МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
ДОНЕЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
МЕТОДИЧНІ РЕКОМЕНДАЦІІ
ДО ВИВЧЕННЯ ДИСЦИПЛІНИ
«ДОПОМІЖНІ ПРОЦЕСИ ЗБАГАЧЕННЯ»
Донецьк, ДНТУ
2008 р.
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
ДОНЕЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
Кафедра "Збагачення корисних копалин"
МЕТОДИЧНІ РЕКОМЕНДАЦІІ
ДО ВИВЧЕННЯ ДИСЦИПЛІНИ
«ДОПОМІЖНІ ПРОЦЕСИ ЗБАГАЧЕННЯ»
(для студентів спеціальності "Збагачення корисних копалин"
напряму підготовки 050303 "Переробка корисних копалин")
Затверджено
навчально-видавницькою радою ДонНТУ
Протокол № 3 від 05.03.008 р
Ухвалено на засіданні
методичної комісії специальності
"Збагачення корисних копалин""
Протокол № 5 від 17.05.2008 г.
Донецьк, ДНТУ
2008 р.
УДК 622.794
Методичні вказівки до вивчення дисципліни "Допоміжні процеси збагачення" для студентів напряму підготовки 050303 "Переробка корисних копалин" спеціальності "Збагачення корисних копалин".
Укл Папушин Ю.Л. -Донецьк: ДонНТУ, 2008 р. 16 с.
Містять програму дисципліни «Допоміжні процеси збагачення» (знепилення і пиловловлення), рекомендації до самостійного її вивчення, індивідуальні завдання, контрольні питання, список літератури, що рекомендується.
Укладач проф. Папушин Ю.Л.
1. ЗАГАЛЬНЕ ПОЛОЖЕННЯ
Дисципліна "Допоміжні процеси збагачення" входить в перелік дисциплін бакалаврату по напряму 050303 "Переробка корисних копалин" спеціальності "Збагачення корисних копалини".
До допоміжних процесів збагачення корисних копалини відносяться (по класифікації інституту "Механобр") наступні процеси:
§ обезводнення;
§ фільтрування;
§ згущування пульп;
§ сушка;
§ змішування;
§ знепилювання і пиловловлювання;
§ кускування.
У дану дісципліну включені процеси знепилювання і пиловловлювання, оскільки решта перерахованих вище процесів викладається в дисциплінах, що виділени окремо - "Зневоднення продуктів збагачення і очистка стічних вод" та "Окускування продуктів збагачення".
Процеси знепилення і пиловловлення мають велике значення в загальній проблемі збагачення корисних копалин. Значення цих процесів необхідно при будь-якому виді практичної діяльності гірського інженера-збагачувача.
Збагачувальна фабрика - це складний комплекс технологічних процесів, зв'язаних із дробленням, просіванням, збагаченням, зневоднюванням, сушінням, транспортуванням продуктів збагачення, сполучених з пьілостворення. Однієї з основних проблем цієї дисципліни є вивчення методів і апаратів, застосовуваних для уловлювання пилу.
У результаті вивчення дисципліни студенти повинні:
- знати значення і місце досліджуваної дисципліни в загальній проблемі збагачення корисних копалин, її роль у майбутній діяльності фахівця; теоретичні основи досліджуваних технологічних процесів.
При вивченні дисципліни студент одержує великий обсяг інформації. Тому для засвоєння матеріалу необхідно вести краткий конспект.
Основна мета складання конспекту - зібрати в жатий формі інформацію з предмета.
У конспекті варто записувати основні визначення і поняття, висновки формул, технологічні схеми, ескізи машин і апаратів, їхньої характеристики, діаграми і графічні характеристики, методики розрахунків апаратів і технологічних схем і ін. Особлива увага варто звернути на класифікацію принципів, що визначають сутність технологічних процесів, класифікацію схем, апаратів, впливів факторів і т.п.
При складанні конспекту варто керуватися програмою, методичними вказівками і контрольними питаннями. Необхідно застерегти студентів від переписування з книг великого обсягу тексту. У такому конспекті важко орієнтуватися. Необхідно пам'ятати, що мова інженера- креслення, графік, ескіз, формула і керуватися цим при складанні конспекту.
Після вивчення матеріалу кожного розділу варто здійснити самоконтроль знань, тобто відповісти на контрольні питання. Матеріал можна вважати засвоєним, якщо студент може відповісти на всі питання без допомоги конспекту і книги. Дуже важливо при цьому виявити творчий підхід до справи, що може знайти вираження в наступному:
-приводиться кілька прикладів;
-до відповіді залучається інформація з додаткових джерел, особистого досвіду й особистого творчого пошуку;
-вносяться пропозиції по поліпшенню технології, конструкції апаратів, методів контролю і керування.
Засвоєвши даний курс, студент повинний
§ знати: місце і роль процесів пиловітділення і пиловловлення в технологічних схемах збагачення корисних копалин; теоретичні основи процесів; конструкцію і принцип дії основних апаратів; принципи регулювання і розрахунку продуктивності апаратів; методи очищення промислових викидів в атмосферу;
§ уміти: визначити раціональну технологію пиловловлення і пиловітділення, складати і розраховувати технологічні схеми і вибирати необхідне устаткування; розраховувати ефективність і продуктивність апаратів і організацію керування процесами пиловітділення і пиловловлення.
2. РОБОЧА ПРОГРАМА ДИСЦИПЛІНИ І МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ДО САМОСТІЙНОГО ВИВЧЕННЯ.
2.1 Введення
Предмет і зміст дисципліни. Призначення і роль операції знепилення і пиловловлення при збагаченні корисних копалин і в інших галузях народного господарства. Джерела запилювання промислових поміщень, очищення газів, що викидаються в атмосферу.
При вивченні курсу уяснити засоби пиловловлювання, що застосовуваються на збагачувальних фабриках:
· осадження частинок під дією гравітаційних сил;
· уловлювання пилу в полі відцентрових сил;
· змочування пилу із наступним осадженням частинок;
· осадження частинок на пористій перегородці;
· уловлювання пилу в неоднорідному електричному полі.
Рек. література [1] стор. 146-148.
Питання для самоперевірки
1. Джерела утворення пилу.
2. Яка крупність вугільного пилу вибухонебезпечна. Вибухонебезпечна концентрація вугільного пилу.
3. Активні і нейтральні пили.
4. Класифікація пилу по гранулометрическому складу.
5. Гранично припустимі ПДК у робочій зоні.
6. Які способи пиловловлення застосовуються в промисловості.
7. Комплекс заходів для зниження концентрації пилу у виробничому приміщенні.
8. Пояснити поняття знепилення, пиловловлення й знешламлення.
2.2. Пиловітділення (знепилення)
Загальні зведення. Теоретичні основи процесів знепилення. Визначення ступеня витягу пилу і КПД процесу пиловідділення. Методи знепилення. Пристрій і принцип дії знепилювачей різних конструкцій (відцентрових, вібраційних, пневмо-вібраційних).
При вивченні цього розділу необхідно звернути увагу на фізичні основи знепилення та його ефективність.
Рек. література [1] стор. 148-155.
Питання для самоперевірки.
1. Що таке швидкість витання і як вона визначається.
2. Як визначається швидкість падіння часток у стиснутих умовах для крупності (0,1-12,5) мм.
3. У якій залежності знаходиться кількість повітря минаючого через камеру від її перетину і швидкості газу (повітря).
4. Що таке ступінь знепилювання і як вона визначається.
5. Як визначається КПД знепилювання.
6. Різновиди схем знепилювання.
7. Відцентровий знепилюватель. Принцип дії, застосування, основні показники.
8. Вібраційний знепилюватель. Основні показники.
9. Пневмо-вибраційні установки. Принцип дії.
2.3. Пиловловлення.
Оцінка ефективності роботи пиловлавлюваючіх апаратів. Камерні й інерційні пиловловлювачі. Теоретичні основи руху часток у газах. Пиловловлення під дією сил ваги в камерних пиловловлювачах. Інерційні пиловловлювачі (прямоточні і жалюзійні).
Пиловловлення у відцентрових апаратах. Пиловловлення в циклонах. Теоретичні основи пиловловлення у відцентровому полі сил. Розрахунок циклонів. Вибір циклонів. Область застосування циклонів. Батарейні циклони (конструкції, типи, показники роботи). Вибір батарейних циклонів (розрахунок). Область застосування батарейних циклонів.
Мокрі пиловловлювачі. Загальні зведення. Плівкові і зрошувані пиловловлювачі. Комбіновані мокрі пиловловлювачі: відцентрові скрубери, прямоточний мокрий пиловловлювач із ґратами і трубою Вентурі (МПР), барботажні і пінні пиловловлювачі. Область застосування мокрих пиловловлювачів. Розрахунок пиловловлювачів.
Уловлювання пилу фільтруванням. Загальні зведення. Класифікація, принцип дії фільтрів. Теоретичні основи фільтрації через пористу перегородку. Тканеві фільтри. Фільтрувальні тканини. Продуктивність рукавних фільтрів. Зернисті фільтри. Область застосування фільтрів.
Електричне очищення газів. Електрофільтри. Принцип дії, продуктивність і область застосування. Переваги і недоліки. Класифікація електрофільтрів.
При вивченні наданої головної теми необхідно уяснити фізичні основи дії наведених апаратів, їх схеми та розрахунок, область використання на збагачувальних фабриках. У цьому розділу є уся інформація, що необхідна для виконання контрольних робіт.
Рек. література [1] стор. 155-213.
Питання для самоперевірки
1. Які умови необхідні для ефективної роботи гравітаційних пиловловлювачів.
2. Визначення розміру часток, що уловлюються в відсаджувальной камері.
3. Схеми пиловідсаджувальних камер.
4. Схеми, та принцип дії циклонів.
5. Крупність часток, що уловлюються в циклонах. Ефективність роботи циклона.
6. Що таке фактор поділу.
7. Основні конструкції циклонів, їхня відмінність.
8. Розрахунок циклона, основні положення.
9. Як оцінюється ефективність роботи пиловловлюючіх апаратів.
10.Принцип дії батарейних циклонів, їхня ефективність.
11.Вибір циклонів.
12.Інерційні пиловловлювачі. Принцип роботи, застосування.
13.Прямоточний пиловловлювач, принцип дії. Ефективність. Застосування.
14.Сутність мокрого пиловловлення. Способи мокрого пиловловлення.
15.Класифікація мокрих пиловловлювачів за принципом дії.
16.Плівковий мокрий пиловловлювач з вертикальними насадками. Принцип дії.
17.Відцентрові скруберьі. Принцип дії. Застосування. Ефективність.
18.Мокрий пиловловлювач із ґратами (МПР). Принцип дії.
Ефективність. Застосування.
19.Прямоточний мокрий пиловловлювач (АМП). Принцип дії. Ефективність. Застосування.
20.Барботажні пиловловлювачі. Принцип дії.
21. Пінні фільтри. Принцип дії. Ефективність. Застосування.
22.Уловлювання пилу фільтруванням. Типи фільтрів.
23. Стадії фільтрації в пористих фільтрах і яких ефектах спостерігаються в цьому процесі.
24.Ткані фільтри. Принцип роботи. Ефективність. Застосування.
25.Зернисті фільтри. Принцип роботи. Ефективність. Застосування.
26.Розрахунок рукавних фільтрів.
27.Гравійні фільтри зі зрошенням. Принцип дії. Застосування.
28.Електрофільтри. Принцип роботи. Ефективність. Застосування.
29.Опишіть конструкцію електрофільтру типу УВП.
2.4. Пиловловлюючі установки. Промислові викиди газів і пилу.
Сучасні схеми пиловловлення на виробництві. Боротьба з пилостворенням на збагачувальних фабриках. Укриття і герметизація устаткування.
Влив шкідливих газів і пилу на навколишнє середовище. Загальні зведення і ПДК і ПДВ. Способи зниження гранично припустимих викидів.
Розрахунок висоти труб з метою зниження гранично припустимих концентрацій. Очищення газів від шкідливих домішок.
Рек. література [1] стор. 213-229.
Питання для самоперевірки.
1. Які основні конструкції пиловлавловаючіх апаратів застосовуються на
збагачувальних фабриках і на яких процесах.
2. Які міри застосовуються на збагачувальних фабриках для забезпечення ПДК.
3. Як нейтралізується сірчистий ангідрид.
3. Контрольні завдання.
По дисципліні виконується контрольна робота, що складається з трьох завдань (№ 1, № 2 та № 3).
Завдання № 1. Привести схему циклону та розрахувати циклон по наступним вихідним даним (таблиця 1).
Таблиця 1
| Варіант | Qг м3/год | Vвх, м/с | Vвих, м/с | δг,кг/м3 | δч,кг/м3 | dч, мкм | D4, м |
| 25,0 | 8,0 | 1,23 | 0,20 | ||||
| 23,0 | 7,0 | 1,24 | 0,25 | ||||
| 24,0 | 9,0 | 1,20 | 0,30 | ||||
| 22,0 | 6,0 | 1,26 | 0,20 | ||||
| 21,0 | 5,0 | 1,27 | 0,25 | ||||
| 20,0 | 6,0 | 1,26 | 0,30 | ||||
| 19,0 | 7,0 | 1,23 | 0,35 | ||||
| 18,0 | 6,0 | 1,26 | 0,35 | ||||
| 18,0 | 7,0 | 1,23 | 0,30 | ||||
| 20,0 | 5,0 | 1,20 | 0,30 | ||||
| 21,0 | 6,0 | 1,25 | 0,35 | ||||
| 20,0 | 5,0 | 1,24 | 0,40 | ||||
| 25,0 | 8,0 | 1,23 | 0,20 | ||||
| 23,0 | 7,0 | 1,22 | 0,25 | ||||
| 22,0 | 9,0 | 1,24 | 0,20 |
У таблиці 1:
Vг- продуктивність циклона, м3/год;
Vвх - швидкість газу на вході циклона, м/с;
Vвих - швидкість газу на виході з циклона, м/с;
δ г - щільність повітря, кг/м3;
δч- щільність часток пилу, кг/м3;
dч - розмір граничного зерна, мкм;
µ - кінематична в'язкість повітря, м2/с,
µ = 14,4*10-6 м2/с;
D4 - діаметр пилового насадку, м.
Во всех вариантах принимать Рбар= 102кПа; Рц = 40кПа; С= 50 г/м3; Т=1400С
Рек. література [2] стор. 240-244.
Завдання № 2. Привести схему рукавного фільтру та вибрати рукавний фільтр по наступним вихідним даним (таблиця 2).
Таблиця 2
| Варіант | Vг, м3 /год | Т, 0С | Рбар, кПа | Рнад, Па |
У таблиці 2:
Vг- продуктивність по газі, м3/год;
Т - температура газу, °С;
Рбар - барометричний тиск, кПа;
Рнад - надлишковий тиск перед фільтром, Па.
Рек. література [1] стор. 196-198.
