"КРОНОС" Иновативно сушене. Топлинната DEEP обезводняване на въглища и минерали

Идея дехидратация мокри и насипни материали с помощта на сорбенти за повече от 50 години. Инженери и бизнесмени от цял ​​свят през цялото време по свой начин се опитаха да го въведе в производство, но всеки път, когато развитието на технологиите се спряха на етапа на лабораторни експерименти и теоретични описания на инсталации устройства.

Специалистите на "Коралайн инженеринг", които се прилагат интегриран подход за решаване на проблеми, са били в състояние да се намерят начини за осъществяване на идеята за обезводняване на въглища сорбенти на промишлена основа. Те са консолидирани и обработена опитът от предишни изследователи, и избра пътя на развитие на технологиите. Пътят, където са били доставени първото място сорбенти циклично вземете свойства и дава влага с най-голяма ефективност и стабилност, като запазват своята структурна стабилност на максималния възможен брой цикли.

Най-използвани днес технологии механично обезводняване на въглища и 0-3 mm размер клас на минерали се основават на свободни и частично задържат твърдите частици повърхност влага отделени от способността да се движи към повърхността и през филтърна стена материал слой се нанася върху тази филтърна стена, под действието на прилаганите сили. Движението на вода се дължи на създаването на разлика в налягането от двете страни на филтърния преградата. Разликата в налягането може да бъде създаден с помощта на големи инерционни сили, генерирани по време на въртенето на контейнера или ротора на центрофуга с материала, както и с помпи с високо налягане, компресори и вакуумни помпи се използват, например, камерна филтър-преси и вакуумни филтри.

Термично въздействие материал всъщност позволява да се оттече към абсолютно сухо състояние, но експозицията висока интензивност е силно ограничено от изискванията на пожар и експлозия опасности за. Термично сушене изисква финансови разходи за изграждане на индивидуално жилищно, разходите за гориво и сигурността в компания, работеща на задължителни мерки, насочени към защита на труда, индустриална безопасност и предотвратяване на замърсяването. В структурата на разходите за обогатяване на топлинна сушене отнема разходи около половината.

Решението за инсталиране на въглища термично сушене оправдано изграждането на нови или ремонт на съществуващи фабрики само, когато се предполага, сушене на относително големи количества въглища (80-200 т / ч на мокро продукт), въглища се отнася до марката оскъдна и, съответно, на големи капиталови разходи могат да бъдат възстановени. Изберете типа на сушилня днес е доста широк и се определя от технологични и икономически показатели. Например, предложен от "Коралайн Engineering" и признати експерти най-ефективен и безопасен термично сушене технология [2] - изсушаване във вертикална тръба сушилня - в същото натоварване на влага изпарява изисква 2-3 пъти по-малък в енергийните разходи и 2-2, 5 пъти по-малко съдържание на метал в сравнение със сушилня в "вибрации" слой и сушене барабана.

В много случаи, за да се постигне спецификациите на поръчката е достатъчно да изсъхне шлама след центрофуга или филтър от 5-7%. Използването на скъпи технологии термични сушилни за такива малки обеми не е икономически изгодно. А безопасно и икономично решения сушене технология проблеми въглища утайки обезводняване използва сорбенти.

При контакт с влажна сорбент материал поради наличието в структурата, и, съответно, на повърхността на активните сорбент метални катиони (Al, К, Са и други подобни), биполярни водните молекули са привлечени от катиона, проникващ в структуриран порите пространство, фиксиран към попълнете повърхностни пори и голям обем на порите. Тъй като задържането адсорбционната сила на водни молекули на сухи сорбент метални катиони по-високи от молекули източване материал, сорбентът лесно тегли вода от материала и го абсорбира в себе си. Силата на сорбента в сорбция активност е такава, че сорбентът се простира върху относително кратък период от време без материал, фолио и дори част от вътрешната плътно свързан влага.

По този начин, мокър материал в контакт със сорбента се случва е много по-пълно и ефективно обезводняващо в сравнение с механични средства.

ефективност технология се проявява главно в прости технически решения: след контакт с материал, който абсорбира влагата сорбенти и се суши прост скрининг материал се отделя в конвенционалните екрани с диаметър на отвора по-голям от най-големия размер частици от въглища. Сорбенти се изпращат регенерация - екстрахиране на адсорбирания влага -. Което е термично, като се използва вакуум, налягане, комбинирани и т.н., и след това отново се използва за следващата част на влажен материал сушене, която се използва многократно.

Положителният ефект от използването на сорбенти се основава на факта, че изпаряването на същия обем вода при определени условия по време на дехидратация сорбенти изисква по-малко енергия, отколкото на енергия чрез директно излагане на мокър материал трябва да бъде сушен фини фракции, които, причинени от физически и структурни свойства на сорбента.

Историята на идеята за сушене сорбент

Идеята за използване сорбенти да изсушава влажни и вискозни материали предлагат инженери през 1960. Един от известните патенти това време е Severinghausa патент Nelson (Nelson Severinghaus), предложени идеята на света източване сорбенти влажна прахообразен материал в транспортния поток - на конвейера и винт транспортиране (Фигура 1) [3].

От началото на XXI век, идеята получи още един тласък за развитие от американската компания Нано сушене технологии, за да предложи теоретични решения за непрекъснато отвеждане на минерална и въглища шлам nanositami (сорбенти). В основата на решенията, приети от проф Virginia Tech University, г-н Luttrelom (G. Лътрел) и неговите колеги лабораторни изследвания [4].

Очевидни причини за ограничаване на активно развитие на тази технология са: недостатъчно познания за свойствата и теоретичните основи на взаимодействие с въглеродните сорбенти, липсата на подходящи сорбенти на пазара, както и липсата на ефективно и икономически приемлив регенерация начин сорбент.

на руския подход към проблема с използването на сорбенти във въгледобивната промишленост

Руските експерти на фирма "Коралайн инженеринг" също обърна внимание на едно интересно решение на проблема с дълбоко обезводняване на въглища каша. Проведени в лабораторията на научните изследвания [5] се превръща в основа за патент [6], че юридически застрахования чрез използване на резултатите и конкурентите право да започне активното развитие на проекта за внедряване в производството на сушене.

Разработване на специални методи за контакт на сухото вещество и сорбента, както и научноизследователска и развойна дейност на теорията за регенерация на сорбенти, работещи с филм и капково влага, което позволява на "Коралайн инженеринг", за да създадете нова технология с отличителни черти. Нови решения за намаляване на времето на въглища за сушене цикли и регенерация на сорбента позволи да се разработи метод за адсорбция при променливо налягане, което е в основата на имената на сушене технология. Новата технология е наречена - Swing nanosushkoy «Kronos» (Rapid Nano Сушене (RND) CHRONOS).

За обективна оценка на сорбент работоспособност с капчиците влага и филма и влияние на свойствата на изсушения материал в процес технология уникална техника цикличен лабораторен тест е разработен. Професионални и приятелски отношения с ugleobogatitelyami Кузбас Воркута, Якутия и Донбас имат право да извършват множество изследвания върху въглените от различни класове, включително високо летливи вещества. Изсушеният материал се използва като концентрати декантер-центрофуги филтър, колан торта и камерна филтър-преси и др.

Теоретично и експериментално доказване на прилагане на тази технология в промишлен мащаб, за да предложи пълна технологични и технически решения за прилагане на технологията на нетермичните дехидратация въглища сорбенти в условия на ползване и по концентратори са разработени въз основа на данните, получени. В момента стартира производството на пилотен завод "Кронос" (Фигура 2), който се планира да проведе полу-промишлени тестове през лятото на обезводняване на различни степени на въглища с различна влага. Дизайнът позволява непрекъснато циклични изпитвания с различни опции за обновление.

Проблеми на прилагане на сорбенти на въглища

Както бе споменато по-горе, един от най-ограничаващите фактори в развитието на технологиите е липсата на сорбенти, които най-добре отговаря на изискванията при работа с мокри въглища каша. По този начин, един от основните проблеми, свързани с тяхното използване е специфичността на процеса на влага трансфер маса между материала и сорбента.

Значително количество от филм и делителна влага отцежда материали поради вода сорбционните характеристики на реакцията се отразява на износоустойчивостта на гранули сорбент, включително Това може да насърчи моментно разрушаване на гранулите поради някои видове сорбенти бързото протичане на екзотермичната реакция (Фигура 3). Тази функция налага технология дренаж ограничение на максималното съдържание на влага на изходния материал и едновременно показва процес точка в Схема фабрики, където използването на сушене адсорбенти не само възможно, но също така е желателно - например, концентрат на събиране филтриране центрофуги и филтърната утайка камера филтърни преси с подходяща за взаимодействие с абсорбенти влага.

В момента, традиционната обхвата на сорбенти е източване на газове. По-голямата броя на сорбенти от вида на пазара, теоретично подходящ за сушене на насипни товари, предназначени за сорбцията на водни пари или други нежелани замърсители от газовете от различно естество и в статични условия. Газът преминава през сорбент слой свободно, без да се нарушава неговата структура. По време на процеса на сушене на насипни материали в първия пелети трайността място въпрос по време на процеса на смесване, сортиране, транспортиране.

Технологията на сушене мокри абсорбиращи материали, включително мокри въглища концентрати малки класове и въглища шлам, трябва да постигнат следните цели:

- сорбенти намаляват износването, причинено от абразивното действие на въглища и механични предавки монтаж органи;

- осигури работа с голям брой кондензирана влага, която насърчава структурно разрушаване на сорбент гранули;

- намаляване на размера на време и енергия в процеса на сорбция и десорбция на сорбента за отстраняване на материал от голямо количество влага.

От технологичните изисквания на сорбенти, е необходимо да споменем две:

- сорбент способността бързо да абсорбира големи количества кондензирана влага (промяна сорбция);

- способност сорбент за бързо и с ниска консумация на енергия дават влага по време на регенерация (динамика десорбция).

За да отговори на тези предизвикателства и да се постигне най-добрите технически и икономически резултати на инсталацията, поръчано от "Коралайн инженеринг" производител на вътрешния каталитични системи разработила уникален сорбент, превишава своите носят характеристиките на повечето от известните сорбенти и най-пълно отговаря на тези изисквания по отношение на дейността на сорбция, за да въглища класове 0-3 мм и 0-1 mm суспензия с първоначално съдържание на влага до 30%.

Също толкова важен въпрос, засягащ ефективността на отводнителни сорбенти са индивидуалните качества на отводнени материали, по-специално - на въглища. Например, изследванията сега изследвания показват, че наличието на голям обем вода (най-висока повърхностна влажност) с високо пепел изсушения материал насърчава бързо замърсяване сорбент гранули (фиг.4, 5) микрочастици глина, кварц и други минерали, въглища и пепел съставки са в свободно състояние в сухо тегло.

В гранулометричен състав на пепелта на въглища и ефективността разделяне е също засегнатата сорбент смес с въглероден след смесване етапи. Големият брой фини компонент въглища в теглото и високото съдържание на пепел насърчаване спичане въглища фини фракции на неравномерност на процеса на прехвърляне маса влага. Бучки в размер може да достигне и дори надвишава размера сорбент перли (фиг. 6), а като значителна сила. В резултат на това в процеса на скрининг изсушения материал част неизбежно ще заедно с сорбента в устройството за регенериране, тя запушване и намаляване на ефективността на сорбент-нататъшна работа.

Квалификация ефективност изсушаване, трябва задължително да се извършва с вътрешния индикатор влажност въглища. Съотношението на външната и вътрешната влага инат оригиналния въглища пряко да повлияе на процеса на сушене и за постигане на оптимални резултати, изисква разработването на отделните техники на сушене за различни области на въглища.

Стартиране на пилотен завод и последващо тестване на различни технологии за въглища помощ се определят по-точно тези точки в условията на процеса на съществуващи фабрики, където използването на сорбенти сушене е най-ефективният и по-евтин. Според резултатите от тези проучвания, компанията "Коралайн инженеринг" ще бъде в състояние да предложи на своите клиенти безопасни, ефективни, бързовтвърдяващ за сушене на въглища суспензия капацитет до 70 т / ч на мокър продукт, цената на използването на които от гледна точка на тон сух търговски концентрат е сравнима с цената на операция на топлинна сушилни голяма производителност, но на значително по-ниски капиталови разходи.

Предложеният метод на дехидратация на метални и неметални насипно размер материал суспензия частиците безопасно да се отцеди с широка гама от материали, въглища, включително високо летливи вещества (над 30%), специфични въглища бележи B, D, G и F, както и окислен жарава. При прилагането на метода, разработен от специалисти люлка десорбция сорбент сорбент гранули в контакт с влажна въглища смес се нагрява до температура не по-висока от 100 ° С, включително поради екзотермичната реакция, сорбенти на абсорбция на влага, което е недостатъчно за запалване на въглища. По този начин, инсталацията е експлозия и пожар по отношение на всички видове и степени на въглища.

Поради основните предимства на предлагания метод за сушене - липса на топлинни въздействия върху изсушения материал за постигане на желаните стойности продукт влага, простотата на дизайнерските решения и липсата на значителни капиталови разходи - тази технология може да се прилага успешно не само в въглищата и рудата, но и на други отрасли, като в медицината , селското стопанство отпадъци обезводняване на птицеферми [7], и добитък и др.

Списък на използваната литература