5. PODSTAWY AGLOMERACJI NAWARSTWIAJĄCEJ MATERIAŁÓW PYLISTYCH. BUDOWA I PRZYKŁADY ZASTOSOWAŃ GRANULATORÓW TALERZOWYCH I BĘBNOWYCH.

Aglomeracja nawarstwiająca-polega na utworzeniu aglomeratów z równomiernie zwilżonych cząstek lub na nanoszeniu warstw suchych cząstek na wilgotne zarodki - centra granulek. Proces ten zachodzi w wyniku działania kapilarno-adsorbcyjnych sił pomiędzy cząstkami i przez następne zagęszczenie struktury wywołane siłami międzycząsteczkowymi w gęstej warstwie dynamicznej, np granulatorze bębnowym, talerzowym i innych. Produkt po metodzie otaczania ma określony kształt, właściwości i strukturę. Przykłady materiałów scalanych: odpadowy gips, szlamy konwertorowe, szlamy poszlifierskie, surowy tlenek cynku.

Kinetyka powstawania granulek:

W granulatorach o zróżnicowanych rozmiarach i konstrukcji zachodzą w różnych warunkach otaczania procesy powstawania, wzrostu, zagęszczenia granulek.

Mechanizm tworzenia granulek:

1) zmniejszenie surowego materiału z zawrotami i środkiem wiążącym

2) tworzenie granulek z drobnych cząstek i rozdrabnianie większych bryłek

3) otaczanie i zagęszczenie granulek w wyniku ich przemieszczenia na powierzchni urządzenia

4) utrwalanie wiązań w wyniku przejścia fazy ciekłej w stałą (stabilizacja struktury granulki)

Granulatory:

1) rotacyjne (talerzowe, bębnowe, odśrodkowe, łopatkowe)

2) taśmowe

3) wibracyjne

Na prędkość i liczbę zderzeń granul mają wpływ:

1) wymiary konstrukcyjne granulatora (średnica, wysokość obrzeża, długość, kąt nachylenia)

2) parametry pracy granulatora (wsp. wypełnienia, prędkość obrotowa, czas przebywania mat. w granulatorze)

Możemy wyróżnić ruch wodospadowy oraz ruch spiralny granulatora. Granula na powierzchni prostopadłej wykonuje ruch wodospadowy, natomiast na powierzchni równoległej - spiralny.

Granulator talerzowy:

Zalety: nie ma konieczności stosowania sztywnych fundamentów, prosta budowa, dobre ustawienie parametrów (kąt pochylenia, prędkość bębna) spowoduje dokładne wymiaru granulki)

Wady: wydajność ściśle powiązana z wielkością.

1. dysze zraszające

2. talerz

3. motoreduktor

4. korpus

5. rynna zsypowa

6. przekładnia pasowa

7. zgarniaki

8. podajnik

Moc podawana jest z motoreduktora na wał napędzający talerz poprzez przekładnie pasową. Wskutek ruchu obrotowego talerza następuje tworzenie granulek z drobnych cząstek i rozdrabnianie większych bryłek oraz otaczanie i zagęszczanie granulek w wyniku ich przemieszczenia na powierzchni urządzenia. Materiał dostarczany jest przez podajniki, zgarniaki utrzymują stałą wysokość nalewu. Materiał granulowany podczas procesu jest zraszany za pomocą dysz zraszających.

Granulator bębnowy:

Zalety: bardzo duża wydajność do 600 000 kg/h, scalanie różnych materiałów, segregacja gotowego produktu (dotyczy granulatorów typu Dela)

Wady: bardzo duża masa, wymagają mocnych fundamentów, zajmują dużą powierzchnie, potrzeba dużego silnika, produkt końcowy nie posiada jednolitego rozkładu ziaren.

Granulator bębnowy stawiany jest na równo pod względem wydajności z granulatorem talerzowym.

Materiał porusza się wewnątrz granulatora w wyniku działania ruchu obrotowego od jednej powierzchni do drugiej. Ruch w osi prostopadłej jest ruchem przesypowym (podobnym do wodospadowego), a w kierunku wzdłuż osi jest ruch spiralny. Kat pochylenia (3-12 st) w kierunku przemieszczania się materiału. Aby uzyskać produkt finalny o odpowiedniej wielkości stosuje się przyrost wewnętrzny granulatora bębnowego.

4. Podstawy aglomeracji ciśnieniowej materiałów drobnoziarnistych, budowa pras walcowych oraz obszar ich stosowania.

Brykietowanie-aglomeracja ciśnieniowa, w wyniku działania sił następuje zbliżanie się i klinowanie ziarn, powstają wiązania mechaniczne i chemiczne. Powstaje zwarta struktura o określonej wytrzymałości mechanicznej. Innym sposobem jest brykietowanie w prasie stemplowej jednak występuję tam dużo ruchów jałowych poprzez wycofywanie stempla.

Budowa prasy: Dwa walce posiadające tą sama średnice, walce obracają sie w przeciwnych kierunkach. Jeden z walców jest zamocowany na stałe, a drugi może się przesuwać - jest elastycznie podparty. Nad walcami znajduję się podajnik surowca czyli jest to albo zwykły zbiornik lub podajniki wymuszone (ślimakowe).

1-strefa swobodnego opadania materiału (pomiędzy walcami powstaje siłą tarcia wewnętrzna na styku materiał-walca

2-strefa intensywnego podawania materiału

3-strefa zagęszczania i scalania materiału (następuje wypływ powietrza, wypływ cieczy, pozycjonowanie ziaren, część ziarn się rozkrusza a część tworzy gotowy materiał

4-strefa sprężystego rozprężania produktu

α₀ − kat chwytu (pomiedzy poczatkiem strefy 2 a osia symetrii pozioma),   ∖ nokresla nam poczatek strefy zageszczania w prasie walcwoej

Jednostkowe zapotrzebowanie energii:

$Z = \frac{N_{\text{ps}}}{W}\ \left\lbrack \frac{\text{kWh}}{\text{Mg}} \right\rbrack$; $W = 60 \bullet n \bullet \rho_{p} \bullet V_{p} \bullet i\ \left\lbrack \frac{M_{g}}{h} \right\rbrack$; m_p = ρ_p • V_p −  masa produktu

N = N_ps + N_m

N_ps−moc potrzebna na przetworzenie surowca

N_m−moc pobierana przez silnik na biegu jałowym

N - moc pobierana przez silnik w czasie pracy

W-wydajność urządzenia

W wielu przypadkach właściwe wykorzystanie materiałów drobnoziarnistych (odpadów przemysłowych) wymaga ich zagęszczania i nadania trwałej formy kawałkowej. Właściwą do tego metodą jest scalanie w prasach walcowych. Decydują o tym zalety takich urządzeń jak:

-zwartość konstrukcji

-ciągły charakter pracy

-możliwość uzyskania dużej wydajności

-mniejsze zużycie energii

-dłuższa żywotność elementów formujących w porównaniu z prasami stemplowymi

Efektywność procesów scalania materiału realizowanego w tych urządzeniach określają wskaźniki jakościowe otrzymanych brykietów:

-wytrzymałość na ściskanie

-gęstość

-wytrzymałość na zrzut

-inne,

oraz wskaźniki techniczno-ekenomiczne urządzenia:

-zapotrzebowanie mocy na realizacje procesu

-wydajność prasy

-zużycie energii na jednostkę produkcji finalnej

-trwałość elementów formujących

Ocena jakości produktu polega m.in na:

-określeniu wytrzymałości na ściskanie (próba jednoosiowego ściskania)

-wytrzymałość na zrzut (próba udarowa)

-wyznaczenie gęstości.

DORYSOWAĆ SOBIE SCHEMATY PRAS :)