Сравнение процессов помола известняковой пудры: шаровая мельница против вертикальной валковой мельницы

Введение

Подача известняка в виде мелкого порошка является важным процессом во многих отраслях промышленности, включая строительство, сельское хозяйство, химию и производство. Выбор технологии измельчения существенно влияет на качество продукции, операционные затраты и общую эффективность предприятия. На протяжении десятилетий основной технологией измельчения известняка служила шаровая мельница. Однако благодаря технологическому прогрессу вертикальная роликовая мельница (вертикальная роликовая мельница, VRM) стала высокоэффективной и современной альтернативой. В данной статье представлена подробная техническая сравнительная характеристика этих двух основных методов обработки известняка, анализируются их принципы работы, показатели эффективности и экономический ущерб, чтобы помочь в принятии обоснованных решений.

Основные принципы управления

Технология шаровых мельниц

Шаровая мельница представляет собой горизонтальное вращающееся цилиндрическое устройство, частично заполненное абразивными материалами – обычно шариками из высокочромистой или марганцевой стали. Исходный материал (известняк, размер частиц ≤25 мм) подается через входное отверстие. По мере вращения цилиндра шарики поднимаются вверх, а затем падают на материал, в результате чего происходит уменьшение его размера благодаря сочетанию ударного воздействия и абразивного воздействия. Тонкоизмельченный порошок выходит через выходное сито, а крупные частицы остаются для дальнейшего измельчения. Часто данный процесс сопровождается использованием внешнего воздушного сортировщика для более тонкого разделения продукта.

Технология вертикальных валковых мельниц

Вертикальный валиковый мельник работает по принципу дробления с сжатием материала. Сырая известняковая порода (размером не более 50 мм) подается на вращающуюся столешницу для измельчения. Два или более гидравлически подавляемых валика оказывают значительное давление на слой материала, раздавливая и дробя его частицы. Одновременно поток горячего газа (часто из предварительного нагревателя) движется вверх, вынося мелкие частицы в интегрированный, высокоэффективный сортировочный аппарат. Крупные частицы отсеиваются сортировочным аппаратом и возвращаются на столешницу для дальнейшей обработки. Такая интегрированная система измельчения, сушки и сортировки, объединенная в одном устройстве, является одной из основных преимуществ вертикальных валиковых мельников.

Сравнительный анализ: Ключевые показатели эффективности działania

1. Потребление энергии

Это самый значительный отличительный признак. Шаровые мельницы известны своим высоким энергопотреблением: значительная часть энергии тратится на вращение тяжелого барабана и подъем средств для помола, при этом лишь около 1–2% всего вводимого энергопотока фактически используется непосредственно для сокращения размера материала. В отличие от них, мельницы типа VRM разработаны с учетом эффективности использования энергии. Прямое измельчение материала с помощью роликов позволяет более целесообразно распределить энергию. Кроме того, возможность использования отходящих процессуальных газов для сушки внутри мельницы исключает необходимость в отдельном сушильном оборудовании. Мельницы типа VRM обычно обеспечивают более высокую эффективность работы.Специфическое энергопотребление снижено на 30–50%.По сравнению с системами шаровых мельниц для достижения той же степени измельчённости продукта.

2. Точность продукта и распределение размеров частиц

Шаровые мельницы обладают высокой универсальностью и позволяют получать продукты с очень широким диапазоном тонкости – от грубой до сверхтонкой. Однако достижение очень узкого распределения размеров частиц может представлять сложность из-за избыточной мельничной обработки некоторых частиц, в то время как другие остаются грубыми. Вращающиеся мельницы (VRM), оснащенные современными внутренними сортировочными устройствами, превосходно справляются с задачей получения более крутого и равномерного распределения размеров частиц. Это крайне важно для применений, таких как использование наполнителей в пластмасах или красках, где однородность размеров частиц влияет на качество готового продукта. Для требований к сверхтонкой мельничной обработке, выходящих за рамки стандартных возможностей VRM, необходимо специализированное оборудование, такое как наше.Подвижная мельница SCM для производства ультратонкого порошкаЭто идеальное решение. Благодаря вертикальному турбинному сортировочному устройству данное оборудование позволяет достигать степени измельчения 325–2500 меш (D97 ≤ 5 мкм) с высокой однородностью получаемого порошка, что делает его идеальным вариантом для производства высококачественных, сверхтонких порошков из известняка.

3. Производственная мощность и площадь занимаемой территории

Для крупномасштабного производства VRM (вертикальные разделительные мельницы) обладают явным преимуществом с точки зрения емкости на единицу площади занимаемой территории. Одна VRM может обрабатывать очень большие объемы материала, часто заменяя две или более традиционных шаровых мельниц. Их вертикальная, компактная конструкция позволяет значительно сократить площадь, необходимую для размещения производственного объекта — на 50–70% меньше по сравнению с заводом на основе шаровых мельниц аналогичной мощности, что снижает затраты на строительство. Шаровые мельницы более модульны по конструкции, однако требуют больше места как для самой мельницы, так и для вспомогательного оборудования и оборудования для сортировки.

4. Капитальные и операционные затраты (CAPEX против OPEX)

Капитальные расходы (CAPEX):Первоначальные затраты на систему VRM, как правило, выше, чем на систему шарового мельника аналогичной производственной мощности. Это связано с более сложной механической конструкцией и совершенными системами управления.
Операционные расходы (OPEX):Вот где проявляется преимущество VRM (вентиляторного модуля). Значительное снижение энергопотребления позволяет значительно уменьшить счета за электричество. Кроме того, износостойкие компоненты VRM (ролики и вкладыши внутренней облицовки) обычно имеют более длительный срок службы по сравнению с компонентами шаровых мельниц, хотя стоимость их замены выше. Современные VRM спроектированы с учетом возможности быстрой замены роликов, что минимизирует временные перебои в работе устройства. Общие эксплуатационные расходы на VRM, как правило, ниже, что способствует более быстрому окуплению инвестиций, несмотря на более высокие первоначальные затраты на их приобретение.

5. Вместимость для сушки

ВРМ (вертикальные роторные мельницы) обладают внутренним преимуществом: они могут обрабатывать сырье с содержанием влаги до 15–20% за счет использования горячих газов, подаваемых в корпус мельницы. Такой комплексный процесс сушки очень эффективен. Гранулирующие мельницы имеют ограниченные возможности по сушке сырья, если только не оснащены отдельным внешним сушильным оборудованием; это увеличивает энергопотребление и усложняет конструкцию установки.

6. Шум и воздействие на окружающую среду

Шаровая мельница, при которой металлические шары вращаются, работает с высоким уровнем шума и зачастую требует использования звукоизолирующих кожухов. Системы типа VRM (Variable Regulating Magnetoresistors) гораздо тише. С точки зрения экологии обе системы используют мешковые фильтры для сбора пыли. Однако из-за закрытой конструкции и работы под отрицательным давлением системы VRM по сути более эффективно контролируют выбросы пыли по сравнению с системами шаровых мельниц с открытым контуром.

Когда выбирать ту или иную технологию?

Оптимальные способы применения шаровых мельниц

• Проекты с ограниченным начальным капиталом.
• Операции, требующие чрезвычайной гибкости для производства очень широкого спектра продуктов и обеспечения высокого уровня их качества с использованием одного только станка.
• Измельчение высокоабразивных материалов в случаях, когда затраты на используемые средства можно считать приемлемыми.
• Производственные мощности малого и среднего масштаба.

Оптимальные случаи применения вертикальных валковых мельниц

• Крупномасштабные производственные линии, где крайне важно минимизировать операционные затраты.
• Растения в условиях ограниченного пространства.
• Обработка известняка с высоким содержанием влаги.
• Применения, требующие однородного и узкого распределения размеров частиц.
• Растения, направленные на снижение углеродного следа за счет уменьшения потребления энергии.

Заключение

Выбор между шаровым мельницей и вертикальной валковой мельницей для измельчения известняка не является простым решением, которое подойдёт для всех случаев. Надёжная, гибкая и требующая меньших накладных расходов на оборудование шаровая мельница по-прежнему остаётся подходящим вариантом для многих применений. Однако для современных крупномасштабных промышленных предприятий, центрирующих внимание на эффективности, низких операционных затратах и экологических характеристиках, вертикальная валковая мельница является неоспоримым технологическим лидером. Благодаря своей высокой энергоэффективности, интегрированным функциям сушки и сортировки, а также компактным размерам она предпочтительнее при выборе оборудования для новых установок.

Для проектов, требующих надежного и эффективного решения для стандартной и тонкой обработки известняка, мы предлагаем…Мельница серии MTW с трапециевидным модулемMTW Мельница обладает отличным балансом между производительностью и ценой. Она оснащена инновационными лопатками, устойчивыми к износу, оптимизированными изогнутыми воздушными каналами и высокоэффективной трансмиссионной системой, что позволяет достигать высокой производительности при низких затратах на обслуживание, делая ее надежным инструментом для ваших операций по шлифовке.