Отчёт об испытаниях ГУУМП

Как сообщалось ранее, проведены испытания гидроударной установки мокрого помола (ГУУМП) для приготовления водоугольного топлива. Для экспериментов использовался бурый уголь марки Б2 Канско-Ачинского бассейна (месторождение Назаровское, зольность A^d=8 %, влажность W=9%).

Условия проведения экспериментов

Помольным агрегатом ГУУМП является дезинтегратор мокрого помола (ДМП, Патент на полезную модель № 72155). Для использования ДМП для приготовления ВУТ в составе ГУУМП произведена модернизация узла пропорциональной подачи угля и воды в помольную камеру агрегата. ГУУМП также оснащен приёмным бункером угля, дозаторами угля и воды непрерывного действия, растворонасосом выдачи продукта помола и устройством вентиляции приемного бункера. В качестве мелющих элементов использованы корзины с билами циллиндрической формы (см.фото ниже). Обороты двигателей ГУУМП составили 4500 об/мин.

Для проведения экспериментов предварительно дроблёный уголь был помещён в приёмный бункер. Подача угля в помольный механизм осуществлялась через дозатор угля. По мере использования угля он добавлялся в приёмный бункер. Подача воды осуществлялась насосом. Обороты насоса регулировались со шкафа управления.

Обороты насоса воды и дозатора угля были отрегулированы таким образом, что уголь и вода подавались в соотношении 60%/40%, 65%/35% и 70%/30%. Данные параметры соответствовали влажности ВУТ 56%, 61% и 67% соответственно (для данной влажности угля, подтверждено экспериментально).

Грансостав частиц угля, входящих в состав ВУТ, измерялся в лазерном спектральном анализаторе Fritsch.

Результаты испытаний

Испытания ГУУМП показали его следующие характеристики:

• Производительность: до 4,6 куб.м/ч (расширяемо до 8 куб.м/ч), т.е. около 5,5 т/ч
• Грансостав ВУТ (90% частиц): регулируется от 15 мкм и выше
• Влажность ВУТ: регулируется от 30% и выше
• Потребляемая мощность (на весь комплект оборудования): 48,5 кВт, в том числе:
  • Приготовление ВУТ: 38 кВт*ч (двигатели 20+18 кВт)
  • Дозаторы угля, конвейер загрузки: 4 кВт
  • Дозатор воды и насос выдачи ВУТ: 5,4 кВт
• Габариты (без питателя), мм: 2280×1900×1750
• Время выхода на рабочий режим (оцениваемое по выходу суспензии с заданными параметрами): ~ 45 секунд

Таким образом, энергозатраты на приготовление ВУТ составили 9,8 кВт*ч на тонну из предварительно дроблёного угля (размер зерен 12 мм), что более чем в 5 раз ниже, чем при использовании вибромельницы ВМ-400. При этом грансостав получаемого водоугольного топлива может оперативно изменяться в зависимости от требований к сжиганию, хранению и транспортировке ВУТ.

Распределение частиц после прохождения ГУУМП, работавшего на частоте 4500об/мин приведено в Таблицах 1 и 2:

Полученная суспензия сохраняла стабильность на протяжении 5 суток без применения дополнительных добавок-стабилизаторов, перемешивания и коррекции грансостава. Очевидно, что только коррекция грансостава позволит повысить стабильность не менее чем до 30 суток без применения стабилизаторов, а при регулярной рециркуляции ВУТ в ёмкости (раз в неделю) - не менее нескольких месяцев (http://liquidcoal.ru/2008/10/17/33). Коррекция грансостава в случае ГУУМП производится путём изменения оборотов двигателей со шкафа управления.

Выводы и заключение

Учитывая, что основные виды минерального сырья, в том числе и уголь, являются хрупкими материалами, их прочность на сжатие, обычно в 6-12 раз превосходит прочность на растяжение или изгиб. Поэтому с точки зрения рационального использования подведенной энергии, для разрушения таких материалов целесообразней использовать быстрый удар, а не медленное сжатие (помол истиранием). В то же время вращающиеся шаровые, вибрационные мельницы, кавитаторы с их эффектом внутренней сепарации реализуют именно помол истиранием, сопровождающийся большим расходом энергии, нагревом, высоким абразивным износом мелющих тел.

Для измельчения минерального сырья в ГУУМП используется свободный удар. Частицы угля, сталкиваясь с ударными элементами корзин- роторов получают мощные разнонаправленные удары, интенсивность которых увеличивается по мере продвижения материала к выходу камеры помола. Вода в реализуемом способе измельчения является не только проводником кинетической энергии удара, доставляя его в мельчайшие трещинки частиц угля, но также в полном соответствии с эффектом П.А. Ребиндера снижает прочность твердого тела, облегчая его разрушение.

Большая размольная мощность ГУУМП удачно дополняется и высокой избирательностью измельчения. Поскольку энергия удара пропорциональна массе частицы угля и её квадрату скорости (E=mv²/2), по достижению частицами определенных размеров их дальнейшее измельчение прекращается. Таким образом, ГУУМП позволяет получать водоугольную суспензию, требуемого гранулометрического состава с минимальным содержанием переизмельченных частиц и полным отсутствием крупных зерен, в открытом цикле помола без использования сепараторов.

По результатам испытаний ГУУМП можно сделать следующие выводы:

• ГУУМП является компактным устройством рамной конструкции, не требует наличия фундамента, что снижает затраты на строительно-монтажные работы и позволяет реализовать линию приготовления ВУТ в модульном исполнении.
• Основные параметры работы ГУУМП такие как, гранулометрический состав, влажность ВУТ, легко регулируются настройкой дозаторов компонентов и оборотами роторов-корзин дезинтегратора. Для изменения содержания в суспензии частиц определенного класса крупности достаточно снизить, или напротив, увеличить скорость вращения корзин- роторов дезинтегратора.
• Энергозатраты на приготовление ВУТ более чем в 5 раз ниже традиционных способов приготовления в вибромельницах.
• Отсутствует необходимость применения сепараторов и замкнутых схем помола. Из технологической схемы исключены промежуточные ёмкости, служащие для сбора рециркулята ВУТ, большие объемы которого так характерны для кавитационной технологии.
• Открытый цикл помола, а значит отсутствие рециркуляции, дополнительно снижает затраты на перекачку ВУТ, упрощает обслуживание линии приготовления, позволяет снизить штат обслуживающего персонала.
• Выход продукта помола начинается примерно через 40..45 секунд после включения ГУУМП в работу.

Фотогалерея:

Заказать ГУУМП