripeljejo do mašenja. Materiali, ki se izločijo in sedejo na steno, formirajo prevladujoče tokovne poti. To se pogosto dogaja pri transportu glinice v konvejerjih s fluidizirno posteljo.

Problem je še posebej izrazit, če v napajalni sistem elektrolitskih kadi za proizvodnjo aluminija vračamo glinico, ki je bila glede na svoje adsorpcijske lastnosti uporabljena za vpijanje fluoriranih izpuhtevanj, izhajajočih iz kadi med obratovanjem. Glinica, obremenjena s proizvodi, ki jih je adsorbirala, teži k oblikovanju aglomeratov (ocvirkov, lusk), ki motijo delovanje naprave za fluidizirano napajanje.

Pred izumitelje se torej postavlja tehnični problem, s kakšnimi konstrukcijskimi ukrepi ločiti trdne pomešane komponente s fluidizirne postelje, od katerih je ena prah, ki ga je mogoče fluidizirati, druga pa prah, katerega pod pogoji fluidiziranja prve komponente ni mogoče fluidizirati.

Stanje tehnike

Pod oznako materiali, ki jih je mogoče fluidizirati, se razumejo bodisi materiali, v obliki prahu ali materiali v obliki zrn s tolikšno kohezijo, da prehod pihanega zraka povzroči pri majhni hitrosti dekohezijo zrn in zmanjšanje sil notranjega trenja. Taki materiali so npr. glinica za elektrolizo v talini, cementi, mavci, živo ali gašeno apno, leteči pepeli, kalcijev fluorid, polnila za gumo, škrobove moke, katalizatorji, premogov prah, natrijev fosfat, fosfati, pirofosfati, umetne snovi v prahu, živilski proizvodi, kot mleko v prahu, moke itd.

Znane so številne tehnologije transporta s pomočjo naprav s fluidizirno posteljo za prašnate snovi med skladiščem in najmanj eno odjemno postajo, ki je od skladišča oddaljena.

Poseben problem se tiče napajanja elektrolitskih celic za elektrolizo v talini za proizvodnjo aluminija. Mišljen je transport prašnatega materiala (glinice) na velike razdalje, začenši v silosu velike kapacitete, ki je oddaljen več 100 m od porabniških mest. Ta problem je bil rešen s prevoznimi transportnimi posodami ali z visokotlačnim pnevmatskim transportom ali pa mehansko. V literaturi so tudi že opisane namenske transportne priprave za glinico. Ena teh priprav, namenjena za napajanje elektrolitskih celic v več točkah, je opisana v US 4 016 053· Priprava obsega primarni konvejer s fluidizirno posteljo, opremljen s sredstvi za dovajanje in odvajanje plina, ki je potreben za stalno fluidiziranje glinice in za zapolnjevanje primarnega konvejerja s fluidiziranim materialom, kakor tudi več sekundarnih konvejerjev s fluidizirno posteljo, ki so opremljeni z istimi sredstvi za napajanje in za odvod plina za fluidiziranje, pri čemer ti konvejerji sprejmejo in transportirajo prašnate materiale, ki prihajajo iz prvega konvejerja, in jih vzdržujejo v fluidiziranem stanju, kot v prvem konvejerju, slednjič pa znana priprava obsega še nekontinuirno delujoče napajalne priprave za prašnati material za vsako elektrolitsko kad posebej.

Opis rešitve tehničnega problema

Priprava po izumu obstoji iz ohišja s fluidizirno posteljo, ki je podprto z elastičnimi sredstvi in obsega sredstva za fluidizacijo, obstoječa iz spodnjega kesona za kroženje plina, zgornjega kesona za kroženje fluidiziranih prašnatih materialov, pri čemer sta kesona ločena s porozno fluidizirno steno, iz najmanj ene napajalne cevi za plin, priključene na spodnji keson, in najmanj ene odvajalne cevi za fluidizacijski plin, ki je nameščena na zgornjem kesonu. Bistveno pri izumu je to, da je zgornji keson, ki je namenjen za kroženje prašnatih materialov, opremljen z dovajalnimi sredstvi, ki omogočajo reguliran dovod količine mešanice dveh trdnih sestavin, predvidenih za medsebojno ločitev; s prelivom na eni od vertikalnih ploskev ohišja za odvod fluidizirane komponente; s periodičnim vibracijskim sredstvom, ki v porozno fluidizacijsko steno vnaša vibracijo, katere glavna komponenta je usmerjena proč od vertikalne ploskve, opremljene s prelivom, tako da vibracije usmerjajo odtegovano komponento v protitok glede na prvo; in sredstvom za odvajanje druge komponente .

Sredstva za uvajanje regulirane količine mešanice dveh trdnih sestavin, predvidenih za ločitev, so lahko nameščena na poljubni točki stropa priprave, prednostno na nasprotni strani glede na odvajanje fluidizirane sestavine. Preliv je opremljen z gibkim priključnim sredstvom za povezavo z nadaljnjim fiksnim krogotokom transporta. Povezava naprave s fiksnim transportnim krogotokom je izvedena npr. iz valovite gumijaste tulke.

Da bi odstranili drugo trdno komponento kakor tudi zagotovili njeno homogeno porazdelitev po porozni steni, da ne bi motili pogojev fluidiziranja, je porozni fluidizacijski steni dodeljeno periodično vibriranje. Vibracije morajo biti usmerjene v smeri odstranjevanja druge komponente, t.j. v smeri, ki je nasprotna smeri odtekanja fluidizirane komponente. Vibracije morajo imeti tudi vertikalno komponento, usmerjeno navzgor, tako da je rezultanta nagnjena proti ravnini porozne fluidizacijske stene.

Vibracijska os poteka prednostno skozi težišče priprave in je proti vertikali nagnjena ₍za kot <X.

Nefluidizirana komponenta pod učinkom periodičnih in usmerjenih vibracij napreduje na porozni steni, ki je vodoravna ali v bistvu vodoravna v smeri nasprotno pomikanju fluidizirane komponente. Z vodoravnostjo porozne stene se ohranja homogena porazdelitev druge komponente na porozni steni. Glede vodoravnosti je dovoljeno odstopanje največ do 3°. Čeprav je druga komponenta manj pomembna, se ne more dalj časa kopičiti v napravi. Zato jo občasno odstranjujemo, ne da bi s tem prekomerno motili fluidizacijo prve komponente. Med drugim lahko predvidimo prostor za skladiščenje komponente ob izstopu iz naprave. Izveden je npr. kot cilindrična ali poliedrska posoda in opremljen s sredstvi za fluidiziranje, pri Čemer je porozna fluidizacijska stena horizontalna ali v bistvu horizontalna.

Prostor za skladiščenje odvedene (druge) komponente je ravno tako opremljen s sredstvom za periodično odstranjevanje snovi za potrebe praznjenja prostora. Tako sredstvo je npr. predel prostora med zapornicama.

Izum bomo v nadaljnjem podrobneje obrazložili na osnovi izvedbenega primera, predstavljenega v priloženem listu s skico, v katerem sl. 1 kaže pripravo po izumu v vertikalnem prerezu.

Priprava s fluidizirno posteljo za ločitev dveh pomešanih trdnih komponent obsega spodnji keson 1 za cirkulacijo fluidizacijskega plina in zgornji keson 2 za cirkulacijo fluidiziranega prahu, porozno fluidizacijsko steno 3, cevni priključek 4 za dovod fluidizacijskega plina v spodnji keson 1 in cevni priključek 5 za odvod fluidizacijskega plina iz zgornjega kesona 2.

Nad zgornjim kesonom 2 je razporejen neprikazan silos za enakomerno dovajanje zmesi skozi eevni priključek 6, s katerim je povezana gibka kompenzacijska tulka 8.

Na koncu kesona 1, oddaljenem od priključka 6, je nameščen preliv 7 za odvod fluidiziranega materiala iz priprave. Tudi na preliv 7 je priključena gibka tulka 8a za povezavo z neprikazanim stacionarnim transportnim krogotokom. Usmerjene vibracije porozne fluidizacijske stene 3(puščice 9) premikajo nefluidizirani material v nasprotni smeri od premikanja fluidiziranega materiala, ki je prikazano s puščico

10. Prvoomenjeno smer ponazarja puščica 11.

V območju vstopa zmesi je nameščena ločilna stena 12, ki ima ob svojem vznožju na nivoju porozne stene 3 režasto odprtino 13, katere dolžina je v bistvu enaka širini porozne stene 3 in katere višina je prirejena velikosti največjih zrn nefluidizirane snovi. Odprtina 13 je opremljena z nastavljalnim zapiralnim sredstvom, v danem primeru s klinasto zaporo 13A, ki lahko zapre odprtino 13Ko je zapora 13A v položaju odprto, se nefluidizirani, a neizogibno z določeno količino fluidiziranega materiala pomešani material zbira v prostoru 14. Ločilna stena 12 ima za potrebe odplinjevanja na svojem zgornjem koncu odprtino

18, preko katere je vzpostavljena komunikacijska zveza z zgornjim kesonom 2.

Prostor 14 je preko gibkega cevnega spoja 8b podaljšan navzdol v kanalski odsek 15 med zasunoma 16, 17.

Ko odpremo zasun 16, omogočimo odtok materiala v odsek 15. Ko zasun 16 zapremo in odpremo zasun 17, odvedemo material iz odseka 15, ne da bi bilo delovanje priprave moteno.

Če je prostor 14 ob svojem vznožju opremljen s sredstvi za fluidlziranje (ni prikazano), pride pomen odprtine 18 še posebno do izraza.

Predmetna priprava je podprta z elastičnimi sredstvi

19, ki dopuščajo izvedbo vibracij.

Navedba najboljšega načina za gospodarsko izkoriščanje izuma

Za realizacijo izuma na splošno upoštevamo naslednje napotke:

Za generiranje periodičnih vibracij se lahko poslužimo vseh znanih sredstev, npr. mehanskih, elektromagnetnih, pnevmatskih ali hidravličnih, upravljanih npr. tako, da je mogoče vključevanje vibracijskega izvora v enakomernih presledkih in za določeno trajanje .Tako jse za vibracije s fre_ i kvenco med 750 in 1500 min ter z amplitudo med 2 in 5 mm lahko uporabijo standardna vibracijska sita, pri čemer je izvor vibracij vključen po 1 do 3 min dvakrat do štirikrat na uro.

Kot nagnjenosti vibracijske osi proti vertikali znaša v ožjem smislu 20 do 60°, prednostno pa okoli 45°.

Za potrebe testiranja smo naredili napravo, za katero velja naslednje poročilo:

V industrijski napravi za dovod glinice za elektrolitske kadi za proizvodnjo aluminija po Hall-Heroultovem postopku, ki obsega transport iz skladišča v najmanj eno odjemno mesto, smo s pripravo po izumu ločili na fluidizirni postelji nahajajočo se zmes dveh trdnih komponent, od katerih je bila ena glinica, druga pa material, ki ga v pogojih fluidiziranja glinice ni mogoče fluidizirati in se pojavlja kot aglomerat glinice.

Pripravo po izumu smo namestili nad konvejer za glinico, tako da je fluidizirana glinica dotekala v elektrolizne celice, nefluidizirano trdno komponento pa smo odvedli, predno bi utegnila motiti delovanje konvejerja s fluidizirano glinico .

- 3 Priprava je bila dolžine 3 m in širine 60 cm. Spodnj keson (1) je imel višino 10 cm, zgornji keson. (2) pa 45 cm.

Porozna fluidizirna stena je imela površino 1,4 m². Tlak fluidizacijskega plina v kesonu je znašal 5880 Pa (600 mm vodnega stebra), medtem ko je znašal skupen pretok plina 2 Nm³/min. Pripravo smo enakomerno napajali z mešanico glini ce in aglomeratov v količini 6 t/h.

Usmerjene vibracije smo izvajali z vibratorjem z neuravnoteženimi masami (. (Xj = 45°). Frekvenca: 1500 min”\ amplituda: 4 mm.

Vibrirali smo po 2 min dvakrat v eni uri.

Naprava je delovala kontinuirno 6 mesecev. Skoznjo je šlo 26.000 t glinice, od katere smo skozi odprtino 13 odvedli 5100 kg trdne komponente, kar je v povprečju okoli 0,2 kg/t glinice.

Claims (5)

1. Priprava s fluidizirno posteljo za kontinuirno ločevanje trdnih sestavin, od katerih je ena prah, ki ga je mogoče fluidizirati, druga pa snov, ki je pod pogoji fluidiziranja prve sestavine ni mogoče fluidizirati, označena s tem, da zgornji keson (2) obsega priključek (6) za enakomeren dovod zmesi, na nasprotnem koncu preliv (7) za odvod fluidizirane komponente, odprtino (13) na nivoju porozne fluidizacijske stene (3) v ločilni steni (12) za odvod nefluidizirane komponente, pri čemer je ločilna stena (12) nameščena proti koncu zgornjega kesona (2) oddaljeno od preliva (7), in sredstvo za ustvarjanje poševnih, periodičnih vibracij.

2. Priprava po zahtevku 1, označena s tem, da navzgor usmerjena rezultanta vibracij oklepa z normalo ma porozno steno (3) kot Ct = 20 do 60°, prednostno 45°.

3. Priprava po zahtevku 1, označena s tem, da porozna fluidizacijska stena (3) z vodoravnico oklepa kot 0 do 3°, prednostno je vodoravna.

4. Priprava po kateremkoli zahtevku 1 do 3, označena s tem, da je v območju pod odvodno odprtino (13) razporejen zbiralni prostor (14), ki je navzdol podaljšan v cevni odsek (15), ki je navzgor in navzdol omejen z zasunoma (16, 17).

5. Priprava po kateremkoli zahtevku 1 do 4, označena s tem, da je prostor (14) opremljen s fluidizacijskimi sredstvi in da je v steni (12) ob stropu razporejena odplinjevalna odprtina (18).

-11 6. Priprava po kateremkoli zahtevku 1 do 5, označena s tem, da je režasti odprtini (13) prirejena klinasta zapora (13A).

Za

ALUMINIUM PECHINEY:

19447-V-89-MN

12POVZETEK

Izum se nanaša na pripravo s fluidizirno posteljo za kontinuirno ločevanje trdnih komponent iz zmesi le-teh, kot npr. prahu glinice, ki se ga da fluidizirati, od aglomeratov, ki se jih pod pogoji fluidiziranja glinice ne da fluidizirati. Zgornji keson 2 podolgovatega ležečega ohišja je od spodnjega kesona 1 ločen s porozno fluidizacijsko steno 3- V stropu kesona 2 je na enem koncu priključen cevni priključek 6 za dovod zmesi, na drugem pa cevni priključek 6 za odvod fluidizacijskega plina. Na čelni ploskvi na strani priključka 5 je predviden preliv 7 za fluidizirani prah, na nasprotnem koncu kesona 2 pa je razporejena poševna ločilna stena 12, ki proti steni 3 tvori špranjasto odprtino 13 za odvod nefluidizirane komponente in proti stropu odplinjevalno odprtino 18. Odprtina 13 je pripirljiva s klinasto zaporo 13A, pod katero se nahaja zbirni prostor 14, ki je navzdol podaljšan v kanalski odsek 15, ki je obojestransko zapirljiv z zasunoma 16,