Борозняк. Производство сажи. Часть 2 - файл n1.doc

Борозняк. Производство сажи. Часть 2
скачать (1231.5 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc1232kb.03.11.2012 10:27скачать

n1.doc

  1   2   3   4
собраны из ста пятидесяти шести стальных прутков диаметром 8 мм и подвешены на подвесках 13 между рядами корониругощих электродов 12. Коронирующие электроды изготовлены из ни хромовой проволоки диаметром 2,2 мм. Для предотвращения искрового пробоя расстояние между центрами коронирующих электродов и осадительных пластин должно быть не менее 150 мм.



Рис. 33. Пятипольный электрофильтр СГ-15-5:

/ — бункер; 2 — осадительная камера; 3 — конфузор; 4, б — выхлопные трубы фильтра и камеры соответственно: 6 — изоляторная коробка; 7 — регулирующий дроссель; 8 — коллектор воздуха, подаваемого на обдувку изоляторов; 9, 13 — подвески для коронирующих и осадительных электродов соответственно; 10 — устройство для встряхивания распределительной решетки; 11, 17 — верхняя и нижняя рамы коронирующих электродов; 12 — коронирующие электроды; 14 — осадительные электроды; 15 — распределительная решетка; 1б — диффузор; 18 — шнек.

Очищаемый газ проходит в диффузор 16 и далее через распределительную решетку 15 поступает в каме­ру фильтра. Распределительная решетка 15 предназна­чена для распределения саже газового потока по всей площади активного сечения электрофильтра (в котором расположены электроды). Подобная решетка также на­ходится на выходе газов из фильтра.

Саже газовая смесь проходит последовательно все пять ячеек камеры фильтра. Сажа осаждается на электродах, а газы через конфузор 3 удаляются, через

выхлопную трубу 4. Осажденная на электродах сажа при встряхивании падает в бункер электрофильтра 1, из ко­торого удаляется шнеком 18. Встряхивание электродов производится от специального электродвигателя, а так­же вручную от молоткового приспособления.


На корпусе электрофильтра в каждой ячейке уста­новлены выхлопные трубы 5 с регулирующим дроссе­лем 7.

Так как сажа проводит электричество, попадание ее в изоляторные коробки 6 может привести к утечке тока, снижению напряжения и резкому ухудшению улавлива­ния сажи (возможно короткое замыкание). Для исклю­чения этого явления в изоляторные коробки 6 по кол­лектору 8 поступает воздух, создающий в них воздуш­ные подушки, которые препятствуют проникновению са­жи в изоляторную коробку. Обдувочный воздух подает­ся при помощи вентилятора. Предварительно воздух очи­щается от пыли и подогревается до 80—90 °С. Техниче­ская характеристика и технологический режим работы фильтра СГ-15-5 приведены ниже:

Параметры

Производительность фильтра по газу, м3/ч ... До 30 000

Скорость газов в зоне электродов, м/с . . . , 0,4—0,6

Площадь рабочего сечения активной зоны
электрофильтра, м2 15,4

Температура газа на входе в электрофильтр, "С . 180—250

Избыточное давление газа в электрофильтре,
Н/м2 (мм вод. ст.) 60-100 (6—10)

Гидравлическое сопротивление электрофильтра,

Н/м2 (мм вод. ст.) 150 (15)

Расход воздуха, подаваемого в изоляторные
коробки, м3/ч 600—700

Расход электроэнергии на очистку саже газовой

смеси, Вт-ч/м3 0,65

Разность потенциалов между разноименными

электродами, кВ 55—65

При строгом соблюдении технологического режима ра­боты эффективность улавливания сажи в электрофильт­рах достигает 99—99,5%.
Контрольные вопросы

  1. Какие аппараты используются для улавливания
    сажи из саже газовой смеси? Их классификация.

  2. С какой целью и в каких аппаратах производится
    охлаждение саже газовой смеси?

Как устроен циклон?

  1. По каким признакам классифицируются рукавныефильтры?

  2. Какие ткани применяются для изготовления рукавов фильтра?

  3. В чем заключается принцип работы фильтра ФР-3730?

  4. В чем заключаются особенности конструкция
    фильтра МФВ-204?

  5. Принцип улавливания сажи в электрофильтрах.

  6. Для улавливания каких саж и почему применяется электрофильтр?

10. Как устроен электрофильтр?

Глава 9 ГРАНУЛИРОВАНИЕ САЖИ

§ 25. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ I

Уловленная в циклонах и фильтрах сажа представляет собой порошкообразный продукт с размером частиц от 9 до 600 мкм. При использовании такой сажи возникают определенные трудности: затруднена точная дозировка сажи на заводах-потребителях, для ее транспортирования необходимо устанавливать большое число транспортных средств. При перегрузке и пересыпании порошкообразной сажи, вследствие ее сильного пыления, ухудшаются санитарные условия на рабочих местах, а также повышаются потери сажи (2—-3%). Поэтому одной из важнейших стадий в технологии производства сажи является ее гранулирование. Гранулирование -процесс принудительного образования вторичной структуры, сопровождающийся уменьшением размеров первичных агрегатов.

Гранулирование сажи производится для того, чтобы увеличить ее насыпную плотность с 40—120 до 300-500 кг/м3; придать ей текучесть в системах хранения транспортирования и дозирования; уменьшить продолжительность смешения с каучуком в резиносмесителях.

К гранулированным сажам потребителями предъявляется ряд требований. Гранулы сажи должны иметь сферическую форму и возможно большую плотность;
Таблица 9 Техническая характеристика оборудования для гранулирования сажи

оборудования

Метод гранули­рования

Сажи

Производи­тельность, т/сут

Размеры бар диаметр

абана, мм длина



Частота вращения, об/мин


Грануляционный бара­бан

АСА-1

«Ставрополец»
БАС-20
Смеситель-гранулятор
скоростной
двухступенчатый .
Сушильный барабан
MAC-1200
БСК-


Сухой

То же

Мокрый То же



ПМ-100, ПМ-75, ПГМ-33, ДГ-100, ДМГ-105А, ДМГ-80

ПМ-75, ПГМ-33 ПМ-75, ПМ-100

Сажи всех марок ПМ-50, ПМ-ЗОВ, ПМ-15

Сажи всех марок

То же


6—10

30—50 15—20

До 40 12—18

15—20 35—40


3,0

2,8 2,5

0,5 0,5

2,7 2,2


3,6

14

18

2,0—2,5 2,5—3,0

12

18,5


4,2—6

6,5—8,5 5—16

360—480 45,7*

2,3—4,6

2,31; 3,1;

4,65
при этом сажа занимает меньший объем и обладает хорошей текучестью.

Размеры гранул должны быть по возможности одинаковы. Наличие в саже

крупных и мелких гранул или пыли приводит к тому, что они при транспортировании образуют «пробки», препятствующие нормальной разгрузке сажи. Гранулы различных саж имеют размер от 0,1 до 2,0 мм. Однородность гранул по размерам оценивается по их фракционному составу,

Гранулы должны обладать определенной прочностью. Прочность гранул определяется назначением сажи. Так, гранулы сажи ПМ-75, применяемой для протекторным резин, должны обладать высокой прочностью. В смесям с высоким содержанием масел желательно применятся гранулированную сажу с наименьшей прочностью.

Влажность гранул не должна превышать 1%.

В процессе гранулирования сажи происходит изменение ее структуры, что можно определить по уменьшению масляного числа. Это необходимо учитывать особенно для высокоструктурных саж, так как с увеличением промышленности гранул значительно снижается масляное число.

Сажу можно гранулировать сухим и мокрым способами. Сухим способом гранулируют наиболее активные сажи с удельной геометрической поверхностью от 75 м2/г и выше и сажи средней структурности. Мокрым способом гранулируют сажи с различной дисперсностью и струм низкодисперсные и высокоструктурных сажи можно гранулировать только мокрым способом. Характеристика оборудования, используемого для гранулирования, приводится в табл. 9,

Каждый барабан рассчитан на гранулирование определенного объема сажи, при увеличении которого повышается скорость прохождения сажи по барабану, уменьшается продолжительность гранулирования, и как следствие, снижается прочность гранул. Одной из причин повышения объема подаваемой в барабан сажи является неравномерное распределение ос между барабанами (при гранулировании в барабанах АСА-1). Для устранения этого недостатку разработана система автоматического регулирования подачи сажи

Как известно, гранулы, поступающие в барабан для подзатравки, являются центрами формирования новых гранул. Образование гранул с подзатравкой происходит быстрее, без подзатравки продолжительность гранулирования сажи должна быть увеличена, т. е. снижена производительность барабана. Поэтому при работе оборудования необходимо постоянно контролировать работу шнека подзатравки. Объем сажи для подзатравки может уменьшаться в случае забивания шнека сажей неисправности привода или электродвигателя шнека.

При гранулировании сажа, перемещаясь по барабану, налипает на его внутреннюю поверхность. Поэтому ее постоянно счищают установленными в барабане ножами-скребками, исправность и сте­пень прилегания которых к поверхности барабана периодически проверяют.

Пыление сажи в процессе уплотнения, гранулирования, при транспортировании и упаковке отрицательно влияет на качество готовой продукции. Одним из условий получения качественной сажи является непрерывная работа системы аспирации оборудования (отсос образовавшейся пыли).


Практические исследования показали, что гранулирование сажи улучшается при более высокой температуре. Следовательно, нема­ловажное значение имеет поддержание определенного температур­ного режима в помещениях, а также теплоизоляция барабанов

Гранулирование сажи сухим способом ограничено, так как в этом случае можно гранулировать только активные сажи с нормаль­ной структурностью. Малоактивные и средне активные сажи с нор­мальной структурностью .и все высоко структурные сажи можно гранулировать только мокрым способом. При этом качество полу­чаемых гранул в меньшей степени зависит от дисперсности и структурности сажи. При использовании смачивателя можно получать более прочные гранулы, при одновременном увеличении произ­водительности оборудования.

Наличие остатков неразложившегося сырья на поверхности са­жевых частиц обуславливает ухудшение смачиваемости сажи водой и получение непрочных гранул. Для устранения этого необходимо строго контролировать процесс в реакторе и добиваться получения сажи с нулевым «бензиновым» экстрактом. Если «бензиновый» экстракт выше нормы, смачиваемость сажи можно улучшить введе­нием в воду поверхностно-активных веществ, например мелассы. Содержание ее в растворе не должно превышать 1 %. При гранули­ровании сажи необходимо следить, чтобы насос подачи мелассы в

воду постоянно работал. Гранулирование происходит при опреде­ленном соотношении воды и сажи. Нарушение этого соотношения приводит или к чрезмерному увлажнению сажи или, наоборот, к увеличению содержания в ней пыли.

В процессе гранулирования сажи необходимо также контроли­ровать температуру воды. С повышением температуры воды <До 90—95 °С) улучшается процесс смешения сажи с водой. Нельзя Допускать, чтобы вода подавалась водяными форсунками струей или крупными каплями. Важным условием получения прочных гранул является техническое состояние смесителя-гранулятора. В особенно­сти необходимо, чтобы пальцы ротора были заточены и зазор меж­ду пальцами и барабаном смесителя не превышал 5 мм. не допускается работа с подогнутыми или сломанными

При сушке сажи следует следить за технологическим режимом, не допуская отклонений по температуре в барабане. При повышении температуры гранулы пересушиваются и разрушаются с образова­нием пыли, а при понижении температуры увеличивается содержа­ние влаги в саже.

Перед гранулированием сажи ее уплотняют. В процессе уплотнения сажа в результате механического воздействия в уплотнительных аппаратах освобождается от воздуха, находящегося между частицами. При этом насыпная плотность сажи увеличивается с 40—120 до 150—170 кг/м3. При уплотнении сажи улучшается процесс гранулирования и качество получающихся гранул.

Сажа сухим способом гранулируется во вращающихся горизонтальных цилиндрических барабанах. С одной стороны в барабан поступает пылящая сажа, с Другой выгружается готовый продукт. Иногда часть гранулированной сажи возвращают в барабан для улучшения процесса гранулирования (подзатравка).


Гранулирование мокрым способом наиболее рациональный и перспективный метод, так как в этом случае появляется возможность гранулировать любые сажи и получать гранулы любой прочности. Для гранулирования саж мокрым способом применяются смесители-грануляторы, в которых происходит интенсивное перемешивание сажи с водой.

Смеситель-гранулятор состоит из неподвижного барабана, внутри которого вращается ротор с насаженными на него по винтовой линии пальцами. Па сажевых заводах используют смесители-грануляторы с частотой вращения ротора 360—500 об/мин. Вода, необходимая для смачивания сажи, подается в смеситель-гранулятор механическими форсунками. Расход воды зависит от дисперсности и структурности сажи и увеличивается с повышением этих показателей. Для того чтобы повысить прочность гранул и увеличить производительность обо­рудования, воду подогревают до 90—100°С.

Прочность гранул можно повысить при введении в смеситель-гранулятор во время гранулирования различных поверхностно-активных веществ, усиливающих сцепление частиц сажи в грануле. Так, при добавлении сажу 0,5—1,5% водного раствора мелассы прочность гранул увеличивается.

Из смесителя-гранулятора мокрые гранулы поступая ют в сушильный барабан, обогреваемый теплоносителем подаваемым из топки во внутрь барабана. Наиболее часто сушку производят в барабанах, установленных специальные камеры. Гранулы считают высушенными, если их влажность не превышает 0,5—1 %. Для перемешивания сажи и равномерной сушки барабан вращается.

§ 26. УПЛОТНИТЕЛИ САЖИ

Уплотнение сажи происходит на вальцах, в шнеках и в мешалках бункерного типа. Хотя при уплотнении на вальцах и в шнеках получаются лучшие результаты, чем в мешалках бункерного типа, первые вследствие их малой производительности применяются только на
Рис. 34. Мешалка-уплотнитель для сажи:

1- патрубок для выхода воздуха; 2 — корпус уплот­нителя; 3 — конусная бункер­ная часть уплотнителя; 4 — вал; 5 —лопасти со скребка-ми 6 — разгрузочный патрубок 7—контрольный люк; 8 - загрузочный патрубок.


старых производствах, где нет гранулирования, а также при подготовке высокоструктурных саж перед гранули­рованием сухим способом. Аппараты с вращающимися лопастями находят при­менение на современных сажевых заводах при гранули­ровании сажи сухим и мокрым способом. Мешалка-Уплотнитель (рис. 34) представляет собой корпус 2 с конусной бункерной частью 3, по оси которого проходит вал 4 с лопастями 5. На концах нижних лопастей укреп­лены скребки для удаления сажи со стенок аппарата. вал приводится во вращение с частотой 5—20 об/мин от электродвигателя через редуктор. Сажа в аппарат поступает через загрузочный патрубок 5, а выгружается через разгрузочный патрубок 6. В крышке мешалки имеется патрубок 1 для выхода воздуха. Контроль за положением лопастей производится через люк 7. Так как мешалка-уплотнитель обычно устанавливается непосредственно перед гранулятором, ее производительность должна быть равна производительности гранулятора.

§ 27. ГРАНУЛЯЦИОННЫЕ БАРАБАНЫ ДЛЯ ГРАНУЛИРОВАНИЯ

САЖИ СУХИМ СПОСОБОМ

Барабан ACA-I. Грануляционный барабан АСА-1 (рис. 35) состоит из корпуса 1 диаметром 3 м и длиной 3,6 м, разделенного на две секции. Уплотненная сажа



поступает в I секцию барабана через патрубок 11. Объем подаваемой сажи можно регулировать, изменяя диаметр диафрагмы от 900 до 1200 мм. При вращении барабана гранулированная сажа забирается из II секции ковшами 8, укрепленными, на торцевой стенке барабана. Из ковшей сажа высыпается в приемный патрубок 4, разделенный регулирующим шибером 2. Далее шнеком 5, расположенным по оси вращения барабана, сажа частично удаляется через патрубок 7, а остальная часть шнеком 6 возвращается в I секцию через патрубок 10 для подзатравки. При подаче гранулированной сажи для подзатравки ускоряется процесс гранулирования.

При гранулировании сажи возможно налипание ее на стенках барабана. Для удаления нароста имеются скребки 13, укрепленные на оси барабана. С целью устранения утечки сажи в зазор между барабаном и шнеком устанавливают уплотняющие фланцы 3 ..

Барабан вращается с частотой от 4,2 до 6 об/мин; приводится во вращение от электродвигателя через вал 9, на котором установлены пневматические шины. Производительность барабана зависит от типа гранулируемой сажи и составляет от 6 до 10 т в сутки. Гранулятора «Ставрополец». Грануляционный барабан «Ставрополец» представляет собой горизонтальный цилиндр диаметром 2,8 м и длиной 14 м, внутри которого находятся два винтовых конвейера, первый, проходящий по оси гранулятора, предназначен для равномерного распределения пылящей сажи по гранулятора на расстоянии 0,8; 1,5; 3,5 и 7,5 м через специальные течки в коробе конвейера. Второй конвейер применяется для ре- циркуляции гранулированной сажи от выходной части гранулятора к входу. Гранулированная сажа для под- затравки подается в конвейер рециркуляции с помощью ковшей. В гранулятора на 1 кг пылящей сажи вводится до 1 кг гранулированной. Для поддержания определенного оптимального уровня сажи в гранулятора имеется диафрагма диаметром 1,2 м. Чтобы предотвратить налипание сажи на стенки барабана, внутреннюю поверхность барабана облицовывают прорезиненной тканью. Производительность барабана «Ставрополец» при гранулировании сажи ПГМ1-33 составляет 30—50 т/сот; барабан вращается с частотой 6,5—8,5 об/мин.

Гранулятора БАС-20. Грануляционный барабан БАС-20 предназначен для гранулирования активных и полуактивных саж сухим способом. Он представляет собой цилиндрический корпус длиной 18 м и диаметром 2,5 м. Пылящая сажа в барабан подается двумя шнеками, расположенными по оси барабана. Один шнек выгружает сажу на расстоянии 0,8 м, а другой на расстоянии 2,8 н от начала барабана. Изменяя частоту вращения шнеков, можно изменять расход подаваемой сажи. В отличие от предыдущих грануляторов, в барабане БАС-20 гранулированная сажа для подзатравки.подается в барабан снаружи; это позволяет более тщательно вести контроль за работой шнеков. Внутренняя поверхность барабана очищается скребками. Гранулированная сажа выгружается с помощью ковшей.

Барабан приводится во вращение от электродвигателя через редуктор, гидромуфту и зубчатую передачу При этом возможно плавное регулирование частоты вращения барабана в пределах от 5 до 16 об/мин.

Производительность барабана при гранулировании сажи ПМ-75, ПМ-100 составляет около 20 т/сутки.

§ 28. СМЕСИТЕЛЬ-ГРАНУЛЯТОР ДЛЯ ГРАНУЛИРОВАНИИ

САЖИ МОКРЫМ СПОСОБОМ

Как уже отмечалось ранее, при гранулировании са­жи мокрым способом вначале производится смешива­ние пылящей сажи с водой. В воду могут добавляться







в небольшом количестве поверхностно-активные присадки. Образовавшиеся гранулы с содержанием влаги до 50% направляются в сушильный барабан.

На сажевых заводах наиболее широко применяется смеситель-гранулятор, представляющий собой горизонтально расположенный цилиндрический барабан длиной 2,5—3 м и диаметром 0,5 м (рис. 36). Внутри барабана вращается ротор 4 с пальцами 5, расположенными по винтовой линии. Сверху в корпусе барабана 1 имеется люк 2 для загрузки пылящей сажи и штуцер 3 для подачи воды; вода впрыскивается в барабан форсунками. При перемешивании сажи с водой образуются мокрые гранулы, которые выгружаются через нижний люк 9 смесителя-гранулятора в сушильный барабан.

Для того чтобы пылящая сажа не спрессовывалась у торцовой крышки, в зоне загрузки сажи, на валу ротора монтируется лопасть 10, направляющая сажу к противоположному концу барабана. Устройство 8, выполненное в виде вращающегося диска с эксцентрическим отверстием, позволяет регулировать длину рабочей части барабана, а следовательно, и продолжительность пребывания сажи в зоне гранулирования.

Иногда процесс смачивания и гранулирования сажи проводят в две стадии в двухступенчатых смесителях-грануляторах: в I ступени происходит смачивание сажи и предварительное гранулирование, во II— окончательное гранулирование сажи. При гранулировании в двухступенчатых смесителях частота вращения ротора I ступени составляет 45,7, II ступени—70 об/мин; при гранулировании в одноступенчатых смесителях — 360 об/мин и более. Производительность смесителя-гранулятора зависит от типа гранулируемой сажи и составляет до 40 т/сут.

§ 29. СУШИЛЬНЫЕ БАРАБАНЫ

Барабан МАС-1200. Сушка влажной гранулирован­ной сажи происходит при прохождении потока горячих газов через слой сажи. Горячие газы образуются в топ­ке, соединенной с барабаном газоходом. Топка (рис. 37) состоит из металлического корпуса /, футерованного внутри огнеупорным кирпичом. Газ и воздух подаются в топку с помощью комбинированной горелки 3. Для роз­жига топки имеется запальник 2.

Сушильный барабан МАС-1200 (рис. 38) длиной 12 м и диаметром 2,7 м состоит из обечайки /, передней 2 и задней 8 крышек, опорных 6 и приводной 7 станций, I а также установки для улавливания сажи 11. Внутри обечайки закреплены тангенциальные жалюзи 5,

образующие
внутреннюю оболочку барабана с постепенно увеличивающимся диаметром. В результате этого гранулы сажи, находящиеся на внутренней оболочке барабана



при его вращении, постепенно передвигаются к разгрузочному отверстию 10. Мокрые гранулы сажи поступают в барабан по па-трубку 3 и падают на жалюзи, а горячие газы подаются в пространство между жалюзи и обечайкой.
Часть горя чих газов также пропускается над слоем сажи; они уносят выделяющиеся пары воды. Высушенная сажа поступает в бункер 9, а газы выходят через патрубок 12 для окончательной очистки в фильтрах. Производительность барабана около 1200 кг/ч.

Барабан БСК-40. В барабане МАС-1200 происходит

контакт сажи с горячими газами, что приводит к неожидаемому окислению поверхности сажевых частиц и

значительному (до 20%) уносу сажи из барабана вместе с газами.



В сушильном барабане БСК-40 в некоторой степени
устранены указанные недостатки. Сушка мокрой гранулированной сажи в этом барабане происходит в результате выпаривания влаги при наружном обогреве
барабана, а также за счет частичного поступления горя-
чих газов внутрь барабана, Сушильный барабан БСК-40
(рис. 39) состоит из корпуса 3, заключенного в топочную
камеру 4, в которой установлены горелки 10 для сжигания природного газа и обогрева стенок барабана. В передней части корпуса барабана 3 имеются направляющие лопасти (на рисунке не показаны) для подачи
влажной гранулированной сажи в барабан. Загрузочный
патрубок 1 соединен с корпусом барабана посредством
лабиринтного и ленточного уплотнений 12. Мокрые гранулы сажи поступают в барабан через загрузочный патрубок 1 и медленно передвигаются лопатками вдоль сушильного барабана. В конце барабана имеются четыре ковша для выгрузки из него сухой гранулированной сажи в разгрузочный бункер 7, из которого сажа поступает к транспортным средствам. Разгрузочный бункер 7 соединен с корпусом барабана ленточным уплотнением. Выделяющиеся при сушке сажи пары уносятся из барабана через патрубок 2 вместе с газами, поступающими в барабан через патрубок 6 из топочной камеры 4. Газ из камеры выводится через трубу 5. Барабан приводится во вращение от
приводной станции 8 и фиксируется в нужном положении с помощью опорно-упорной 9 и опорной 11 станций. Корпус барабана наклонен в сто­рону выгрузки сажи. Длина барабана составляет 18,5 м наружный диаметр 2,2 м. Барабан вращается с частотой 2,31; 3,1; 4,65 об/мин. Производительность барабана -40 т/сут.

Контрольные вопросы

  1. С какой целью гранулируется сажа?

  2. Какие требования предъявляются к гранулированным сажам?

  3. Какие существуют способы гранулирования сажи?

  4. В чем заключается особенность сухого и мокрого
    способов гранулирования сажи?

  5. Для чего производится уплотнение сажи?

  6. В каких аппаратах происходит гранулирование сажи сухим и мокрым способами и как они устроены?

  7. Какие аппараты применяются для сушки мокрых
    гранул сажи?

  8. В чем преимущество барабана БСК-40 перед
    MAC-1200?


Глава 10 ОЧИСТКА САЖИ

В процессе производства сажи в нее могут попадать различные посторонние включения: частицы футеровки, окалина от металлических частей оборудования,. Проведенные исследования показали, что в печных сажах содержится до 0,01% посторонних включений, из которых грита—90—91%, окалины -3-5, футеровки-5—7%. По размеру посторонние включения могут быть от долей миллиметра до нескольких миллиметров. При применении сажи с посторонними включениями снижается прочность резиновых изделий, поэтому их необходимо удалять. Существуют различные способы очистки сажи. Одни из них применяются для удаления посторонних включений из пылящей сажи, другие из гранулированной.

Наиболее распространена очистка сажи путем отсеивания в различных аппаратах. Для удаления окалины и различных металлических включений применяются

также магниты и магнитные сепараторы. В случае, если
сажа загрязнена в основном гритом, могут применяться

микроизмельчители, которые не удаляют, а измельчают

§ 30. АППАРАТЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ ДЛЯ ОЧИСТКИ САЖИ

Инерционный сепаратор. Этот аппарат служит для

отсеивания посторонних включений из пылящей сажи.

Устанавливается сепаратор в системе пневмотранспорта.

Для создания определенной скорости при подаче сажи

в сепаратор перед ним помещается вентилятор. Инерционный сепаратор представлен на рис. 40. Аппарат состоит из двух конусов: наружного 1 и внутреннего 2, которые имеют различную конусность.

Сверху аппарат закрывается крышкой 3. К внутренней поверхности крышки приварены отбойные лопатки 4, а центре ее находится патрубок 5 для выхода очищенной саже воздушной смеси. Саже воздушная смесь вентилятором через патрубок 6 подается в пространство между наружным 1 и внутренним 2 конусами и далее к отбойным лопаткам 4. Вследствие инерционных сил трения,

возникающих при прохождении саже воздушной смеси через отбойные лопатки, скорость потока резко уменьшается, в результате чего крупные частицы посторонних включений отбиваются лопатками и по внутреннему конусу 2 осаждаются вниз в сборный патрубок 7, из которого выгружаются через шлюзовой затвор. в случае забивания внутреннего конуса сепаратора
сажей производится периодическая чистка его через
люк 8. Инерционный сепаратор изготавливается из нержавеющей стали. Производительность аппарата составляет до 2000 кг/ч. Объем отходов составляет до 0,5% от объема подаваемой сажи.



Отсеивательные аппараты. В сажевой промышленности применяются Отсеивательные аппараты двух типов: с горизонтальным или с вертикальным валом . Отвеивательный аппарат с горизонтальным валом (рис. 41) состоит из камеры разбрасывающего колеса 2 и камеры вентиляторного колеса б, в которых установлены на самостоятельных горизонтальных валах 4, 7 разбрасывающее 3 и вентиляторное 8 колеса. Сажа поступает в аппарат через патрубок 1 и, попадая на колесо 5, отбрасывается лопастями к стенкам камеры. Частицы сажи подхватываются воздушным потоком, создаваемым вентиляторным колесом, и удаляются через патрубок 9, Воздух в отвеивательный аппарат подается через

патрубок 5, в котором установлено регулирующее устройство для изменения расхода по- ступающего воздуха, в зависимости от объема подаваемой сажи. При этом скорость саже воздушной смеси в аппарате должна быть такой, чтобы посторонние включения осаждались в бункер. Из бункера отходы сажи удаляются через патрубок 4.

Аппарат изготавливается из нержавеющей стали. Производительность аппарата может регулироваться изменением частоты вращения вентиляторного колеса (при 1200 об/мин производительность составляет. 900 кг/ч). Отходы не должны превышать 2% от массы переработанной сажи. С целью уменьшения содержания отходов
в саже ее очистку проводят в двух последовательно установленных аппаратах.

Отвеивательный аппарат с вертикальным валом представляет собой два концентрически расположенных цилиндра, переходящих в нижней части конусы. Внутри внутреннего конуса на вертикальном валу установлены разбрасывающее и вентиляторное ко-

леса, а в нижней части конуса имеется прорезь для про-
хода воздуха. Сажа в аппарат поступает сверху, попадает на разбрасывающее колесо и вентиляторным колесом направляется в пространство между конусами. Отходы осаждаются во внутреннем конусе. При очистке сажи вместе с отходами уносится до 10% кондиционной сажи. Поэтому отходы требуется дополнительно пропускать через аппарат. По этой причине Отсеивательные аппараты вертикальным валом находят ограниченное применение.

Магнитные аппараты. Для очистки гранулированной сажи от металлических включений, попадающих в нее при транспортировании в шнеках, ковшевых конвейерах и другом оборудовании, в системах транспорта сажи

устанавливаются электромагниты, магнитные сепараторы различных конструкций, магнитные решетки.

Электромагнит обычно применяется для очистки сажи, транспортируемой на ленточном транспортере, и устанавливается над лентой.

Электромагнитный сепаратор ЭП-1 предназначен для извлечения ферромагнитных включений из сажи, перемещаемой на транспортерной ленте. Этот аппарат представляет собой электромагнит, в нижней части которого укреплена металлическая шайба. При про­хождении постоянного тока по обмоткам электромагнита металлические включения притягиваются к шайбе. Сепаратор устанавливается над движущейся лентой. Для очистки шайбы от металлических включений электромагнит поворачивают в сторону от ленты, при этом прекращается питание его током, и металлические частицы отделяются от шайбы. При применении электромагнитного сепаратора ЭП-1 ширина ленты не должна превышать 650 мм, толщина слоя сажи на ленте—100 мм, а скорость перемещения ленты должна быть не более 2 м/с.

Электромагнитный шкив ЭЩ-5/6,3-01Д представляет собой латунный вращающийся барабан, внутри которого эксцентрично расположен неподвижный электромагнит, питаемый постоянным током. При перемещении ленты, надетой на вращающийся латунный ба­рабан, металлические частицы, содержащиеся в саже, притягиваются электромагнитом и оседают на ленте.

Сажа ссыпается в бункер, а осевшие частицы после удаления ленты из сферы действия магнитного поля па­дают в емкость для отходов. Толщина слоя сажи на ленте допускается до 200 мм, скорость движения ленты около 2 м/с.

Шкив может быть изготовлен с применением постоянных магнитов, устанавливаемых вместо электромагнита. Применяя различные магниты, можно улавливать из сажи металлические включения массой до 100 г. Шкивы могут устанавливаться также на выходе сажи из бун­кера.

Магнитная решетка предназначена для очистки гранулированной сажи от металлических включений, обладающих магнитными свойствами, засоривших сажу после ее очистки от включений в других аппаратах инерционных и магнитных сепараторах и Отвеивательный аппаратах). Магнитная решетка устанавливается на выходе сажи из ленточного транспортера, который транспортирует сажу в над рельсовый бункер, а также на выходе сажи из бункера в вагоны-хопперы или упаковочный дозатор.

Магнитная решетка (рис. 42) состоит из рамки 1, к которой крепятся магнитные стержни 2 (постоянные магниты)


Над стержнями 2 расположена съемная решетка, состоящая из металлических угольников 3 и соединяющихся пластинок 4. Съемная решетка защищает магнитные стержни от ударов крупных включений, попавших в сажу. При прохождении сажи между стержнями ферромагнитные включения притягиваются к уголкам съемной решетки, с которой периодически счищаются по мере накопления.

Микроизмельчители предназначен для тонкого измельчения частиц посторонних включений неметаллического характера, попавших в сажу в процессе производства. Устанавливается микроизмельчители в системe пневмотранспорта сажи.Микроизмельчители (рис. 43) представляет собой быстроходную молотковую дробилку, состоящую из корпуса 1, внутри которого

с частотой 3000 об/мин вращается ротор 4 с насаженными на нем молотками 3. Наконечники молотков изготовлены из специального твердого сплава. В верхней внутренней части корпуса установлена ребристая насадка 2, которая служит для лучшего измельчения частиц включений. В нижней части аппарата помещается решетка 6, через которую сажа выходит из аппарата. Решетка изготовлена из специальной легированной стали и имеет прорези, расположенные в виде елочки. Для предотвращения попадания крупных частиц включений (металла, футеровки) в рабочую камеру микроизмельчители, на линии пневмо-

транспорта перед микроизмельчителем устанавливается инерционный сепаратор. Производительность микроизмельчители около 2000 кг/ч.

Контрольные вопросы

  1. Почему сажу необходимо очищать?

  1. На чем основан принцип улавливания механических
    примесей в инерционном сепараторе?

  2. Какие аппараты применяются для улавливания металлических включений, их устройство?

  3. Как устроен микроизмельчители и для чего он при-
    меняется?

Г л а в а 11

ВНУТРИЗАВОДСКОЕ ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ И УПАКОВКА САЖИ

§ 31. ВНУТРИЗАВОДСКОЙ ТРАНСПОРТ

В процессе получения сажу необходимо транспортировать между различными

участками и аппаратами. Отделенная от газов в саже улавливающих аппаратах пыляшая сажа из отделения улавливания подается в грануляционные аппараты

отделения обработки. Гранулированная сажа поступает в бункера готовой продукции, предназначенные для хранения и отгрузки сажи в тару. Во всех этих случаях применяется различное транспортное оборудование. На современных заводах пылящую сажу в основном транспортируют с помощью систем пневмотранспорта. При этом обеспечивается подача сажи практически на любые расстояния по горизонтали

и вертикали. Сами системы просты по устройству и удобны в эксплуатации, при их использовании соблюдаются необходимые санитарные условия в производственных помещениях, а также становится возможным применять аппараты для очистки и классификации сажи. Пневматический транспорт с экономической точки зрения является наиболее выгодным средством перемещения сажи на большие расстояния.

На сажевых заводах пневматический транспорт применяется для перемещения пылящей сажи из отделения улавливания в отделение обработки сажи. Пневмотранспорт представляет собой систему, состоящую из трубопровода диаметром от 150 до 300 мм, вентиляторов или воздуходувки, циклонов и фильтров. Сажа из циклонов

через шлюзовые затворы поступает в трубопровод, где подхватывается горячим воздухом, подогреваемым в калорифере. Для уменьшения теплопотерь трубопровод изолируется.

В качестве транспортирующего агента может применяться отходящий газ сажевого производства или инертный газ. Саже воздушная или саже газовая смесь подается в последовательно установленные циклоны и фильтры. Для перемещения сажи используются центробежные вентиляторы, расположенные перед саже улавливающими аппаратами, или воздуходувки, устанавливаемые после фильтров. Основным условием обеспечения работоспособности пневматического транспорта является правильный выбор вентиляторов. При выборе последних необходимо учитывать длину транспортного пути, Диаметр трубопровода, объем транспортируемой сажи. Скорость саже воздушной смеси в трубопроводе должна быть от 20 до 30 м/с. При снижении скорости сажа осаждается в трубопроводе, а при повышении увеличивается сопротивление системы потоку. Масса перемещаемой сажи должна составлять 0,3—0,5 кг на 1 м3 газа. Так как система пневматического транспорта сажи может работать под давлением или разрежением, в зависимости от этих условий необходимо выбрать число и тип вентиляторов. Техническая характеристика оборудования для пневмотранспорта сажи приведена в табл. 10.

Сажу от транспортирующего агента отделяют в циклонах и фильтрах. При транспортировании воздухом очищенный воздух выбрасывается в атмосферу, а сажа системой шнеков подается в грануляционные аппараты. При транспортировании сажи отходящим газом он после очистки в фильтрах направляется на установку дожита. Эффективность работы системы пневмотранспорта зависит от многих причин, в том числе и от применяемых аппаратов улавливания сажи. Обычно в системе устанавливаются два циклона СКЦН-34 диаметром 900 мм и два фильтра типа ФВС или один - типа : ФР-250.


При эксплуатации системы пневмотранспорта необходимо обеспечить бесперебойную работу вентиляторов, герметичность трубопроводов (исключить подсосы), следить за температурой транспортирующего агента.

Для контроля за работой пневмотранспорта на раз- личных участках устанавливаются приборы для измерения температуры и давления в системе. Особое внимание необходимо обращать на соблюдение тягонапорного режима, так как различные местные сопротивления, особенно изгиб трубопроводов под прямым углом, могут быть причиной забивания трубопроводов сажей. Для проверки и чистки трубопровода в зоне местных сопротивлений делают лючки; при больших сопротивлениях Рекомендуется устанавливать промежуточные вентиляторы.

Несмотря на ряд преимуществ, пневматический транспорт нельзя применять при перемещении гранули­рованной сажи, так как гранулы сажи могут разру­шаться вследствие трения о трубопровод. В этом случае для перемещения сажи применяют шнеки, ленточные и ковшевые конвейеры, элеваторы.

Шнеки и винтовые конвейеры служат в основном для перемещения сажи в горизонтальном направлении. Иногда шнеки применяют для подачи сажи на небольшую
Таблица 10. Техническая характеристик оборудования пневмотранспорта

Тип и марка оборудования

Давление, кН/м2 (мм вод. ст.)

Производитель­ность, мЗ/ч

Частота вращения ротора, об/мин

Мощность электродвигателя, кВт

Газодувка ротационная
ТГ-42-1,2
ТГ-600-П2
Воздуходувка центробежная
ТВ-50-1,6
ТВ-175-1,6
Вентилятор мельничный
ВМ-50/1000
Вентилятор центробежный
дутьевой ВД-12
ЦП7-40 № 6
БК-б
0,4-90° № 5, 6
0,4-90° № 6, 3
0,4-90° № 8
Турбовоздуходувка
ЗТВ-150-1,12

38 (3800) 13 (1300)

60 (6000) 60 (6000)

7 (700)

2 (200) 2,8 (280) 2—7 (200—700) 5 (500) 6,5 (650) 11 (1100)

14 (1400)

2700 54 000

3000 10 000

50 000

15 000

7000 1000—4000 4500 6000 12 500

9000

2950 2950

2960 2960

1480

780 2000 1500—2900 2900 2900 2900

2950

50 320

100

250

150

13 10 1,8—15,4 10 30 50

55


высоту (угол подъема не должен превышать 15°) Шнек представляет собой горизонтальный цилиндрический желоб, в котором находится вал с витками, образующими винтовую поверхность. Вал опирается на подшипники, установленные в торцах. Вращение вала осуществляется от электродвигателя через редуктор. Сверху желоб закрыт крышкой, снабженной патрубком для поступления сажи. В нижней части желоба имеется отверстие для удаления сажи, перемещаемой лопастями при вращении вала. Сажа в шнек должна подаваться равномерно; площадь сечения слоя сажи не должна превышать 0,4 площади сечения шнека. От геометрических размеров шнека и частоты вращения вала зависит его производительность. В производстве сажи используют главным образом шнеки диаметром от 150 до 500 мм и длиной 25—30 м. Если сажа перемещается на большие расстояния, то шнек собирается из отдельных

секций. а валы в местах соединения крепятся с помощью подвесных кронштейнов. Шнеки удобны и просты в эксплуатации. При перемещении гранулированной и пылящей сажи возможно разрушение гранул и забивание шнека пылящей сажей, поэтому необходимо проводить постоянный контроль за работой шнека. Шнеки изготавливают из нержавеющей стали или покрывают антикоррозионной краской. Пространственные ковшевые конвейеры предназначены для перемещения сажи только в одной плоскости по горизонтали или по горизонтали и вертикали. Такие конвейеры представляют собой бесконечную цепь, к которой с помощью шарниров крелята ковши, заключенные в металлический кожух. Цепь на-тянута между звездочками приводной и натяжной стаций. Ось вращения ковша проходит выше центра его тяжести, поэтому он всегда находится в горизонтальной положении. Ковши в нижней части имеют вращающимися ролик. При разгрузке ролик наталкивается на упор. и ковш переворачивается. Сажа высыпается, и ковш снова принимает горизонтальное положение. Загрузка сажи в ковши производится через течку, расположенную в боковой стенке кожуха. Ковшовыми конвейерами можно транспортировать сажу на расстояние до 50 м по горизонтали и до 20 м по вертикали. Производительно конвейера зависит от. емкости ковшей и скорости перемешения цепи и составляет до 50 т/сутки; скорость движения цепи 0,2—0,3 м/с, емкость ковшей 4—8 л.

Ковшовый элеватор применяется для перемещения сажи по вертикали. Элеватор состоит из кожуха, рамы, двух цепей с ковшами, ведущего и ведомого валов. Рама элеватора собирается из отдельных секций. В нижней части элеватора имеется загрузочная течка, ведомый вал с двумя звездочками и устройство для натяжения цепи с противовесами, а в верхней —разгрузочная течка и ведущий вал с двумя звездочками. Для обеспечения движения цепи водном направлении цепная передача элеватора снабжается храповым механизмом.
Элеватор приводится в движение электроприводом. Сажа подается в ковши через течку и транспортируется верхнюю часть элеватора, где ковши опрокидываются и высыпают сажу в разгрузочную течку. Производительность элеватора при емкости ковша 4 л и скорости перемещения цепи 0,2 м/с составляет около 1500 кг/ч.

Ленточный конвейер применяется для перемещения гранулированной сажи от ковшовых конвейеров и элеваторов в бункера. Ленточный конвейер состоит из приводного и натяжного барабанов и прорезиненной ленты, заключенных в кожух для предотвращения пыления сажи.

Приводной барабан устанавливается в начале конвейера, натяжной —в конце. Диаметр барабанов 400 600 мм, ширина ленты 500—300 мм. При скорости движения ленты 0,3—0,8 м/с производительность конвейера составляет до 50 т/сутки.

В кожухе конвейера над слоем сажи могут устанавливаться магниты для извлечения из сажи металлических посторонних включений.
§ 32. УПАКОВКА САЖИ

Подготовленная для отправки потребителям сажа Или упаковывается бумажные мешки и резинотканевые контейнеры или ссыпается в специальные железно-Дорожные вагоны. В мешки сажа загружается шнековыми упаковочными машинами, полуавтоматическими до-заторами и упаковочными автоматами. Щековая упаковочная машина применяется для упаковки пылящей сажи. Она состоит из вертикально расположенного шнека, приемного и загрузочного патрубков, фильтровального рукава и весового устройства. Сажа через приемный патрубок поступает в шнек, где она уплотняется и ссыпается в мешок, надетый на загрузочный патрубок. Воздух из мешка удаляется через фильтровальный рукав. После загрузки в мешок определенного количества сажи шнек автоматический останавливается, при этом закрывается дозирующий затвор.

Полуавтоматический весовой дозатор предназначен для упаковки в открытые мешки гранулированной сажи. Дозатор представляет собой сдвоенное равноплечее коромысло, с одной стороны которого подвешен гиредержатель, а с другой — грузоприемная воронка. Над грузоприемной воронкой расположены загрузочная воронка, снабженная наружной и внутренней заслонками, размещенными на одной оси. Оттягивая рукоятку внутренней заслонки вниз, открывают внутреннюю и наружную заслонки. Сажа из бункера поступает в грузоприемную воронку, а затем в мешок. Как только сажа начинает поступать в мешок, гиредержатель поднимается вверх, закрывая внутреннюю заслонку. Сажа в мешок поступает только через отверстие в заслонке. После заполнения мешок перетягивает гиредержатель. Закрывается наружная заслонка, и доступ сажи в мешок прекращается. Мешок крепится к шейке грузоприемной воронки ремнями или цепью. При таком креплении мешков не достигается полная герметичность, в результате чего происходит пыление сажи. В усовершенствованных дозаторах мешки крепятся с помощью пневматической камеры, что полностью исключает пыление сажи в производственные помещения. Дозатор автоматически включается в работу и отключается при засыпке определенной массы сажи в мешок.

Упаковочный автомат (рис. 44) предназначен для упаковки гранулированной сажи в клапанные мешки. Принцип работы автомата основан на том, что сыпучие материалы, взвешенные в газе (псевдожижение) подобно жидкости могут под действием сил тяжести «вытекать» сквозь отверстия камеры. Упаковочный автомат состоит: из камеры псевмоожижения 1, в верхней части которой находится поворотная заслонка 2 приводимая во вращение от пневмо цилиндра 15; течки 4 для подачи сажи в мешок; наполняющего сопла 7 взвешивающего устройства 10. Контрольно-регулирующая аппаратура расположена на верхней плите опорной рамы 11. Воздухораспределительная аппаратура находится в шкафу. Использование способа псевдо ожижения позволяет пропускать сажу с большой скоростью сквозь малое проходное сечение наполняющего



сопла 7. При этом, что очень важно, гранулы сажи разрушаются незначительно. Сажу упаковывают в клапанные мешки 8. Для упаковки сажи клапан мешка 8 надевается на наполняющее сопло 7, а мешок устанавливается на столе 9. При включении автомата открываются верх нижний 13 регулирующие клапаны. Через эти ванны воздух под давлением 40 кН/м2 (0,4 кгс/см2) подается в камеру 1 через фильтр 3 и пористое дно при этом происходит псевдо ожижение частиц сажи одновременно поворотная заслонка 2 закрывается прекращая поступление сажи в камеру и герметизировать внутренний объем камеры, в которой устанавливав избыточное давление 0,03—0,04 МН/ми (0,3—0,4 кг\см создаваемое поступающим в камеру воздухом. Од--временно с помощью пневмо цилиндра 6 клапан мешка плотно прижимается к соплу 7. После этого пневмо цилиндром 5 открывается зажим течки и сажа поступает мешок. Когда набрана заданная масса, коромысло сов 10 отклоняется и толкает контакт микро переключателя, выключающего автомат. После заполнения мешка и автоматического выключения автомата клапан мешка снимается с наполняющего сопла 7 и заправляет внутрь мешка.

При использовании данных автоматов для упаковки сажи создаются лучшие условия труда и уменьшаются затраты времени на упаковку продукции.Сажа упаковывается в четырехслойные открыть: бумажные мешки размером 100X42, 100X53,5 или 120X53,5 см; для более уплотненной сажи можно приме нять мешки меньших размеров. Клапанные мешки представляют собой закрытые пятислойные бумажные меш ки размером 80x50 см. Для предохранения сажи и увлажнения, второй внутренний слой бумаги покрывается полиэтиленом.

Мягкие резинотканевые контейнеры представляю' собой закрытые емкости

прямоугольного сечения с грузочными и разгрузочными люками и несущими проушинами. Размеры контейнеров выбираются с учетом оптимального использования средств транспортировании (железнодорожные полувагоны и платформы, автотранспорт). Один контейнер может вмещать 1.5; 2 или 4 сажи. При использовании контейнеров обеспечивается полная сохранность продукции, снижаются затраты на тару, уменьшается трудоемкость упаковки, появляется возможность применять открытый подвижный состав сокращаются простои транспортных средств при погрузочно-разгрузочных операциях, а также исключается необходимость в складских помещениях, так как контейнеры хранятся на открытых площадках.

Для перевозки гранулированной сажи применяются специальные железнодорожные вагоны-хопперы. Вагон-хоппер — цельнометаллический бункер, в верхней части которого имеется десять люков для загрузки сажи и два осмотра его внутренней поверхности, а в нижней — восемь люков для разгрузки сажи. Во избежание зависания сажи боковые стенки бункера наклонены к горизонту под углом 40°. Перед загрузкой вагон осматривают, очищают и закрывают нижние люки. После загрузки верхние люки закрывают и затем пломбируют.

Контрольные вопросы

1 Как осуществляется перемещение пылящей сажи? В каких случаях и для какой сажи применяется пневмотранспорт?

2 Как транспортируется гранулированная сажа?

3 Устройство ковшового конвейера.

4 Для чего предназначен элеватор?

1 Какие машины применяются для упаковки сажи?-

L Как происходит упаковка сажи в клапанные мешки?

Как транспортируется сажа потребителю?

Глава 12 АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ ПРОИЗВОДСТВА САЖИ

§ 33. ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К АВТОМАТИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВА

Сажевое производство в основном является непрерывным. От работы каждого из участков зависит производительность всей технологической линии и качество получаемой сажи. Для того чтобы обеспечить последовательное и точное проведение технологического режима выполнить правила техники безопасности и противопожарной техники, необходимо проводить контроль и автоматическое регулирование процессов получения, сажи соответствующие блокировки. Современные сажевые заводы по производству печных активных саж оснащенные совершенным высокопроизводительным оборудованием, имеют сложные системы автоматической регулирования параметров технологического процесса Заводы по производству малоактивных и канальных саж оснащены в основном приборами местного контроля.

Для контроля и регулирования параметров технологического процесса применяются приборы для измерения уровня жидких и сыпучих материалов в

аппаратах юс расхода, температуры, давления. При измерении температуры среды главным элементом (датчиком) прибора является термопара или термометр сопротивления, При определении расхода датчиками являются диафрагмы, сопла, шайбы, на которых возникает перепад давления. Датчиками уровня являются поплавки с механизмом передачи или аппараты, измеряющие массу и гидростатическое давление жидкости.

Для регулирования различных параметров применяются клапаны и заслонки, устанавливаемые на технологических трубопроводах.

Сажевое производство является пожара и взрывоопасным, поэтому на опасных участках производства устанавливаются регулирующие механизмы с пневматическим приводом, обладающие высокой степенью надежности. Регулирующие элементы механизмов рассчитываются на работу при определенном давлении и температуре, и принцип их работы зависит от направления действия клапана. Существуют клапаны типа ВЗ —воздух закрывает и ВО — воздух открывает. Трубопроводы сырья, газа, воздуха снабжены клапанами типа ВЗ, которые при прекращении подачи воздуха к приборам автоматически закрываются, отсекая материальные трубопроводы от работающих реакторов или печей. Трубопроводы подачи охлаждающей воды, аварийные газопроводы оснащаются клапанами типа ВО, для подачи воды на охлаждение или для сброса газов при аварий-ном исчезновении воздуха питания приборов.
§ 34. КОНТРОЛЬ ЗА ПОДГОТОВКОЙ СЫРЬЯ ПОСТУПАЮЩЕГО В ПРОИЗВОДСТВО

Схема контроля и регулирования параметров на Участке слива и подготовки жидкого сырья для подачи производство представлена на рис. 45. При сливе сырья из цистерн и его подготовке одним из основных контролируемых параметров является температура сырья. При сливе из цистерн температура сырья измеряется после теплообменника 2, в котором сырье нагревается паром до необходимой температуры, а при подаче в производство—в резервуаре 5, во влагоиспарителе 7 и после беспламенного подогревателя 11. Измерение температуры


проводят термометрами сопротивления 1а, 5а, 9а и тер- моно парой 12а, установленными на соответствующих аппаратах. Показания температуры регистрируются показывающими приборами 16, 56, 96 и самопишущим прибором 126. Температура сырья после беспламенного подогревателя регулируется клапаном 12г, установленным на трубопроводе подачи газа к горелкам печи. При увеличении температуры сырья выше заданного значения клапан автоматически прикрывается, уменьшая подачу газа в печь. В том случае, если при снижении подачи газа в беспламенный подогреватель пламя погасло, автоматически прекращается подача газа к горелкам. Для этого на трубе подогревателя устанавливается тер морегулирующее устройство, связанное с клапаном па газопроводе. При понижении температуры отходящих
газов ниже определенной подается звуковой и световой сигналы и закрывается предохранительно-запорный клапан газовой линии печи.

Контроль уровня сырья в резервуаре 3 осуществляется поплавковым указателем уровня с регистрацией параметра непосредственно у резервуара дистанционной передачей в операторную на показывающий прибор 46. При достижении верхнего и нижнего уровня сырья в резервуаре подается звуковой и световой сигналы 4в, предупреждающие аппаратчика о переливе или отсутствии сырья в резервуаре.

Для нормальной работы влагоисилрителя в нем не-обходимо поддерживать определенный уровень сырья. Измерение уровня производится поплавковым регулятором уровня 8а. При изменении уровня изменяется положение поплавка, которое через передаточный, узел фиксируется показывающей стрелкой регулятора или вторичным прибором 8в. Для регулирования уровня сырья во влагоиспарителе подающий трубопровод снабжается клапаном 8г, пневматический сигнал на который поступает от преобразователя 86. При уменьшении уровня во влагоиспарителе клапан открывается больше, и поступление сырья увеличивается.

Важное значение имеет измерение и поддержание определенного давления сырья, поступающего в производство. Давление сырья после беспламенного подогревателя регистрируется прибором 146. Регулирование осуществляется с помощью прибора с регулирующим блоком 14в, открывающего клапан 14г, установленный на линии сброса излишнего сырья во влагоиспаритель. В том случае, если давление сырья в магистральном трубопроводе уменьшилось ниже допустимой величины, срабатывает световая и звуковая сигнализация. При остановке насоса автоматически включается резервный. Кроме указанных приборов па различных участках установлены показывающие манометры для измерения давления сырья и газа. При использовании для производства сажи газа на участке подготовки измеряется давление газа на входе и выходе из газораспределительного пункта (ГРП) и на каждом технологическом потоке. Для регистрации давления на линии установлены пневматические манометры с передачей показаний на вторичный прибор. Для поддержания давления газа на выходе из ГРП на определенном уровне на газопроводе установлен регулирующий клапан, открытие которого изменяется автоматически.

§ 35. КОНТРОЛЬ И АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ В РЕАКТОРЕ ПРИ ПОЛУЧЕНИИ САЖИ ПМ-30, ПМ-75 И ПМ-100

Выход и качество сажи зависит от правильного управления процессом саже образования в реакторе. Как уже отмечалось ранее, в циклонном реакторе происходят три взаимосвязанных процесса: горение топлива для создания необходимой температуры, термическое разложение сырья с образованием сажи, паров воды и газов в охлаждение саже газовой смеси с целью прекращения вторичных процессов. Процесс образования сажи протекает за короткий промежуток времени (сотые доли секунды), поэтому для получения однородной сажи с заданными показателями необходимо проводить автоматический контроль и регулирование параметров. Сушка и разогрев реактора.
Режим сушки и разогрева определяет длительность работы реактора и качество получаемой сажи. Изменение температуры при сушке и разогреве реактора осуществляется автоматически в соответствии с заданной программой по схеме, представленной на рис. 46.

Приборы, необходимые для регулирования темпера- туры, установлены на панели реактора и на специальном передвижном стенде. На стенде также смонтированы приборы для измерения и регулирования расхода газа и воздуха, подаваемых в реактор, и приборы для Измерения температуры отходящих газов в реакторе. Сушка и разогрев реактора происходят по заданной программе в течение пяти суток. Программой предусмотрено постепенное увеличение расхода газа. Для этого задание с программного задатчика За поступает на блок-регулятор и от него через кран-переключатель к числительного устройства для расчета текущего значе­ния удельной геометрической поверхности сажи и системы ее регулирования 4, 5а, 6, 7г. Для контроля расхода сырья, газа, воздуха высокого и низкого давления, в тру­бопроводах установлены диафрагмы 1в, 2в, Зв, 7в, со­единенные с дифференциальными манометрами 16, 2б, 36, 76. Регистрация параметров осуществляется вторич­ными самопишущими приборами 1а, 2а, За, 7а. При от­клонении расхода от заданного значения регулирующий блок посылает сигнал, воздействующий на мембранный регулирующий клапан 1г, 2г, Зг, изменяющий расход.

При работе реактора условием безопасного ведения процесса является одновременная подача в реактор газа и воздуха низкого давления. В схеме предусмотрена бло­кировка, прекращающая подачу газа в реактор при па­дении давления воздуха низкого давления. Для отклю­чения подачи газа на технологический поток на газопро­воде установлен предохранительный запорный клапана

Температура в зоне реакции замеряется радиацион­ным пирометром 56 и автоматическим самопишущим по­тенциометром 5а.

При работе системы с вычислительным устройством оптимальный расход воздуха высокого давления и газа стабилизируется регуляторами. По данным режима ВУ рассчитывается текущее значение удельной геометриче­ской поверхности.

В регуляторе производится сравнение заданной и рассчитанной ВУ удельной геометрической поверхности.

При изменении расхода сырья или других параметров изменяются пневмо-сигналы, поступающие в вычис­лительное устройство. При этом меняется текущее зна­чение удельной поверхности сажи. В соответствии с этим регулятор удельной поверхности изменяет температуру в реакторе, воздействуя на расход воздуха низкого давления до установления заданного значения удельной по­верхности.

Как отмечалось выше, на выходе из реактора проис­ходит охлаждение саже газовой смеси до температуры 650—700 °С с целью предохранения подогревателя от перегрева и для прекращения побочных вторичных процессов. При получении высоко дисперсных саж с целью снижения их шероховатости дополнительно в зону реакции подается вода. Регулирование расхода воды в зоне

реакции осуществляется клапаном 1г, а расход регист­рируется вторичным самопишущим прибором 1а.

Схема автоматического регулирования температуры з зоне охлаждения представлена на рис. 48. Температуру за саже газовой смеси на выходе из реактора замеряет­ся термопарой 36 и регистрируется потенциометром За. При изменении температуры клапаном автоматически регулируется объем подаваемой на охлаждение воды




Рис- 48. Схема автоматического регулирования температуры в зоне

закалки:

1а, 2а — вторичный самопишущий прибор с регулирующим блоком; 1б,

26 — дифманометр; 1в, 2е — диафрагма; 1г, 2г — регулирующий клапан;

За — автоматический самопишущий потенциометр; Зб — термопара.

расход воды регистрируется самопишущим прибором 2а. При превышении температуры саже газовой смеси на выходе из реактора выше допустимого предела (700 °С) включается звуковая и световая сигнализации.

§ 36. КОНТРОЛЬ ПРОЦЕССА ПРОИЗВОДСТВА САЖИ ПМ-ЗОВ И ПМ-15

При получении сажи в форсуночных печах измеряется и регулируется расход сырья и воздуха в печи, а так-".е тяга в топке. Температура в борове измеряется с помощью термопары с записью на диаграмме электронного потенциометра, а разрежение в различных частях печи — тягонапоромерами.

Вертикальные реакторы оснащены приборами контроля и регулирования в большей степени, чем форсуночные печи. Расход сырья и воздуха, подаваемого боковые каналы, измеряется системой приборов, состоя­щей из диафрагмы, дифманометра и вторичного при­бора.

Расход сырья регулируется клапаном, а воздуха, по­ступающего в боров, заслонкой, управляемой с панели

Температура саже газовой смеси в борове измеряет­ся термопарой с передачей показаний на потенциометр с регулятором, который предназначен для изменения по­ложения пневмо заслонки на трубопроводе воздуха. Из­меняя объем поступающего в боров воздуха, можно устанавливать требуемое значение температуры.

Кроме схем регулирования, применяются также при­боры для измерения температуры и давления сырья, дав­ления в реакторе.

§ 37. КОНТРОЛЬ ПРОЦЕССА ПРОИЗВОДСТВА САЖИ ПГМ-33

Для производства качественной сажи с наибольшим выходом должна быть обеспечена стабилизация двух основных параметров — температура в реакторе и рас­ход газа. В связи с этим почти на всех заводах по про­изводству печной сажи ПГМ-33 установлены приборы для измерения и регулирования расхода газа. Темпера­тура в реакторе измеряется термопарой с потенциомет­ром. Так как изменение температуры в реакторе зависит от различных причин, поддерживать ее в пределах за­данного значения очень сложно.

Система оптимального управления процессом полу­чения сажи ПГМ-33 приведена на рис. 49. Приборами и регистрируется расход газа, а приборами 46 и 56-^ температура саже газовой смеси в каждом блоке реак­тора. Температура воздуха, поступающего в реактор, фиксируется потенциометром 6а. Пневматические сигна­лы, пропорциональные расходу газа и температуре воз­духа, поступают в вычислительное устройство За, кото­рое рассчитывает оптимальную температуру в реакторе Пневматический сигнал с вычислительного устройства, пропорциональный температуре, поступает в регуляторы и 5а, где сравнивается с пневматическими сигна­лами фактической температуры в реакторе. Результи­рующий сигнал с регуляторов поступает на клапаны 4 и 5е, установленные на трубопроводе воздуха. При из

нении расхода газа и температуры воздуха вычислитеное устройство производит расчет температуры в реакторе, обеспечивающей получение' максимального сажи с заданным качеством.

Для измерения давления в реакторе на трубопровод газа и воздуха установлены U-образные манометры.

рис. 49. Схема автоматического управления процессом получения печной газовой сажи ПГМ-33:

— самопишущие приборы для записи расхода газа; 16, 26 — дифманоретры; !в, 2в — диафрагмы для измерения расхода газа; !г, 2г — клапаны на трубопроноде газа; За — вычислительное устройство для расчета температуры Р реакторе; 4а, 5а— регуляторы расхода воздуха; 46, 56, 6а — потенциометры пневмо преобразователями; 4в, 5в — клапаны на трубопроводе воздуха; 4г, 5г, 66 — термопары.

I Для измерения и регулирования подачи воды в установлены дифманоретры с вторичным прибором и регулирующим клапаном. Давно воды измеряется электро контактным манометром.

§ 38. КОНТРОЛЬ ПРОЦЕССА ПРОИЗВОДСТВА КАНАЛЬНОЙ И ТЕРМИЧЕСКОЙ САЖИ

При производстве канальных саж ДГ-100, Г-Ю5А и термической ТГ-10 применяется оборудования, которое не позволяет полностью автоматизированный процесс. В данном производстве контролируется расход сырья, топлива, воздуха и температуры В производстве сажи ДГ-100 замеряется давлена и расход газа, подаваемого в одну камеру и каждую горелку. Для регистрации расхода газа применяются с монопишущие приборы, а для регистрации давления показывающие манометры.

Температура саже газовой смеси измеряется в раз-личных точках аппарата: на уровне саже сборной платформы, швеллеров, газовых горелок, транспортирующих шнеков, в выхлопной трубе. Измерение температур

производится термопарой с потенциометром.

Периодически замеряется расстояние от горелок до осадительной поверхности и скорость движения саже-сборной платформы.

В производстве саж ДМГ-80 и ДМГ-105А контролируется расход коксового и природного газа на группу аппаратов, температура в карбюраторе, температура рабочей смеси в общем коллекторе и индивидуальных коллекторах саже коптильных аппаратов. Для измерения расхода газа применяются кольцевые дифманометра. а для измерения температуры — термометры сопротивления или термопары с передачей показаний па милливольтметры, установленные непосредственно у аппаратов.

В производстве термической сажи ТГ-10 фиксируется расход и давление газа и воздуха, поступающих в каждый генератор, и температура в генераторе. Периодически проверяется состав отходящего газа.

§ 39. КОНТРОЛЬ ПРОЦЕССА УЛАВЛИВАНИЯ САЖИ ИЗ САЖЕГАЗОВОЙ СМЕСИ

В отходящих газах содержится до 15% водорода окиси углерода, которые с воздухом образуют взрывоопасные смеси. В соответствии с требованиями техники безопасности для защиты от аварий предусмотрен ряд блокировок.

Схема контроля параметров при улавливании сажи в циклонах и рукавном фильтре представлена на рис.50 Температура саже газовой смеси перед холодильником 3 фильтром 10 и после фильтра измеряется термопара-ми 1, 8, 12 и фиксируется многоточечным потенциометром 19. Температура перед циклоном 7 измеряется термопарой 5 с записью на потенциометре 25. При отклонении



температуры от заданной клапаном 4 измеряет расход воды в холодильнике 3. При повышении температуры выше установленного предела (280 °С) срабатывает блокировка открытия задвижки 6 перед циклонами и включается звуковая и световая сигнализации Давление саже газовой смеси перед холодильником и перед фильтром измеряется дифманометрами 20, 21 и записывается самопишущим прибором 22. Если давление на входе в фильтр превышает заданное, срабатывает блокировка, при этом останавливается мельничный вентилятор 18 и открывается электра задвижка 11, распложенная после фильтра.

Давление на выходе из фильтра измеряется дифманометром 29 и регистрируется вторичным самопишущим прибором 30, снабженным регулятором.

Необходимое давление в фильтре поддерживается I изменением положения шибера 16 на выходе газов и; фильтра. Если давление газа на выходе выше заданного, срабатывает сигнализация; останавливается мельничный вентилятор и открывается задвижка после фильтра 11.

Содержание кислорода в отходящих газах определяется и регистрируется приборами 14, 31 и 32.

При содержании кислорода в отходящих газах более 2,0% останавливается мельничный вентилятор и открывается электро задвижка 11. С панели дистанционного управления 33 путем изменения положения шибера 16 можно регулировать объем газов, уходящих из фильтра

При улавливании сажи электрофильтрами измеряется температура на входе и выходе и в каждой ячейке электрофильтра, давление на входе и выходе и расход воздуха на обдувку изоляторов электрофильтра.

Для измерения температуры применяются термопары с электронными многоточечными потенциометрами. По температуре на входе в электрофильтр можно регулировать расход воды, поступающей на охлаждение в холодильник. При повышении температуры выше установленной увеличивается подача воды на охлаждение путем. открытия клапана с мембранным пневмо привод Давление в электрофильтре измеряется тягонапоромером и регистрируется вторичным самопишущим прибором. Изменение давления в электрофильтре происходит вследствие изменения положения заслонки, управляемой следящим пневматическим приводом.
§ 40. КОНТРОЛЬ ПРОЦЕССА ГРАНУЛИРОВАНИЯ

При сухом гранулировании приборы контроля практически не используются. Только при гранулировании сажи в барабанах «Ставрополец» измеряется температура сажи на входе и выходе из барабана.

При мокром гранулировании необходимо обеспечить непрерывное смешение сажи с водой в смесителегрануляторе, а затем сушку влажных гранул в сушильном барабане. От объема поступающих в смеситель сажи и

воды и от режима сушки зависит качество гранулированной сажи и производительность оборудования. Для учета влияния колебаний нагрузок но саже и воде и температурного режима применяется схема автоматического регулирования процесса смешения и сушки сажи. Схема автоматического регулировании процесс смешения сажи с водой представлена на рис. 51. Подача сажи в смеситель-гранулятор 4 регулируется шлюзовым
затвором 2; ротор затвора вращается электродвигателем с вариатором 3, который дает возможность менять частоту вращения. Расход водного раствора на грануляцию поддерживается таким образом, чтобы влажность сажи после смесителя составляла 45—55%. Для соблюдения соотношения сажи и воды схемой регулирования предусмотрена стабилизация расхода воды при постоянном расходе сажи в смеситель. Расход воды регистрируется прибором 1а\ регулирование производится клапаном 1г, установленным на трубопроводе подачи воды в смеситель-гранулятор.



При изменении количества сажи, поступающей в смеситель-гранулятор, меняется нагрузка на валу электродвигателя 5, что приводит к соответствующему изменению расхода воды на грануляцию. При уменьшении расхода воды ниже нормы подаются световой и звуковой

сигналы. Мокрые гранулы сажи сушат в сушильных барабанах МАС-1200 или БСК-40. Схема автоматизации процесса сушки мокрых гранул в барабанах МАС-1200 приведена на рис. 52. Схема регулирования состоит из контура регулирования температуры в топке и контура регулирования температуры в сушильном барабане. Темпера- тура газов после топки замеряется термопарой Зв и регистрируется потенциометром За. Регулирование температуры производится изменением подачи газа в топку при помощи клапана 2г, установленного на газовой линии. Расход газа записывается на приборе 2а.

Температура газов после сушильного барабана замеряется термопарой 46 и регистрируется потенциометром 4а. Пневматический сигнал с потенциометра в виде
программы поступает на прибор с регулирующим блоком, управляющим расходом воздуха на горение.

Управляющий сигнал с регулирующего блока направляется на регулирующую заслонку на линии воз- духа низкого давления. При увеличении подачи сажи из смеситедягранулятора в сушильный барабан температура после сушильного барабана понижается, в результате увеличивается подача воздуха на горение и снижается температура в топке. Управляющий сигнал с регулятора прибора восстанавливает температуру увеличением расхода газа.

Сушка сажи в барабанах БСК-40 происходит в основном за счет передачи тепла от стенки барабана к саже.

Давление газа и воздуха, подаваемых к горелкам сушильной камеры, контролируется с помощью напоромеров с записью на диаграммах само пишущих приборов. При падении давления воздуха или газа подается световой и звуковой сигналы. Расход воздуха и газа на горение в зонах высоких и низких температур регистрируется самопишущими приборами. Кроме этого, в процессе сушки сажи производится контроль температуры газов в 12 точках по длине сушильной камеры и контроль температуры отсасываемых газов. При повышении температуры дымовых газов на выходе из камеры и отсасываемых из барабана подаются звуковой и световой сигналы.

Важным условием безаварийной работы оборудования является непрерывное вращение барабана. Поэтому при останове сушильного барабана срабатывает блокировка, в результате чего прекращается подача в камеру газа и воздуха, останавливается смеситель-гранулятор и прекращается подача воды на гранулирование сажи, включается световая и звуковая сигнализации. В отделении обработки сажи производится контроль уровня сажи в мешалках-уплотнителях и бункерах готовой продукции. При достижении верхнего или нижнего уровня загорается сигнальная лампочка. Количество готовой продукции контролируется специальным весовым устройством, установленным в технологическом потоке.

Контрольные вопросы

  1. Для чего необходимы приборы контроля и автоматизации процесса получения сажи?

  2. Какой контроль осуществляется при подготовке
    сырья для производства сажи?

  3. Как регулируется процесс сушки и разогрева реактора?

  4. Как функционирует схема автоматического регулирования процессом саже образования в циклонном реакторе при получении активных саж?

  5. Как осуществляется контроль получения сажи
    ПГМ-33?

  6. Какие параметры контролируются при производстве канальной газовой сажи?

  7. Как контролируется работа аппаратов улавливания сажи?

  8. Как регулируется процесс смешения сажи с водой?

  9. Как производится регулирование процесса сушки сажи при мокром гранулировании?

  1   2   3   4


Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации