Результат интеллектуальной деятельности: ДЕЗИНТЕГРАТОР ДЛЯ ПОМОЛА УГЛЯ

Изобретение относится к области энергетики, а более конкретно к области приготовления пылеугольного топлива для тепловых станций. Изобретение может найти применение для помола угля в установках глубокой переработки угля в другие виды топлива, а также при производстве новых веществ и материалов.

Известно, что дальнейшее повышение эффективности и к.п.д. энергетических комплексов, включая ТЭЦ, энергетики связывают с проблемой дальнейшего усовершенствования систем подготовки угля перед сжиганием. Основным элементом в этих системах, определяющих эффективность сгорания угля и удовлетворение требований экологии, являются устройства помола угля. От тонины помола угля зависит и количество вредных выбросов в атмосферу, и более полное сгорание топлива с максимальным к.п.д.

Известен дезинтегратор (патент РФ №2291745 C1, B02C 13/22), содержащий цилиндрический корпус с осевым загрузочным и тангенциальным разгрузочным патрубками. В этом дезинтеграторе вращающиеся диски помольной камеры расположены горизонтально один над другим. Для распределения материала внутри помольной камеры установлены разбрасывающие патрубки, жестко связанные с верхним вращающимся диском, и устройство для равномерного распределения материала по периметру рабочей камеры, жестко связанное с нижним вращающимся диском.

К недостаткам данного устройства относится то, что горизонтальное расположение вращающихся дисков помольной камеры вызывает накопление помольного материала и не имеет механизмов самопроизвольного его удаления в процессе помола. К тому же установка внутри помольной камеры разбрасывающих патрубков и устройства для равномерного распределения материала существенно увеличивает массу вращающихся элементов, а следовательно, и затраты мощности на привод помольных дисков.

Известен дезинтегратор (патент РФ №2408433 C1, B02C 13/20), содержащий цилиндрический корпус, внутри которого размещены роторы с ударными элементами и каналы для возврата материала в рабочее пространство помольной камеры. Предусмотрена также установка дополнительных бронеплит, жестко закрепленных на внутренней поверхности цилиндрического корпуса.

Недостатки данного устройства: установка каналов возврата и бронированных плит ухудшает аэродинамические характеристики самой помольной камеры и не обеспечивает ее непрерывную работу с пластичными материалами, например, такими, как уголь. Установка дополнительных бронированных плит и каналов возврата способствует накоплению помольного материала внутри дезинтегратора и, как следствие, приводит к дополнительным затратам мощности на привод вращающихся роторов с ударными элементами.

Наиболее близким по совокупности признаков к заявленному устройству, дезинтегратору для помола угля, является дезинтегратор Н.П.Дядченко (патент РФ №2279316 C2, B02C 13/22). Изобретение включает два расположенных соосно друг другу ротора - диска с установленными по периферии перфорированными в цилиндрической части ободками, пальцы, закрепленные по концентрическим рядам на дисках, и привод, обеспечивающий вращение дисков в противоположные стороны. Валы роторов выполнены полыми, а диски закреплены на валах роторов под углом для обеспечения возвратно-поступательного перемещения помольного материала в осевом направлении от диска к диску, сопровождаемого периодическими колебаниями устройства. При этом каждый палец каждого диска имеет начало с одной стороны диска, а продолжение - на другой стороне диска, а сами пальцы выполняются съемными в виде конических стержней, имеющих в поперечном сечении остроконечную звезду, уменьшающуюся в размерах от средней части стержня к его периферии.

Недостатком изобретения является то, что оно сложно в изготовлении и ненадежно в эксплуатации. Кинематика привода, сложность балансировки, вибрационное воздействие, сопутствующее большому числу сравнительно слабых ударов пальцев по измельчаемым частицам в дезинтеграторе - все это не позволяет перейти на повышенные скорости вращения роторов и получения тонины помольного материала меньше 10 мкм.

Задачей заявленного изобретения является устранение вышеперечисленных недостатков, присущих известным устройствам, путем создания и реализации новой конструкции устройства - дезинтегратора для помола угля.

Указанная задача решается за счет новой конструкции дезинтегратора для помола угля с большей эффективностью и надежностью в процессе эксплуатации, не накапливающего помольный материал внутри себя, с получением тонины помольного материала меньше 10 мкм и обеспечивающего меньшие энергетические и эксплуатационные затраты в процессе помола.

Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом дезинтеграторе для помола угля также имеется корпус, два вращающихся диска с полыми горизонтальными валами, помольная камера с ударными элементами, жестко закрепленными на вращающихся в противоположных направлениях дисках, и патрубки для ввода и вывода помольного материала (микроугля). Отличием предлагаемого дезинтегратора для помола угля является то, что внутри корпуса дезинтегратора для помола угля установлен сепаратор для отделения мелкодисперсной составляющей помольного материала и предусмотрен дополнительный патрубок для вывода помольного материала из дезинтегратора. При этом сепаратор выполнен в виде вращающейся сетки, а на боковых поверхностях вращающихся дисков с противоположных сторон относительно помольной камеры установлены направляющие лопатки и выполнены сквозные отверстия под ними для рециркуляции помольного материала внутри корпуса дезинтегратора.

Указанный технический результат достигается также тем, что в предлагаемом дезинтеграторе для помола угля патрубок для ввода угля в дезинтегратор установлен неподвижно на торце полого горизонтального вала одного из вращающихся дисков и выполнен с дозатором, состоящим из неподвижного вращающегося конуса и вращающейся многозаходной винтовой нарезки, выполненной на внутренней поверхности вышеуказанного полого горизонтального вала.

Указанный технический результат достигается также тем, что в предлагаемом дезинтеграторе для помола угля дополнительный патрубок для вывода мелкодисперсной составляющей помольного угля из дезинтегратора установлен неподвижно на торце полого горизонтального вала второго вращающегося диска и выполнен в виде центробежного эжектора с подвижным сопловым элементом.

На фиг.1 изображен общий вид (в разрезе) дезинтегратора для помола угля.

На фиг.2 изображено сечение А-А на фиг.1.

На фиг.1 заявляемый дезинтегратор для помола угля включает в себя: корпус 1, установленный на платформе (на фиг.1 не показана), два вращающихся в противоположных направлениях диска 2 и 3, жестко закрепленные на полых горизонтальных валах 4 и 5, ударные элементы 6, жестко закрепленные на вращающихся дисках 2 и 3, сепаратор 9 для улавливания мелкодисперсной составляющей помольного материала, выполненный в виде перфорированной сетки 10, вращающейся вместе с диском 2, дополнительный патрубок 11 для вывода мелкодисперсной составляющей помольного материала (угля) из дезинтегратора, установленный на торце вала 5, центробежный эжектор 12 с подвижным сопловым элементом 13, патрубок 7 для ввода угля в дезинтегратор для помола угля, установленный на торце полого горизонтального вала 4, дозирующее устройство 14 с подвижным в осевом направлении конусом 15, горизонтальный вал 4, внутренняя поверхность которого имеет вращающуюся многозаходную винтовую нарезку 16, раздаточного бункера 17, помольную камеру 18. На вращающихся дисках 2 и 3 со стороны, противоположной от помольной камеры 18, установлены специальные закручивающиеся направляющие лопатки 19, под которыми в дисках 2 и 3 выполнены сквозные отверстия 20 для дополнительной рециркуляции пылеугольной смеси угля и воздуха внутри корпуса 1 дезинтегратора для помола угля (опоры валов, приводные шкивы и уплотнения на фигурах не пронумерованы).

Работает устройство следующим образом. Помольный уголь через входной патрубок 7 попадает в дозирующее устройство 14, откуда он при помощи многозаходной винтовой нарезки 16 подается в раздаточный бункер 17. При этом количество подаваемого помольного угля может быть изменено как за счет перемещения конуса 15 в осевом направлении дозирующего устройства 14, так и за счет изменении расхода воздуха, подаваемого вместе с помольным углем в помольную камеру 18 корпуса 1 дезинтегратора для помола угля. При взаимодействии помольного угля с ударными элементами 6 вращающихся дисков 2 и 3 уголь начинает дробиться и измельчаться. Частицы угля распределяются внутри помольной камеры 18 в соответствии со своей тониной помола (массой). При этом более тяжелая и крупная фракция помольного угля устремляется на периферию, а более легкая и мелкая фракция оттесняется к оси дезинтегратора для помола угля. Далее часть крупной фракции помольного угля с помощью специальных лопаток 19 и отверстий 20 из периферийной области вновь возвращается в центр помольной камеры 18 и продолжает уменьшаться, а другая через патрубок 8 удаляется из дезинтегратора. Мелкодисперсная часть помольного угля, пройдя сепаратор 9 и перфорированную вращающуюся сетку 10, попадает в центробежный эжектор 12, из которого она с помощью потока воздуха, поступающего в центробежный эжектор 12 через подвижный сопловой элемент 13, выводится из дезинтегратора для помола угля. Изменяя расход воздуха, который поступает в центробежный эжектор 12 через регулируемый подвижный сопловой элемент 13, можно легко изменять концентрацию частиц мелкодисперсной фракции помольного угля в выводимом потоке.

Предложенный дезинтегратор для помола угля обеспечивает заранее заданную тонину помола обеих фракций помольного угля, тонину помола мелкой фракции угля меньше 10 мкм, заранее заданное соотношение обеих фракций угля в выводимом потоке. Это в конечном итоге позволяет сжигать уголь в энергетических установках с минимальным выбросом вредных веществ в атмосферу и максимальным использованием его теплотворной способности. Дезинтегратор для помола угля прост в исполнении и надежен в процессе эксплуатации. Он легко вписывается в любой технологический цикл без каких-либо доработок и поддается полной автоматизации не только в процессе помола угля, но и в получении возможности регулирования всего процесса в целом, что повышает его эффективность и снижает стоимость его эксплуатации.

Преимущество заявляемого изобретения состоит в том, что в результате его осуществления повышается эффективность процесса помола угля, а следовательно и эффективность его сжигания, а простота в изготовлении и удобство при эксплуатации существенно понижают все виды затрат, включая эксплуатационные, обеспечивая при этом высокую степень надежности.