Назначение, принцип действия и схема работы щековой дробилки.

Ответ: Щековые дробилки относятся (ЩД) к размольным машинам с преобладанием измельчения способами размалывания, раскалывания и раздавливания. Чаще всего ЩД используются при крупном и среднем дроблении.

Основными рабочими органами ЩД являются смонтированные на станине 1 стальная или чугунная неподвижная щека 2 и подвижная щека 4, защищенные плитами, изготовленными из очень прочного (износоустойчивого) материала. С торцов пасть закрыта гладкими плитами 3. ЩД работает циклично – в 2 стадии: измельчение ТМ; загрузка-выгрузка ТМ. На стадии измельчения подвижная щека перемещается влево, плиты сближаются, и происходит разрушение ТМ. На стадии загрузки-выгрузки подвижная щека перемещается вправо; при этом измельченный материал выгружается из ЩД через нижнее сечение пасти (шпальт), и одновременно в рабочий объем через верхнее сечение (зев) подается свежая порция исходного ТМ. Возвратно- поступательное перемещение щеки около оси 5 обеспечивается подъемно-опускным движением шатуна 8, сидящего на эксцентриковом валу 7, и распоротыми плитами 9, шарнирно соединяющими шатун с подвижной щекой (левая плита 9) и клиньями 12 (правая плита 9). При подъеме шатуна подъемные плиты располагаются почти в одну линию, так что подвижная щека идет влево (измельчение ТМ в пасти). При опускании шатуна распорные плиты располагаются в ломаную линию так, что подвижная щека идет вправо (разгрузка ТМ через шпальт и загрузка свежих его порций через зев). На стадии загрузки-выгрузки под действием собственного веса ТМ в рабочей зоне подвижная щека весьма медленно перемещается вправо; чтобы частота этого перемещения соответствовала режиму ЩД, пересмотрен принудительный возврат подвижной щеки в крайнее правое положение с помощью тяг 10 и пружин 11.

Для восприятия значительных инерционных усилий на эксцентриковом валу 7 устанавливается массивное моховое колесо 6.

Конечный размер куска измельченного ТМ регулируется шириной щели (нижнего сечения) шпальта за счет фиксации клиньев 12 в определенном положении.

При работе ЩД возможно случайное попадание в рабочий объем (в пасть) очень прочного куска какого-либо постороннего ТМ. Чтобы избежать поломки дорогостоящих узлов и деталей ЩД, на этот случай предусмотрена преднамеренная поломка какой-нибудь дешевой и легко заменяемой детали, чаще всего – специально ослабленной правой распорной плиты 9: она выполняет роль «предохранительного клапана» - при поломке его легко заменить на новую.

Крепление подвижной щеки может быть различным (рис 22.4). Применяемое чаще всего верхнее крепление (рис 22.3,а и 22.4,а, стр. 1627) обеспечивает надежную выгрузку ТМ. Однако из-за переменной ширины шпальта в этом случае продукт состоит из кусков, заметно отличающихся своими размерами. Нижнее крепление подвижной щеки (рис.22.4,б, стр. 1627) обеспечивает большую однородность в размере кусков измельченного ТМ. Но в этом случае возможно зависание измельченного ТМ при его выгрузке через шпальт. В обоих рассмотренных случаях различные участки подвижной щеки при ее качании перемещаются на разные расстояния и потому испытывают неодинаковые механические нагрузки (наибольшие – в области максимального перемещении участков подвижной щеки). От этого недостатка свободны ЩД с параллельным перемещением подвижной щеки (рис.22.4,в); платить за это улучшение приходиться значительным усложнением кинематической схемы ЩД. Наконец, существуют ЩД со сложным перемещением подвижной щеки (рис.22.4,г) – влево и вниз на стадии измельчания. В этом случае облегчается выгрузка измельченного ТМ; кроме того, к указанным выше способам добавляется еще истирание, что важно при разрушении мягких и вязких ТМ. Кинематическая схема также сложна.

Диапазон размеров весьма широк: от лабораторных дробилок до пилотных и промышленных. Они могут развивать очень большие усилия.

Достоинства: простота, надежность, легкость обслуживания, относительная компактность. Недостатки: периодичность цикла работ, следовательно, неравномерность нагрузки на рабочий орган в процессе измельчения, поломки, необходимость замены распорной плиты, шум

Ответы на вопросы по курсу ОХТ

1. В газовой фазе протекают реакции: основная А + В = R (ΔН <0) и побочная 2 R → S (ΔН < 0). Как сместить равновесие и увеличить селективность процесса?

Ответ: Основная реакция протекает с уменьшением числа молей, следовательно, для смещения равновесия нужно ­Р, ­С_{исх. реаг}.; реакция экзотермическая (DН<0), значит, ¯t°; выводим продукты из сферы реакции – смещение равновесия и ­ селективности процесса, так как подавится скорость побочной реакции; поскольку реакции последовательны, то для получения max выхода целевого продукта нужно использовать реактор периодического действия или полного вытеснения.

Принцип Ле Шателье: Если на систему, находящуюся в равновесии, воздействовать извне, изменяя какое-нибудь из условий, определяющих положение равновесия, то в системе усилится то направление процесса, течение которого ослабляет влияние произведенного воздействия, и положение равновесия сместится в том же направлении.

2. Реакция получения синтез-газа (СО + Н₂):

СН₄ + Н₂О = СО + 3Н₂ (D Н >0) сопровождается побочной реакцией:

CН₄ = С + 2Н₂, энергия активации которой значительно больше, чем основной реакции. Чем будет определяться выбор температуры процесса?

Ответ: Рассмотрим основную реакцию с точки зрения термодинамики. Поскольку реакция является эндотермической (∆Н>0), то для смещения равновесия в сторону образования целевого продукта необходимо увеличивать температуру. С точки зрения кинетики скорость основной реакции также будет возрастать с увеличением температуры. Следовательно, для основной реакции противоречия между кинетикой и термодинамикой не возникает. Ограничения по увеличению температуры будет накладывать побочная реакция. Поскольку её энергия активации велика, по сравнению с основной реакцией, то вначале при повышении температуры до некоторого значения побочная реакция протекать не будет, а затем повышение температуры в большей степени будет влиять на увеличение скорости побочной реакции, а не основной, что приведет к уменьшению выхода целевого продукта.

3. В реакционной системе в газовой фазе протекают две реакции:

А + В = R + S (D Н < 0) – основная и 2 А ® D – побочная. Наблюдаемая энергия активации основной реакции меньше, чем наблюдаемая энергия активации побочной. Как увеличить селективность процесса при сохранении производительности?

Ответ: Будем считать, что основная реакция – обратимая, побочная нет (это сомнений не вызывает). Основная задача: подавление побочной р-ции, смещение равновесия основной р-ции в сторону образования продукта. Поскольку основная реакция экзотермична, то снижение температуры приведет к смещению равновесия в сторону образования целевого продукта, но при этом произойдет уменьшение скоростей реакций, интенсивности процесса, что повлечет за собой снижение производительности (кол-во продукта в ед. времени). Если Е_а1<Е_а2, то с понижением т-ры наблюдается возрастание дифференциальной сел-ти, т.е. относительно более быстрое уменьшение скорости побочной р-ции по сравнению с уменьшением скорости основной р-ции. Изменение давления никак не влиляет на смещение равновесия нашей основной реакции. Введение избытка исходного в-ва В сместит равновесие вправо. Введение избытка А приведет помимо этого к увеличению выхода продукта побочной р-ции, т.е. влияние на сел-ть неоднозначно. Т.о. для увеличения селективности процесса при сохранении производительности необходимо ввести катализатор основной реакции, что приведет к изменению энергии активации осн. р-ции.