ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Пожаро- и взрывоопасность измельчигельных устройств из "Пожаро и взрывоопасность пылевидных материалов и технологических процессов их переработки" Измельчением называется процесс уменьшения размеров кусков (зерен) материала разрушением под действием внешних сил. Известны различные способы измельчения. Самым простым и поэтому наиболее распространенным является механическое измельчение твердых тел раздавливанием, раскалыванием, истиранием, ударом и различными комбинациями этих методов (рис. 54). [c.136] Измельчение широко применяют в химической технологии, так как от величины поверхности твердых материалов зависит интенсивность многих гетерогенных процессов. Мировое производство порошков достигает 1 млрд. т в год. [c.136] Процесс измельчения характеризуется степенью измельчения , т. е. соотношением максимальных размеров кусков материала до измельчения и после него. [c.137] Неуравновешенные массы вяла при его вращении вызывают круговые колебания корпуса вибромельницы в плоскости, перпендикулярной оси вибратора. Соударение и взаимное перемещение мелющих тел, возникающее при этом, обусловливают интенсивное измельчение материала, находящегося в пустотах между ними. В зависимости от типа и назначения мельницы ее корпус совершает от 1000 до 3000 колебаний в 1 мин с амплитудой 1,5—4 мм. [c.138] В ударно-центробежных машинах в отличие от мельниц, заполненных мелющими телами, материал подвергается воздействию быстро вращающихся ударных тел разнообразной формы. К измельчителям, работающим по этому принципу, относятся в первую очередь молотковые дробилки (мельницы), основными рабочими элементами которых являются ротор 4 с молотками (билами) 5 и статор—корпус 1 (рис. 57). [c.138] Материал, подлежащий измельчению, подается в машину сверху и дробится на лету ударными телами, крайние точки которых имеют окружную скорость 30—55 м/с. Дополнительное измельчение материала происходит при ударе о броневые плиты 2 корпуса дробилки. Продукт удаляется из Д1ашины через отверстия колосниковой (подовой) решетки 6, размерами которых определяется дисперсность его частиц. [c.139] Скорость крайних точек ударных тел в молотковых мельницах в 2—3 раза выше, чем в дробилках этого же типа, и составляет обычно 75—85 м/с, а в новых конструкциях она может достигать 260 м/с. Высокоскоростные ударно-центробежные мельницы (крестовые мельницы) часто конструируют с жестким креплением бил в отличие от молотковых дробилок, в которых ударные тела шарнирно прикреплены к ротору. Степень измельчения материала в этих мельницах может изменяться от 20 до 500 в зависимости от их конструкции, режима работы и свойств измельчаемого материала. [c.139] Более крупные частицы сосредоточиваются в периферийной зоне помольной камеры, а частицы средней величины перемещаются к ее центру и с нисходящим вихрем, двигаю1цимся в трубе 6, попадают в пылесборник 7. Более мелкие частицы уносятся вос ходящим потоком через трубу 5 и улавливаются в циклонах И матерчатых фильтрах. [c.141] Измельчение в рассмотренных измельчителях может прово-дкться по открытому и замкнутому циклам. При измельчении в открытом цикле куски материала проходят через измельчающую машину только один раз, не возвращаясь в нее. При измельчении же в замкнутом цикле материал подвергается этому про-цессу многократно, причем его г. [c.141] В процессе измельчения могут возникать также свободные радикалы, оказывающие при благоприятных условиях существенное влияние на взаимодействие поверхностных слоев частиц измельчаемого материала с окружающей средой [116, 117]. [c.141] Следствием механической деструкции полимеров, происходящей при их измельчении, является снижение молекулярной массы, образование новых концевых групп, выделение мономеров и других низкомолекулярных соединений, изменение конформации макромолекул [115, 119]. [c.142] Обнаружено также, что механическое измельчение полимеров сопровождается рядом физических явлений люминесценцией, электронной эмиссией, изменением ИК-спектров [119]. [c.142] Измельчительные устройства имеют невысокий коэффициент полезного действия, поэтому значительная часть потребляемой ими энергии превращается в теплоту, которая нагревает измельчаемый материал. Так, к. п. д. шаровых мельниц, считающихся наиболее экономичными для грубого и тонкого измельчения, составляет лишь доли процента [117, 120]. Рабочие температуры в помольных камерах мельниц с мелющими телами достигают 100 °С [120, 121] и зависят от многих факторов степени измельчения материала мощности, потребляемой мельницей ее режима работы (периодический или непрерывный) размеров корпуса мельницы, способа его охлаждения и др. [c.143] В помольных камерах струйных мельниц, в которых кинетическая энергия передается частицам измельчаемого материала потокам воздуха, температура составляет 15—20°С [122]. Сравнительно низкие рабочие температуры в помольных камерах различных по типу мельниц, отсутствие в них мертвых зон, где мог бы скапливаться измельчаемый материал, весьма небольшие Массы материала, заключенного между измельчающими поверхностями, движение его, способствующее отдаче им тепла, — все это не содействует процессам самовозгорания большинства измельчаемых материалов. Однако особочувствительные вещества (сера, поро-форы и др.), реакционная способность которых при измельчении значительно возрастает, могут самовозгораться в размольных агрегатах. [c.143] Частицы порошков, получаемых сухим изхмельчением твердых тел, обладающих диэлектрическими или полупроводящими свойствами, электризуются, т. е. приобретают электрический заряд, величина которого определяется в первую очередь интенсивностью процесса, условиями его реализации и природой измельчаемого материала. Электростатические заряды на частицах тонкодисперсных порошков обусловливают их адгезию к футеровке и мелющим телам, а также агломерацию, уменьшающую эффективность процесса измельчения [123]. [c.144] Несмотря на то, что во многих случаях источником зажигания измельчаемого материала предположительно считают разряд статического электричества [114], публикаций, в которых рассматривалось бы формирование этого разряда в измельчительных устройствах и его воспламеняющая способность, обнаружить не удалось. Отсутствие же обоснованных данных об условиях формирования и воспламеняющей способности разрядов статического электричества с измельчаемого материала не позволяет правильно оценить степень опасности электризации в процессах измельчения без проведения специальных исследований. Можно, однако, полагать, что процесс измельчения в барабанных, вибрационных и ударно-центробежных мельницах при условии их надежного заземления безопасен в отношении проявлений статического электричества, так как весьма небольшие массы измельчаемого материала находятся между мелющими проводящими поверхностями. Поскольку характер движения измельчаемого материала в струйных мельницах с плоской помольной и трубчатой камерами аналогичен характеру движения сепарируемого материала в циклонных аппаратах и пневмотранспортных линиях, степень опасности процесса измельчения в этих мельницах можно оценить так же, как для циклонов (см. стр. 178). [c.144] Возникновение искр при ударе можно объяснить с позиций молекулярно-механической теории трения, так как существенная часть кинетической энергии расходуется на преодоление сопротивления усилию сдвига, возникающему между соударяемыми телами [124, 125]. Согласно этой теории, два твердых тела, приведенных в соприкосновение, контактируют друг с другом лишь микровыступами их поверхностей, высота которых даже для тщательно полированной плоскости составляет не менее ста ангстрем [125]. При скольжении одного из этих тел относительно другого энергия трения превращается главным образом в теплоту, которая концентрируется в точках их дискретного контакта. [c.145] Экспериментально доказано, что максимальная температура этих точек (очагов разогрева) ограничена температурой плавления более легкоплавкого материала трущейся или соударяемой пары тел, если при их взаимодействии не возникают экзотермические превращения [124]. При тангенциальном смещении кон-тактируемых тел происходит также разрушение их взаимовнед-ренных микровыступов и выброс нагретых частиц металла ( искр ) с поверхности трения. [c.145] В общем случае дисперсность этих частиц, их количество и энергетические параметры определяются скоростью приложения нагрузки и ее величиной, физико-механическими свойствами материалов взаимодействующих тел и их поверхностных покрытий. Частицы металла, вырванные из твердых тел при соударении и трении, имеют, как указано выше, определенную начальную температуру. Дальнейший разогрев этих частиц происходит за счет тепла экзотермических процессов их окисления. [c.145] Почти все металлы (за исключением благородных) вступают во взаимодействие с кислородом воздуха при комнатной температуре, причем с ее повышением скорость их окисления резко возрастает. При окислении на поверхности металлов образуются окисные пленки, которые начинают лимитировать скорость этого процесса. При разогреве частицы до температуры плавления окисла металла происходит резкое увеличение скорости окисления, так как диффузия в жидкостях протекает намного быстрее, чем в твердых телах. [c.145] Вернуться к основной статье