Воздушный классификатор — это место, где фактически устанавливается размер частиц в системе измельчения карбоната кальция. Например, шаровая мельница производит широкий диапазон размеров частиц. Классификатор определяет, какие частицы станут продуктом, а какие вернутся в мельницу. Классификатор с низкой четкостью разделения обеспечивает широкое распределение частиц по размерам независимо от продолжительности работы мельницы. Классификатор с четкой, хорошо контролируемой точкой разделения обеспечивает узкое распределение, необходимое для рынков красок, пластмасс и бумаги.
Воздушный классификатор серии MBS разработан специально для сухой классификации карбоната кальция и других промышленных минералов. Он охватывает диапазон размеров частиц D97 от 8 до 200 микрон. Его иерархическая внутренняя структура снижает перепад давления по сравнению с традиционными конструкциями классификаторов. Это напрямую снижает затраты на электроэнергию вентилятора, которые обычно составляют 15-251 тонн от общей мощности системы классификатора. Серия включает 18 моделей производительностью от 4 т/ч в пилотном масштабе до 840 т/ч в промышленном масштабе.
В этой статье рассматривается принцип механической работы классификатора MBS, требуемая тонкость помола для каждого рыночного применения, какая модель подходит для какого объема производства, а также результаты работы реальной производственной линии после перехода на классификатор MBS на заводе по производству карбоната кальция во Вьетнаме.
Что на самом деле требуется от классификации каждого рынка карбоната кальция
Для каждого применения карбоната кальция устанавливается свой целевой показатель тонкости помола — и, что более важно, свои последствия за ошибки. Понимание того, что важно для последующего процесса, позволяет определить, насколько строгой должна быть классификация.
| Приложение | Типичный D97 | Параметр управления ключом | Последствия образования частиц слишком большого размера |
| Краски и покрытия | 8-20 мкм | Узкий пролет; жесткое ограничение D97. | Шероховатость поверхности, снижение блеска, дефекты пленки. |
| Пластмассы и мастербатчи | 10-45 мкм | Управление верхним срезом | Точки концентрации напряжений; поверхностные полосы на пленке. |
| Клеи и герметики | 15-45 мкм | Стабильные значения D50 и D97 | Засорение сопла; неравномерная прочность соединения. |
| Наполнитель и покрытие для бумаги | 5-15 мкм | D97 и яркость | Царапины на проволоке бумагоделательной машины; колебания прозрачности. |
| Строительная засыпка | 50-200 мкм | верхний предел D97 | Равномерность уплотнения; образование мостиков между частицами. |
| Фармацевтические препараты | 5-30 мкм | Жесткие требования PSD; соответствие нормативным требованиям. | Изменчивость скорости растворения; проблемы с прессованием таблеток. |
Серия MBS охватывает весь диапазон размеров, представленный в этой таблице, и имеет единую конструкцию классификатора. Точка отсечки устанавливается скоростью вращения классификационного колеса — это плавно регулируемый рабочий параметр, а не механическое изменение. Производственная линия, использующая один и тот же блок MBS, может переключаться между классом D97 (15 микрон) для лакокрасочных материалов и классом D97 (40 микрон) для пластмасс, регулируя скорость вращения колеса и подтверждая новое стабильное состояние с помощью образца PSD, без остановки линии.
Как работает классификатор MBS: механизм разделения
Понимание принципа разделения позволяет понять, почему важны определенные рабочие параметры и как их корректировать, когда продукт отклоняется от заданных параметров.
Ввод и распределение материалов
Исходный материал поступает через верхнее входное отверстие и падает на вращающийся центробежный дисперсионный диск. Диск с высокой скоростью выбрасывает материал наружу, разделяя отдельные частицы и предотвращая попадание агломерированных скоплений в зону классификации в виде отдельных крупных объектов. Этот этап деагломерации важен для мелкодисперсного карбоната кальция, который имеет тенденцию образовывать мягкие агломераты во время хранения и транспортировки, что в противном случае привело бы к завышению измеренного значения D97 продукта.
Классификационная зона: две конкурирующие силы
Внутри зоны классификации каждая частица одновременно испытывает две противоположные силы. Вращающееся классификационное колесо создает центробежную силу, направленную радиально наружу; входящий поток воздуха оказывает силу сопротивления, направленную радиально внутрь к колесу. Баланс этих двух сил определяет судьбу каждой частицы:
Мелкие частицы — те, которые находятся ниже порога отсечения — имеют достаточную площадь поверхности относительно своей массы, так что аэродинамическое сопротивление превышает центробежную силу. Они переносятся внутрь потоком воздуха, проходят через классификационное колесо и попадают в систему сбора продукта (циклон или рукавный фильтр).
Крупные частицы — те, которые находятся выше точки отсечения — достаточно тяжелы, чтобы центробежная сила превышала силу сопротивления. Они отбрасываются наружу, падают к основанию классификатора и выгружаются через поворотный клапан для возврата в шаровую мельницу.
Контроль точки среза
Два параметра определяют положение центробежно-упорного балансира и, следовательно, величину произведения D97:
- Скорость вращения классификационного колеса (об/мин): Более высокая скорость увеличивает центробежную силу, отбрасывая более крупные частицы обратно в мельницу и смещая точку среза в более мелкий слой. Это основная управляющая переменная D97.
- Объем воздушного потока: Увеличение потока воздуха повышает сопротивление всем частицам, что приводит к смещению точки среза в сторону более крупных частиц при заданной скорости вращения колеса. Поток воздуха регулируется для достижения баланса между производительностью и четкостью классификации.
В системе MBS используются регулируемые направляющие лопатки для оптимизации схемы воздушного потока, поступающего в зону классификации. Правильная настройка направляющих лопаток обеспечивает равномерное распределение скорости по всей окружности классификационного колеса, что и приводит к получению четкого среза с узкой переходной зоной, а не плавной, широкой кривой разделения.
Иерархическая структура: почему она снижает падение давления.
В обычном воздушном классификаторе поток воздуха от входа вентилятора через зону классификации до выхода продукта создает относительно большое падение давления — обычно 800-1200 Па для машин среднего размера. Вентилятор должен постоянно преодолевать это падение давления, и мощность вентилятора резко возрастает с падением давления (мощность возрастает пропорционально кубу скорости воздуха, которая, в свою очередь, возрастает пропорционально падению давления). Снижение падения давления на 20-301 тонну не приводит к снижению энергопотребления на 20-301 тонну — оно снижает его значительно больше, поскольку зависимость нелинейная.
Иерархическая внутренняя структура MBS разделяет зону классификации от зон направляющих лопаток и кондиционирования воздушного потока таким образом, что снижается сопротивление потоку по сравнению с традиционными конструкциями. Материал и воздух движутся по более прямому пути с меньшим сопротивлением внутри машины. Измеренное падение давления в блоках MBS стабильно на 20-301 ТТ3Т ниже, чем у традиционных классификаторов с эквивалентной производительностью, что приводит к существенному снижению энергопотребления вентиляторного двигателя в течение всего производственного года.
Выбор модели серии MBS: соответствие производственной мощности требованиям производства.
Серия MBS включает 18 моделей от MBS-2 до MBS-22. Ниже представлены шесть моделей, наиболее часто используемых для производства карбоната кальция.
| Модель | Мощность привода (кВт) | Расход воздуха (м³/ч) | Диапазон D97 (мкм) | Максимальная скорость подачи (т/ч) |
| МБС-5 | 37 | 23,400 | 14-200 | 32.8 |
| МБС-7 | 75 | 49,000 | 18-200 | 68 |
| МБС-9 | 132 | 107,000 | 25-200 | 140 |
| МБС-12 | 220 | 237,000 | 29-200 | 400 |
| МБС-15 | 380 | 402,000 | 35-200 | 560 |
| МБС-18 | 630 | 606,000 | 38-200 | 840 |
Тонкость помола и производительность зависят от распределения частиц по размерам (PSD) исходного материала, содержания влаги и твердости материала. Для карбоната кальция с размером частиц в исходном материале менее 3 мм и содержанием влаги менее 1% приведенные выше значения являются репрезентативными. Для получения прогнозов, специфичных для конкретного предприятия, обратитесь в компанию EPIC Powder.
Обратите внимание, что минимально достижимый показатель D97 увеличивается с размером модели — более крупные модели с более высокой скоростью воздушного потока менее подходят для самых тонких точек резки. Для лакокрасочных материалов класса GCC с показателем D97 8-15 микрон подходящим является размерный класс MBS-5 или MBS-7. Для среднетонких строительных и пластмассовых материалов с показателем D97 35-80 микрон модели MBS-12–MBS-18 эффективно справляются с требуемой производительностью.
| Руководство по выбору модели в зависимости от области применения Краска марки GCC (D97 8-20 мкм), производительностью до 35 т/ч: MBS-5 — максимально достижимая степень очистки D97, прямая интеграция с одношаровой мельницей. Пластмассы / мастербатчи (D97 15-45 мкм), 35-80 т/ч: MBS-7 — баланс диапазона тонкости помола и производительности для предприятий среднего масштаба. Бумажно-наполнительная и многосортная целлюлозно-бумажная фабрика (D97 15-100 мкм), производительность 80-200 т/ч: MBS-9 — самый широкий коммерческий диапазон D97 при данном уровне пропускной способности. Крупномасштабные строительные и промышленные марки (D97 30-200 мкм), 200-600 т/ч: MBS-12 – MBS-15 — промышленный масштаб для крупномасштабных предприятий по переработке минерального сырья. Крупномасштабные установки GCC (D97 35-200 мкм), производительностью более 600 т/ч: MBS-18 — одноблочная установка для крупнейшего специализированного производства карбоната кальция. |
Интеграция с системами шаровых мельниц
Классификатор MBS предназначен для интеграции в замкнутый цикл с шаровой мельницей. В замкнутой системе поток крупнозернистого отработанного материала из классификатора возвращается непосредственно в мельницу, создавая непрерывный цикл, в котором материал циркулирует до тех пор, пока не будет соответствовать заданным размерам и не выйдет в виде готового продукта. Такая конфигурация имеет два основных преимущества по сравнению с измельчением в открытом цикле.
Во-первых, энергоэффективность: материал покидает технологический контур, как только становится достаточно мелким, а не подвергается чрезмерному измельчению. Частицы, уже соответствующие спецификации D97, не подвергаются дополнительной энергии измельчения. Циркуляционная нагрузка — отношение возвращаемого материала к свежему сырьевому материалу — обычно составляет 150-4001 тонн TP3T для среднетонких марок GCC, что означает, что мельница перерабатывает 1,5-4 тонны уже измельченного материала на каждую тонну свежего сырья. Это звучит неэффективно, но именно это позволяет классификатору поддерживать узкую границу фильтрации, не тратя энергию на чрезмерное измельчение мелкой фракции.
Во-вторых, однородность продукта: поскольку классификатор непрерывно отделяет материал, соответствующий спецификации, от материала, не соответствующего ей, распределение частиц по размерам (PSD) продукта контролируется точкой отсечки классификатора, а не распределением времени измельчения в мельнице. Небольшие изменения твердости подаваемого материала, износа мельницы или скорости подачи влияют на циркулирующую нагрузку, но не на продукт D97, при условии, что классификатор остается правильно настроенным.
Конструкция разгрузочного устройства MBS разработана для прямого подключения к стандартным пневматическим конвейерным линиям. Для большинства установок по модернизации шаровых мельниц не требуются промежуточные бункеры или специальное перегрузочное оборудование.
ПРИМЕР ИЗ ПРАКТИКИ
Завод в странах Персидского залива во Вьетнаме — увеличение производительности на 251 тонну и экономия энергии на 151 тонну после установки MBS-9.
Ситуация
Вьетнамский завод по переработке карбоната кальция, производящий карбонат кальция для рынка красок и мастербатчей, работал по традиционной технологии. воздушный сепаратор В замкнутом цикле с шаровой мельницей. Их целевым показателем был D97 18-20 микрон для рынка красок и D97 35-40 микрон для рынка мастербатчей на одной и той же производственной линии. Существующий сепаратор выдавал показания D97 22-28 микрон для лакокрасочного материала — стабильно выше спецификации — и предприятие компенсировало это, снижая скорость подачи (для уменьшения циркуляционной нагрузки и улучшения точки отсечения), что и являлось причиной ограничения производительности. Общее энергопотребление системы было высоким, поскольку вентилятор работал против чрезмерного падения давления в сепараторе.
Решение
Компания EPIC Powder поставила сепаратор MBS-9, сконфигурированный для работы с частицами D97 размером 18 микрон для лакокрасочного материала и D97 размером 38 микрон для мастербатча, в соответствии с двумя проверенными рабочими рецептурами. Установка была смонтирована на месте существующего сепаратора с использованием существующих соединений воздуховодов с незначительными доработками.
Результаты после 6 месяцев эксплуатации
- Краска марки D97: 18,4 микрона, стабильные значения в пределах ±1,5 микрона на протяжении всего производственного дня — в соответствии со спецификацией заказчика без снижения скорости подачи.
- Мастербатч марки D97: 37,8 микрон, в пределах ±2 микрон
- Пропускная способность: Увеличение показателя 25% на обоих сортах — более острая точка резания MBS при той же скорости вращения колеса позволила увеличить скорость подачи без превышения значения D97.
- Энергосбережение: Общее энергопотребление системы на 151 ТВт·ч ниже — в основном за счет меньшего перепада давления в сепараторе MBS по сравнению с предыдущим сепаратором, что снижает нагрузку на двигатель вентилятора.
- Интервалы износа: При осмотре после 3000 часов работы классификационное колесо и направляющие лопатки показали минимальный износ; расчетный срок службы на 40% больше, чем у предыдущего оборудования, на основе измерения скорости износа.
Второй блок: Через шесть месяцев после ввода в эксплуатацию заказчик заказал второй MBS-9 для новой производственной линии.
Выбираете воздушный классификатор для вашей линии по очистке карбоната кальция?
Инженеры-технологи компании EPIC Powder Machinery помогут вам выбрать подходящую модель MBS для вашего исходного материала, целевого значения D97 и объема производства. Мы предлагаем бесплатное тестирование образцов — отправьте нам репрезентативный образец карбоната кальция и ваши целевые характеристики, и мы предоставим вам полный отчет об анализе гранулометрического состава и рекомендуемые параметры машины в течение пяти рабочих дней.
Мы также предоставляем чертежи компоновки и рекомендации по воздуховодам для модернизации существующих контуров шаровых мельниц.
Запросите бесплатный пробный тест или выберите модель: www.powder-air-classifier.com/contact
Ознакомьтесь с полным циклом передач MBS: www.powder-air-classifier.com
Часто задаваемые вопросы
Каков максимальный показатель D97, которого может достичь классификатор MBS для карбоната кальция?
Классификатор MBS-5 (самая маленькая модель в серии) обеспечивает степень очистки D97 до 14 микрон на карбонате кальция в стандартных сухих условиях. При размерах частиц менее 14 микрон стандартная конструкция MBS становится менее эффективной, поскольку мелкие частицы карбоната кальция все чаще образуют мягкие агломераты, которые аэродинамически ведут себя как более крупные частицы, завышая измеренное значение D97. Для получения значения D97 ниже 10 микрон на карбонате кальция рекомендуется использовать высокоскоростной классификатор со стадией предварительной обработки для деагломерации — компания EPIC Powder предлагает конфигурации, специально разработанные для GCC с размером частиц менее 10 микрон, которые сочетают MBS с расположенной выше по потоку штифтовой мельницей или ударным деагломератором. Если ваша цель — диапазон 8-14 микрон, лучший способ подтвердить эффективность MBS-5 перед приобретением оборудования — провести пробный анализ вашего конкретного исходного материала.
Сможет ли система MBS справиться с карбонатом кальция при содержании влаги выше 1%?
Система MBS предназначена для классификации сухих материалов и оптимально работает при влажности сырья ниже 11 TP3T. При влажности 1-31 TP3T эффективность классификации постепенно снижается: влажные поверхности частиц вызывают агломерацию в зоне классификации, что увеличивает эффективный размер частиц и повышает измеренное значение D97. Энергопотребление вентилятора также возрастает, поскольку более тяжелый и влажный материал требует большего потока воздуха для поддержания стабильной классификации. Для сырья с влажностью выше 11 TP3T стандартным решением является использование сушилки мгновенного действия или роторной сушилки перед классификатором. В частности, для карбоната кальция это наиболее актуально в тропическом климате, где влажность окружающей среды вызывает поглощение влаги во время хранения, или при использовании свежевысушенного фильтрационного осадка в качестве сырья. Сушилке не нужно снижать влажность до нуля — надежное снижение ее ниже 0,51 TP3T устраняет проблему агломерации.
Как преимущество системы MBS в плане перепада давления на практике приводит к реальной экономии энергии?
Мощность вентилятора приблизительно пропорциональна кубу скорости воздуха, а скорость воздуха пропорциональна квадратному корню из перепада давления. Снижение перепада давления на 251 тонну (в пределах типичного для MBS диапазона 20-301 тонна по сравнению с традиционными конструкциями) уменьшает требуемую скорость воздуха вентилятора примерно на 131 тонну и снижает мощность вентилятора примерно на 351 тонну при том же объеме воздушного потока. На практике экономия несколько ниже этого теоретического максимума, поскольку кривые эффективности вентилятора и двигателя не являются плоскими, но измеренная экономия в 15-251 тонну на общем потреблении электроэнергии вентилятором типична для установок MBS. На среднемасштабной установке (MBS-9 при производительности 140 т/ч) снижение потребления электроэнергии вентилятором на 201 тонну представляет собой непрерывную экономию примерно в 25-35 кВт — достаточно значительную, чтобы оправдать более высокую стоимость конструкции MBS по сравнению с традиционным сепаратором в течение 12-24 месяцев только за счет экономии затрат на электроэнергию.
Эпический порошок
В Эпический порошокМы предлагаем широкий выбор моделей оборудования и разрабатываем индивидуальные решения, отвечающие вашим конкретным потребностям. Наша команда имеет более чем 20-летний опыт в обработке различных порошков. Компания Epic Powder специализируется на технологиях обработки мелкодисперсных порошков для горнодобывающей, химической, пищевой, фармацевтической и других отраслей промышленности.
Свяжитесь с нами сегодня для бесплатной консультации и получения индивидуальных решений!
Спасибо за прочтение. Надеюсь, моя статья вам поможет. Пожалуйста, оставьте комментарий ниже. Вы также можете связаться с онлайн-представителем EPIC Powder. Зельда для любых дальнейших запросов».
— Джейсон Ван, Старший инженер
