UKŁADY TECHNOLOGICZNE UZDATNIANIA WÓD PODZIEMNYCH –KRYTERIA WYBORU.pdf

8/16/2019 UKŁADY TECHNOLOGICZNE UZDATNIANIA WÓD PODZIEMNYCH –KRYTERIA WYBORU.pdf

1/22

3 Zagadnienia procesowo-

aparaturowe aglomeracji

Andrzej HeimKatedra Aparatury Procesowej

Politechnika Łódzka

1. Wstęp

Pod poję ciem aglomeracji rozumie się łą czenie drobnych czą stek sub-

stancji stałej w wię ksze skupiska zwane aglomeratami. W przekonaniu autora

w określeniu tym, traktowanym bardzo ogólnie mieszczą się takie poję cia jak

agregacja czy koagulacja, które dotyczą układów koloidalnych tzw. fazowych,

a wię c układów dyspersyjnych o bardzo dużym stopniu dyspersji i rozwinię tej

powierzchni rozdziału faz, w których fazę rozproszoną stanowią czą stki kolo-

idalne. Rozmiar czą stek koloidalnych przyjmuje się umownie w granicach od

1 nm do 500 nm.

Aglomeracja może mieć miejsce gdy nastą pi kontakt mię dzy czą stkamipierwotnymi i wystą pią siły wią zań łą czą ce te czą stki. Warunki takie mogą

wystą pić niezależnie lub nawet wbrew naszym zamiarom, mówimy wtedy

o aglomeracji niepożą danej, lub też warunki sprzyjają ce aglomeracji mogą być

przez nas specjalnie stworzone, aby ją ułatwić. Przykładem aglomeracji nieko-

rzystnej jest zbrylanie się materiałów proszkowych, którymi później manipulo-

wanie (dozowanie, mieszanie, opróżnianie grawitacyjne zbiorników, roztwarza-

nie w cieczy...) jest znacznie utrudnione lub czasem niemożliwe. Tworzone

aglomeraty czy agregaty mogą natomiast ułatwić pewne operacje jednostkowe,przykładowo filtrację , sedymentację czy odpylanie.


2/22

Andrzej Heim

VII Ogólnopolska Konferencja Naukowa 2

Aglomeracja zwykle utożsamiana jest jako zjawisko, natomiast proces,

świadomie realizowany w celu otrzymania aglomeratów, czę sto nazywany jest

granulacją . W zasadzie poję cie granulacji w technice jest rozumiane bardzo

szeroko, jako wytwarzanie czą stek ciała stałego o odpowiednich wymiarach,

czy nawet kształcie [22]. Mieści się wię c w tym określeniu również procesprzeciwny do aglomeracji, a wię c rozdrabnianie.

Jeśli surowcem jest bardzo rozdrobniona faza stała w postaci proszku

lub pyłu, a produktem czą stki o znacznie wię kszych rozmiarach, to tak ą granu-

lację nazywamy aglomeracyjną . W wyniku granulacji aglomeracyjnej otrzymu-

jemy czą stki zwykle regularne o takich samych lub podobnych kształtach i wy-

miarach, przy zachowaniu pierwotnych właściwości fizykochemicznych surow-

ca. Ma ona zastosowanie tak do gotowych produktów, podnoszą c ich cechy

użytkowe jaki i do surowców i półproduktów. Po aglomeracji proszków lub

pyłów materiał posiada znaczne wię kszą gę stość nasypową (koszty opakowań,transportu i miejsca do magazynowania), nie pyli się (straty, ochrona środowi-

ska), nie zbryla się (problemy dozowania) oraz w przypadku układu wielo-

składnikowego nie wystę puje segregacja składników, co zapewnia jednorodny

skład poszczególnych porcji pobranego materiału. Ta ostatnia cecha jest szcze-

gólnie ważna dla wieloskładnikowych nawozów, barwników, środków ochrony

roślin oraz środków farmaceutycznych.

Granulacja aglomeracyjna może być realizowana w wyniku zastosowa-

nia zwię kszonego ciśnienia (granulacja ciśnieniowa, prasowanie, brykietowa-nie, tabletkowanie), w odpowiednio podwyższonej temperaturze (spiekanie) lub

też bezciśnieniowo w przesypują cej się lub mieszanej warstwie materiału albo

w układzie fluidalnym. Czę sto w procesie granulacji proszków i pyłów stoso-

wany jest dodatek cieczy wiążą cej.

Pierwotne ziarna ciała stałego mogą być zdyspergowane w cieczy

i wtedy proces tworzenia aglomeratów, prowadzony w zawiesinie jest nazywa-

ny aglomeracją sferyczną .

Inaczej zjawiskowo przebiega proces granulacji gdy surowcem jest stoplub roztwór. Realizuje się go wtedy rozpylają c ciecz w przeciwprą dowym stru-

mieniu powietrza. Odbywa się to z reguły w aparatach wieżowych, dlatego

czę sto ten sposób jest nazywany granulacją wieżową . Tworzenie granulek

zwią zane jest w tych przypadkach z odparowaniem, suszeniem czy też krystali-

zacją . Na pewnym etapie procesu granulacji wieżowej, czę sto w wytworzonej

w wyniku przepływu gazu warstwie fluidalnej, zachodzi aglomeracja ziaren

pierwotnych w czą stki o wię kszych rozmiarach.

Procesy aglomeracji coraz częściej mają zastosowania w szeroko poję -

tej ochronie środowiska [27]. W wielu przypadkach zgranulowane odpady

przemysłowe czy też osady ściekowe z oczyszczalni mogą być użyte jako na-

wozy w rolnictwie, jako surowiec wtórny w procesach technologicznych, mogą


3/22

Zagadnienia procesowo-aparaturowe aglomeracji


stanowić składniki materiałów konstrukcyjno-budowlanych (zwłaszcza w połą -

czeniu z innymi surowcami przez granulację ), a składowane na otwartej prze-

strzeni stanowią znacznie zmniejszenie zagrożenia dla otoczenia w porównaniu

z materiałami niezgranulowanymi.

W Polsce mimo znacznego ograniczenia produkcji na począ tku lat 90-tych, masa wytwarzanych odpadów przemysłowych jest bardzo duża. Przykła-

dowo w roku 1997 wyniosła ona 120 mln ton, z których 44% przypadło na od-

pady górnicze, 22% poflotacyjne a 18% na żużle i popioły lotne z elektrowni

i elektrociepłowni [5]. Do tego dodać należy osady ściekowe z oczyszczalni,

których ilość systematycznie rośnie. Technologie utylizacji i zagospodarowania

tego typu odpadów zwykle opierają się na ich mieszaniu z dodatkiem innych

składników a nastę pnie granulacji.

Najczęściej stosowanymi w tych przypadkach sposobami aglomeracji

jest granulacja przesypowa oraz brykietowanie (granulacja ciśnieniowa). Dlate-go też w dalszej części publikacji zostaną szczegółowiej omówione tylko te

dwie metody.

2. Podstawy procesu aglomeracji

Aby pojedyncze ziarna utworzyły trwały aglomerat konieczne jest wy-

stą pienie odpowiednio dużych sił łą czą cych te ziarna. Rumpf [24,25] mechani-

zmy wią zań mię dzy ziarnami podzielił na 5 kategorii.1. Mostki stałe, które się mogą tworzyć w podwyższonych temperaturach

w miejscu kontaktu ziaren, w wyniku dyfuzji molekuł z jednego ziarna dodrugiego. Ciepło może być doprowadzone z zewną trz lub też wydzielać się w trakcie procesu (np. przez tarcie). Mostki stałe mogą tak że powstać w wyniku twardnienia substancji wiążą cej, krzepnię cia stopionych składni-ków reakcji chemicznej lub krystalizacji rozpuszczonych substancji.

2. Siły adhezji i kohezji wystę pują ce w substancjach wiążą cych, które niepozwalają na swobodne przemieszczanie się ziaren. Substancje o wysokiej

lepkości (kleje) mogą tworzyć wią zania podobne do tych jakie pojawiają się w mostkach stałych. W przypadku takiej fazy ciekłej mogą powstać cienkie, nieruchome warstwy adsorpcyjne.

3. Formy zamknię te wią zań mechanicznych. Mogą one wystę pować w mate-riałach o budowie włóknistej, płytkowej a tak że w przypadku ziaren któreulegają c deformacji powodują wzajemne blokowanie się .

4. Siły ciśnienia kapilarnego w układach ziaren luźno przemieszczalnych. Siłyte w mostkach cieczowych oraz przestrzeniach kapilarnych mogą tworzyć

silne wią zania, które jednak zanikają , jeśli ciecz wyparuje, a brak jest in-nych mechanizmów przejmują cych wią zania.5. Siły przycią gania oddziaływują ce mię dzy ziarnami w rodzaju sił Van der

Waalsa, elektrostatycznych bą dź magnetycznych, które mogą powodować łą -


4/22

Andrzej Heim


czenia się ziaren wówczas, gdy nastą pi ich dostateczne zbliżenie. Siły te wy-raźnie zwię kszają się przy zmniejszaniu wymiarów ziaren.

Odmienną klasyfikacje zaproponował Pietsch [21] dzielą c mechanizmy

wią zania na dwie grupy (rysunek 1). Do jednej grupy zaliczył wią zania bę dą ce

efektem działania sił przycią gania, do drugiej te które powstały w wyniku wy-twarzania się mię dzy ziarnami mostków.

Rys. 1. Klasyfikacja mechanizmów wią zania wg Pietscha: a) reakcje chemiczne,

spiekanie, częściowe stopienie, b) warstwy adsorpcyjne, c) mostki cieczowe,

d) forma zamknię tych wią zań, e) siły molekularne i siły Van der Waalsa, f) siły

elektrostatyczne, g) siły magnetyczne, h) siły walencyjne

Fig. 1. Classification of bonding mechanisms according to Pietsch: a) chemical

reactions, parching, partial fusing, b) adsorptional layers, c) liquid bridges,d) forms of closed bonds, e) molecular forces and Van der Waals forces,

f) electrostatic forces, g) magnetic forces, h) valency forces

Z wymienionych sił wystę pują cych przy poszczególnych mechani-

zmach wią zań tylko niektóre można określić bą dź oszacować metodami anali-

tycznymi. Przeprowadzona przez Rumpfa [25] analiza wartości poszczególnych

sił wykazała, że siły Van der Waalsa są co najmniej o rzą d wielkości wię ksze

od sił przycią gania elektrostatycznego wynikają cych z potencjału kontaktowego

oraz od sił przycią gania pochodzą cych od nadmiernego ładunku elektrostatycz-

nego. Goldstick wykazał [8], że chociaż siły magnetyczne mogą być wię ksze od

sił elektrostatycznych to jednak zawsze są one znacznie mniejsze niż siły Van

der Waalsa. Natomiast Schubert [26] stwierdził, że siły Van der Waalsa, cho-

ciaż w niektórych przypadkach mogą osią gnąć znaczą ce wartości, są zwykle

kilkakrotnie mniejsze od sił wynikają cych z wystę powania mostków cieczo-

wych. Jednak że najwię kszą siłę fizyczną jaka pojawia się w obecności fazy

ciekłej, która całkowicie zwilża powierzchnie ziaren jest siła wynikają ca z ci-

śnienia kapilarnego. Jest ona zwią zana z istnieniem mię dzyfazowego napię ciapowierzchniowego [24].


5/22



Zastosowanie w procesie aglomeracji cieczy wiążą cej w zasadniczym

stopniu ułatwia łą czenie się ziaren. Struktura powstają cych aglomeratów zależy

przede wszystkim od ilości cieczy wiążą cej. Newitt i Conway-Jones [19]

wprowadzili poję cia trzech charakterystycznych stanów, które nazwali: pendu-

larny, funikularny i kapilarny (rysunek 2).

Rys. 2. Różne struktury granulki w zależności od ilości cieczy wiążą cej: a) pendularny,

b) funikularny, c) kapilarny, d) kroplowy

Rys. 2. Various structures of the granule depending on the quantity of binding liquid:

a) pendular, b) funicular, c) capillary, d) drop

W stanie pendularnym niewielka ilość cieczy wiążą cej tworzy mię dzy

ziarnami fazy stałej mostki o kształcie soczewkowym. Siły napię cia mię dzyfa-

zowego na graniczy ciecz wiążą ca-powietrze są źródłem ujemnego ciśnienia

nadają cego aglomeratowi pewną odporność na rozrywanie. W stanie kapilar-

nym przestrzenie mię dzy ziarnami są całkowicie wypełnione cieczą wiążą cą .

Tworzy ona układ cią gły wewną trz aglomeratu. W tym stanie siły napię cia mię -

dzyfazowego wystę pują tylko na powierzchni aglomeratu a ciśnienie kapilarne

decyduje o wytrzymałości granulki. Stan funikularny jest stanem pośrednim,

w którym mostki cieczowe są siadują z wolnymi przestrzeniami mię dzyziarno-wymi wypełnionymi powietrzem. O wytrzymałości aglomeratu w takim stanie

decydują zarówno mostki cieczowe jak i ciśnienie kapilarne.

Oprócz trzech omówionych wyżej stanów jest jeszcze tzw. stan kro-

plowy (rysunek 2d) wystę pują cy wtedy gdy istnieje nadmiar cieczy wiążą cej.

Taki układ utrzymywany jest zatem wyłą cznie w wyniku działania napię cia

powierzchniowego kropli cieczy.

Podstawy teorii dotyczą cej sił kapilarnych wystę pują cych w przypadku

ziaren kulistych podał Fisher [7]. Wykazał on, że podciśnienie w fazie ciekłej,wynikają ce z ujemnej krzywizny menisku decyduje o wytrzymałości aglomeratu.


6/22

Andrzej Heim


Rys. 3. Podstawowe mechanizmy tworzenia i zmiany wymiarów granulek w czasie

granulacji: a) powstanie zarodków, b) rozpad na mniejsze granulki, c) rozpad

na ziarna pierwotne, d) ścieranie, e) przenoszenie ziaren z jednej granulki na

drugą , f) nawarstwianie, g) koalescencja

Fig. 3. Basic mechanisms of creating and changing of dimensions of granules during

granulation: a) creation of buds, b) break-up into smaller granules, c) break-upinto primary grains, d) abrasion, e) moving grains from one granule to another,

f) startification, g) coalescence

Proces aglomeracji rozpoczyna się zawsze od utworzenia zarodków,

które powstają w wyniku łą czenia się pojedynczych ziaren pierwotnych. Na-

stę pnie przy wzajemnym przemieszczaniu się granulowanego materiału wystę -

pują różne mechanizmy wzrostu i redukcji aglomeratów (rysunek 3). Agregaty

o stosunkowo małej wytrzymałości w wyniku zderzeń z innymi aglomeratami

mogą ulec dezintegracji w rezultacie czego granulka może zostać rozbita na

dwie lub kilka mniejszych (rysunek 3b) lub na ziarna pierwotne (rysunek 3c).

Z granulki może również nastę pować w wyniku ścierania odrywanie pojedyn-

czych ziaren (rysunek 3d) w rezultacie czego wymiar granulki ulega zmniejsze-

niu. Przy zderzeniach aglomeratów może również nastę pować przenoszenie

masy (pojedynczych ziaren lub ich grup) z jednej granulki na drugą . W przy-

padku toczenia się granulki po powierzchni utworzonej z pojedynczych ziaren

nastę puje przyłą czenie ich do aglomeratu. Czę sto obrazowo jest to porównane

z toczeniem się i wzrostem wymiaru śnieżnej kuli. Taki mechanizm wzrostu jestnazywany nawarstwianiem.


7/22



Bardzo ważnym mechanizmem wywołują cym wzrost wymiarów aglo-

meratów jest zjawisko koalescencji. Bę dą ce w stanie pendularnym bą dź funiku-

larnym granulki charakteryzują się dużą plastycznością i w wyniku zderzenia

łatwo dochodzi do ich łą czenia. Dalsze oddziaływanie siłami zewnę trznymi,

zwłaszcza przy toczeniu się takich nowopowstałych granul, prowadzi do for-mowania ich w kształt zbliżony do kulistego. Ponadto siły te powodują zbliża-

nie do siebie ziaren, bą dź ich skupisk i wypieranie powietrza z przestrzeni mię -

dzyziarnowych. Zjawiska te są wspomagane poprzez oddziaływanie napię cia

powierzchniowego cieczy wiążą cej. W konsekwencji granulka dąży do osią -

gnię cia stanu kapilarnego charakteryzują cego się znacznie wię kszą wytrzyma-

łością niż stany pendularny i funikularny. Stany pendularny i funikularny ze

wzglę du na mniejszą wytrzymałość są stanami mniej trwałymi i z tego powodu

przejściowymi.

3. Bezciśnieniowa granulacja przesypowa

Proces granulacji przesypowej może być realizowany w trzech typach

aparatów: bę bnowych, talerzowych i wibracyjnych.

Pokazany schematycznie na rysunku 4 granulator bę bnowy posiada ob-

rotowy cylindryczny zbiornik, nachylony do poziomu pod niewielkim k ą tem

rzę du 2÷5°. Jest on zwykle podparty na czterech rolkach. Napę d bę bna może

być realizowany poprzez rolki lub poprzez pierścień zę baty umieszczony na

pobocznicy bę bna. Surowiec jest doprowadzany w górnym końcu bę bna i jeśli

jest on w postaci proszku lub pyłu, tam też jest zraszany cieczą wiążą cą . Prę d-

kość obrotowa bę bna powinna być tak dobrana, aby materiał wsadu był możli-

wie wysoko wynoszony siłami tarcia w górę i przesypywał się w dół w wyniku

działania sił ciężkości, bez utraty cią głości rozłożenia ziaren w warstwie. Jest to

tzw. ruch lawinowy. Przemieszczanie się poszczególnych warstw ładunku pod-

czas takiego ruchu pokazano na rysunku 5. Znajdują cy się w górnej warstwie

materiał niezgranulowany zsypuje się , a granulki staczają się i te właśnie zjawi-

ska są odpowiedzialne za wzrost aglomeratów. Trzeba podkreślić, że zbyt wy-soka prę dkość obrotowa bę bna powoduje przejście do tzw. ruchu kaskadowego,

w którym wyżej unoszony materiał spada w postaci rozluźnionej, uderzają c

w powierzchnię utworzoną z materiału cią głego w dolnej części bę bna. Nie

sprzyja to mechanizmom aglomeracji, a ponadto powoduje rozbijanie powsta-

łych wcześniej ale jeszcze nie umocnionych wytrzymałościowo granulek. Zwy-

kle prę dkość k ą tową bę bna przyjmuje się w granicach:

( ) D

g24,022,0 ÷=ω


8/22

Andrzej Heim


gdzie: g – przyspieszenie ziemskie [ms-2

],

D – średnica wewnę trzna bę bna [m].

Rys. 4. Granulator bę bnowy: 1 – bę ben granulatora z sitem cylindrycznym, 2 – rolki,

3 – zasyp materiału, 4 – dopływ cieczy wiążą cej, 5 – odprowadzenie granulek,

6 – powrót materiału niezgranulowanego w dostatecznym stopniu

Fig. 4. Drum granulator: 1 – granulator drum with cylindrical sieve, 2 – rolls,

3 – material input, 4 – inflow of the binding liquid, 5 – output of granules,

6 – return of the material not granulated in the sufficient degree

Rys. 5. Ruch warstw ładunku podczas obrotu bę bna

Fig. 5. Movement of load layers during drum rotation

Wartość tej prę dkości zależy od współczynnika tarcia wewnę trznego

materiału i tarcia mię dzy warstwą a wewnę trzną powierzchnią bę bna. Ten drugi

parametr jest praktycznie trudny do oszacowania, gdyż dla polepszenia warun-

ków unoszenia warstwy w górę stosuje się czę sto różne przegrody (np. w for-

mie listew równoległych do osi, zamocowanych do wewnę trznej powierzchnibę bna), a ponadto w czasie procesu wewnę trzna powierzchnia bę bna może być

oblepiana przez wilgotny materiał.


9/22



Przemysłowe granulatory bę bnowe pracują w sposób cią gły dzię ki

przemieszczaniu się materiału granulowanego wzdłuż osi, co wywołane jest

pochyleniem bę bna. W dolnym jego końcu może być zamocowany, tak jak to

pokazano na rysunku 4, klasyfikator sitowy do oddzielenia od produktu mate-

riału niedostatecznie zgranulowanego, który jest zawracany ponownie do bę bna.Granulatory przemysłowe mają zwykle średnice w granicach 1,5÷3,5 m, a sto-

sunek długości do średnicy L/D = 2÷3.

Granulacja bę bnowa może być z powodzeniem stosowana do aglome-

racji różnego rodzaju odpadów przemysłu wydobywczego, metalurgicznego

i maszynowego.

Badania granulacji bę bnowej pyłów powstałych w zakładach odlewni-

czych, a zawierają cych w swoim składzie jako główne składniki tlenki żelaza

i krzemionk ę , wykonano w Politechnice Łódzkiej [1,9]. W badaniach jako ciecz

wiążą cą zastosowano roztwory wodne szkła wodnego. Określono wpływ stęże-

nia tej substancji na przebieg procesu, średni wymiar aglomeratów w produkcie

oraz wytrzymałość granulatu.

Podobne badania [10,16] wykonano dla szlamu szlifierskiego zawiera-

ją cego 75% opiłków stalowych i 17% ścierniwa z tarcz szlifierskich. W fazie

ciekłej zawartość olejów wynosiła około 7%. Proces aglomeracji w bę bnie po-

przedzono przygotowaniem wsadu w specjalnym mieszalniku, do którego

wprowadzono poza osadem szlamowym ciecz wiążą cą oraz specjalne dodatki

w postaci wapnia i cementu. Stwierdzono wpływ średnicy bę bna na przebiegprocesu granulacji i właściwości granulatu oraz, że wytrzymałość aglomeratów

można regulować stosują c w odpowiedniej ilości dodatki wiążą ce.

Na rysunku 6 pokazano schemat granulatora talerzowego. Podstawowy

element urzą dzenia – obrotowy talerz posiada odpowiedniej wysokości obrzeże,

które łą cznie z k ą tem pochylenia osi talerza decyduje o obję tości materiału

przesypywanego. Ruch poszczególnych elementów złoża wynika z wypadkowej

sił ciężkości oraz odśrodkowej i zależy dodatkowo od sił tarcia wewnę trznego

w materiale wsadu. Tworzone granulki razem z materiałem niezgranulowanymprzemieszczają się po złożonych torach z tendencją , że aglomeraty o najwię k-

szych wymiarach zajmują obszar w warstwie górnej i w pobliżu obrzeża talerza,

sk ą d jako produkt są odbierane. To w sposób naturalny ułatwia pracę cią głą

aparatu. Miejsce doprowadzenia proszku i cieczy wiążą cej zależy od wymagań

stawianych produktowi. Jeżeli chcemy otrzymać wię ksze aglomeraty złoże

zrasza się w górnej części a proszek doprowadza się do dolnej części talerza

(rysunek 7). Jeżeli chcemy otrzymać produkt bardziej drobnoziarnisty należy

proszek dostarczać wy

żej a obszar zraszania obni

żyć. Podobny efekt uzyskujesię przez rozdzielenie strumienia cieczy (rysunek 7b i c).


10/22

Andrzej Heim


Rys. 6. Schemat granulatora tarczowego: 1 – talerz glanulatora, 2 – wał napę dzają cy,

3 – kosz zasypowy surowca, 4 – dozownik surowca, 5 – doprowadzenie cieczywiążą cej, 6 – odbiór granulatu

Fig. 6. Diagram of plate granulator: 1 – glanulator’s plate, 2 – connecting shaft,

3 – charging hopper of input material, 4 – feeder of the input material,

5 – inflow of the binding liquid, 6 – output of granulated material

Rys. 7. Możliwości podawania cieczy i proszku w procesie otaczania w granulatorze

talerzowym: a) podawanie proszku do dolnej części złoża, b) doprowadzanie

proszku mię dzy dwa strumienie cieczy, c) podawanie na górna część złoża,

1 – strumień cieczy, 2 – strumień proszku

Fig. 7. Possibilities of liquid and powder input in the enclosing process in plate

granulator: a) feeding powder to the lower part of the bed, b) feeding powder

between two streams of the liquid, c) feeding on top part of the bed, 1 – stream

of the liquid, 2 – stream of powder

Granulatory talerzowe z powodu ich naturalnego przystosowania do

pracy cią głej (klasyfikacja wielkościowa granulek) są chę tniej stosowane

w praktyce przemysłowej. Są one m.in. wykorzystywane do granulacji różnego

rodzaju odpadów, które można potem wykorzystać jako surowce wtórne lubnawozy. Wiele prac badawczych dotyczy granulowania odpadów palenisko-

wych i popiołów. Technologię granulacji talerzowej oraz alternatywnie bę bno-

wej odpadów paleniskowych z EC – Łę g w Krakowie opracowano w AGH,


11/22



głównie pod k ą tem otrzymania granul o wysokiej wytrzymałości [13]. W pro-

ponowanych warunkach granulacji otrzymuje się aglomeraty o wysokiej wy-

trzymałości i dużym rozrzucie wielkości granulek od 1,5 do 20 mm. W Instytu-

cie Chemicznej Przeróbki Wę gla wykonano badania, na podstawie których

przedstawiono sposób wykorzystania osadów ściekowych oraz popiołów lot-nych z wę gla kamiennego do wytwarzania metodą granulacji talerzowej mate-

riałów o właściwościach nawozowo-rekultywacyjnych [23]. Jako 20% dodatek

spełniają cy dodatkowo rolę spoiwa zastosowano wapno hydratyzowane, nato-

miast stosunek osadów ściekowych do popiołu lotnego był jak 1:2. Uzyskano

pozytywna ocenę otrzymanego produktu z uwzglę dnieniem odpowiednich norm

i przepisów, a ponadto pod k ą tem:

możliwości wysiewania nawozu za pomocą standardowego sprzę tu rolniczego, właściwości higroskopijnych i tendencji do zbrylania się ,

odpowiedniej wytrzymałości mechanicznej granul.

Zgranulowane popioły lotne ze spalania wę gla kamiennego mogą być

również z powodzeniem stosowane jako materiały podsadzkowe, zwykle łą czo-

ne z osadami ściekowymi [17], osadami poflotacyjnymi otrzymanymi np. przy

produkcji miedzi, czy też podczas odpirytowania miałów wę glowych [14].

Zastosowanie granulacji pozwala tym odpadom nadać właściwości, któ-

re umożliwiają ich wykorzystanie również jako kruszyw do betonów lekkich

czy kruszyw dla drogownictwa. Gospodarcze wykorzystanie tych odpadówpoza zmniejszeniem powierzchni terenów do ich składowania przynosi dodat-

kowo takie efekty jak obniżenie lub wyeliminowanie uciążliwego oddziaływa-

nia odpadów na środowisko oraz obniżenie wydobycia surowców naturalnych,

szczególnie piasku podsadzkowego, co również zwią zane jest z degradacją śro-

dowiska naturalnego.

Technologię wytwarzania nawozów organiczno-wapniowych z wyko-

rzystaniem osadów ściekowych metodą granulacji talerzowej opracowano rów-

nież w Instytucie Nawozów Sztucznych w Puławach [18]. Uwzglę dniono w niejnastę pują ce aspekty:

a) rolnicze:- kwaśny odczyn wię kszości krajowych gleb,- pogarszają cą się strukturę gleb wynikają cą z niedostatecznego wprowa-

dzenia składników organicznych (próchnicznych) i niedostatecznego ich

wapnowania,

b) ekologiczne:- możliwości zagospodarowania również innych odpadów (jako wypełniaczy),- możliwości immobilizacji metali ciężkich zawartych w osadach jak i w glebie,

c) sanitarne:- zniszczenie chorobotwórczych organizmów i nieprzyjemnej woni odpadów,


12/22

Andrzej Heim


d) ekonomiczne:- z racji uzyskania przydatnego w rolnictwie produktu, osią ganie pewnych ko-

rzyści finansowych zwią zanych ze składowaniem odpadów na wysypiskach.

Opracowana technologia została wdrożona na terenie kilku oczyszczal-ni w całym kraju.

Znacznie mniej popularne w porównaniu z aparatami bę bnowymi i tale-

rzowymi są granulatory wibracyjne. Schemat klasycznego urzą dzenia tego typu

pokazano na rysunku 8. W wyniku ruchu drgają cego materiał granulowany

przemieszczany wzdłuż rynny przesypuje się jednocześnie na pofalowanej jej

powierzchni co stwarza warunki do wystą pienia zjawisk prowadzą cych do pro-

cesu aglomeracji.

Rys. 8. Schemat granulatora wibracyjnego: 1 – rynna z dnem falistym, 2 – zawieszenie

sprężyste rynny, 3 – doprowadzenie surowca do granulacji, 4 – odprowadzenie

produktu granulacji, 5 – doprowadzenie cieczy wiążą cej

Fig. 8. Diagram of vibratory granulator: 1 – gutter with wavy bottom, 2 – elastic

suspension of the gutter, 3 – input of material for granulation the raw, 4 – output

of granulation product, 5 – inflow of the binding liquid

Oryginalną konstrukcję wibracyjnego granulatora rynnowego opraco-

wano w AGH w Krakowie [20]. Jego schemat pokazano na rysunku 9. Głów-nym elementem granulatora jest pochylona pod k ą tem 0,5 – 3

o rynna 1 zakoń-

czona po stronie wysypu regulowaną przegrodą . Rynna jest połą czona z korpu-

sem 2, który za pośrednictwem sprężyn 3 opiera się na ramie 4. Wzbudzenie

rynny w drgania kołowe odbywa się przez silnik 5, przekładnię 6, elastyczne

sprzę gło 7 oraz wibrator bezwładnościowy 8.


13/22



Rys. 9. Schemat rynnowego granulatora wibracyjnego (opis w tek ście)

Fig. 9. Diagram of vibratory gutter granulator

Podawany w górnym końcu (od strony napę du) materiał wskutek drgań

i pochylenia rynny przemieszcza się w kierunku wysypu. Parametry dynamicz-

ne maszyny muszą być tak dobrane, aby podawany materiał był podrzucany.

Stanowi to istotną różnicę w porównaniu z klasycznymi granulatorami przesy-

powymi (bę bnowym, talerzowym), gdzie mamy do czynienia z tzw. otacza-

niem. W nowym typie granulatora wykorzystuje się dynamiczne oddziaływanie

podrzutów, co korzystnie wpływa na szybkość tworzenia granulek. Siła nacisku

granulki na materiał w przypadku granulatora przesypowego jest rzę du siłyciężkości granulki, natomiast w przypadku maszyny wibracyjnej jest wielokrot-

nie wię ksza, gdyż wynika z uderzeń w wyniku podrzucenia aglomeratu. Auto-

rzy prac stwierdzają [6], że wyniki badań wykazują , że siła ta jest około trzy-

dziestokrotnie wię ksza od sił nacisku statycznego.

Badania wykonane w AGH wykazały, że urzą dzenie takie może być

z powodzeniem zastosowane do aglomeracji różnych pyłów z kotłów elektrow-

nianych. Wykonano wiele prób granulacji dla kilku pyłów różnią cych się skła-

dem chemicznym, jak również uziarnieniem: z kotła fluidalnego KWK Dę bińsko, z Elektrociepłowni Czechowice – Dziedzice, z Elektrociepłowni w Hucie Miedzi Głogów, koncentratu rudy miedzi z Huty Głogów.

Określono wpływ nawilżania wodą pyłów na kinetyk ę procesu oraz

skład granulometryczny produktu jak również wytrzymałość aglomeratów [2,3].

W pracy [6] dokonano teoretycznej analizy dynamiki złoża w takim granulato-

rze rynnowym, którą nastę pnie potwierdzono eksperymentalnie w specjalnej

aparaturze badawczej, jak również wykazano wpływ na tę dynamik ę parame-

trów pracy urzą dzenia tj. czę stości i amplitudy drgań.


14/22

Andrzej Heim


4. Granulacja ciśnieniowa

Granulacja ciśnieniowa polega na zagę szczaniu poprzez ściśnię cie

określonej porcji materiału ziarnistego w wyniku czego nastę puje wyparcie

powietrza z przestrzeni mię dzyziarnowej, zbliżenie do siebie poszczególnych

ziaren i wytworzenie w rezultacie sił łą czą cych te ziarna. W celu zwię kszeniasił spójności mię dzy ziarnami i w konsekwencji wytrzymałości aglomeratu,

czę sto dodaje się płynnego środka wiążą cego. Otrzymany w wyniku granulacji

ciśnieniowej produkt charakteryzuje się ściśle określonym kształtem i wymia-

rami wynikają cymi z geometrii komory roboczej urzą dzenia . Jeśli wymiary

aglomeratów są znaczne (zwykle wynoszą kilka lub kilkanaście centymetrów)

to nazywamy je brykietami. Sam proces określa się wtedy jako brykietowanie,

a maszyny noszą nazwy brykieciarek lub pras do brykietowania. Natomiast gdy

wymiary produktu są małe (zwykle poniżej 1 cm) taki proces nazywamy tablet-kowaniem, a maszyny tabletkarkami. Mają one zastosowanie głównie w prze-

myśle farmaceutycznym. Dlatego w dalszej części opracowanie ograniczone

zostanie do brykietowania i brykieciarek.

Wytrzymałość brykietów jest w pierwszym rzę dzie zależna od właści-

wości surowca, w tym również kształtu ziaren i składu granulometrycznego, ale

wpływ na nią posiada ponadto ciśnienie prasowania (deformacje ziaren) oraz

zawartość i rodzaj cieczy wiążą cej. Ogólnie przy stosowaniu wię kszych ciśnień

otrzymujemy wypraski bardziej wytrzymałe, chociaż trzeba podkre

ślić,

żew zakresie niższych ciśnień jego wzrost powoduje wię ksze przyrosty wytrzy-

małości niż przy ciśnieniu wyższym. Jeśli chodzi o zawartość cieczy wiążą cej,

to wystę puje tutaj dla każdego układu jakaś wartość optymalna, przy której

wytrzymałość otrzymanego produktu jest najwyższa. Analizują c zjawiskowo

oddziaływanie cieczy w ściskanej warstwie ziarnistej należy podkreślić ko-

rzystny jej wpływ na obniżenie tarcia mię dzy przemieszczają cymi się wzglę -

dem siebie ziarnami oraz mię dzy warstwą ziarnistą a roboczymi powierzchnia-

mi ograniczają cymi komorę formują cą , przez co łatwiej jest uzyskać wysokie

zagę szczenie ziaren w złożu już przy niższych ciśnieniach prasowania.Prasowanie materiału proszkowego może odbywać się w obszarze za-

mknię tym czego przykładem jest prasa walcowa (rysunek 10) lub też w obsza-

rze częściowo otwartym (przykładowo maszyny pokazane na rysunkach

11,12,13). W tym drugim przypadku wartość ciśnienia prasowania w dużym

stopniu jest uzależniona od współczynników tarcia wewnę trznego i zewnę trz-

nego materiału aglomerowanego.

Jedną z częściej stosowanych maszyn do brykietowania jest prasa wal-

cowa, której schemat działania pokazano na rysunku 10. Powierzchnie walcówposiadają odpowiedniego kształtu wgłę bienia, w których materiał ziarnisty jest

prasowany w czasie obrotów walców (rysunek 10b). W pierwszym momencie


15/22



po zakończeniu ściskania, gdy obję tość przestrzeni utworzonej przez wgłę bienia

w powierzchniach walców zaczyna rosnąć, nastę puje częściowe rozprężenie się

wytworzonej wypraski (brykietu), co wynika z jej sprężystości. Zostało to za-

znaczone na rysunku 10b.

Rys. 10. Zasada pracy prasy walcowej: a) kształt walców, b) etapy prasowania,

1 – walce, 2 – wgłę bienia, 3 – zasyp surowca

Fig. 10. Principle of roll press work: a) shape of rollers, b) stages of pressing,

1 – rollers, 2 – pits, 3 – input of material

Na rysunku 11 pokazana jest schematycznie prasa tłokowa, która posia-

da przestrzenie zagę szczania 2a i 2b w formie cylindryczno-stożkowej. W cza-

sie ruchu tłoka 1 w lewo wytworzona wolna przestrzeń w kanale 2a wypełnia

się surowcem, który grawitacyjnie zsypuje się z zasobnika lejem 4. Gdy tłok

przesuwa się w prawo nastę puje ściskanie materiału znajdują cego się po prawej

stronie tłoka, co powoduje jego zagę szczanie. Powietrze z przestrzeni mię dzy-

ziarnowych jest odprowadzane przewodem 5. Każdy cykl ruchu tłoka powoduje

utworzenie cylindrycznego brykietu, który nastę pnie przetłaczany w prawo,w stożkowej części kanału 2b, jest dodatkowo ściskany (prasowany).

W kolejnej, też stożkowej, ale rozszerzają cej się części kanału 2c, nastę puje

częściowe rozprężenie wytłoczki (wynikają ce z deformacji sprężystej z jak ą

częściowo mamy do czynienia w czasie wcześniejszego ściskania), by na końcu

gotowy produkt w postaci brykietu o kształcie walca opuścił prasę prze otwór 3.


16/22

Andrzej Heim


Rys. 11. Schemat prasy tłokowej (opis w tek ście)

Fig. 11. Diagram of ram baler

Pokazana schematycznie na rysunku 12 prasa ślimakowa zagę szcza ma-

teriał ziarnisty w wyniku zmniejszenia przekroju przepływu w komorze 2 wstosunku do przekroju komory 1 oraz zamknię cia komory 2 dnem z otworami

(matrycą ). Przez te otwory w matrycy wytłaczany jest sprasowany materiał,

cię ty nastę pnie nożem na walcowe brykiety.

Rys. 12. Schemat prasy ślimakowej: 1 – cylindryczna komora zagę szczania wstę pnego,

2 – cylindryczna komora prasowania końcowego, 3,4 – ślimaki transportują co

-prasują ce, 5 – zasyp surowca, 6 – mieszadło ułatwiają ce dozowanie surowca,

7 – kanał do odprowadzenia powietrza wytłoczonego z przestrzeni

mię dzyziarnowych, 8 – dno z otworami (matryca), 9 – nóż do cię cia wyprasek

Fig. 12. Diagram of worm press: 1 – cylindrical chamber of preliminary thickening,

2 – cylindrical chamber of terminal pressing, 3,4 – transporting and pressing

worm, 5 – input of the material, 6 – agitator facilitating dosing of material,

7 – channel for transferring air embossed from intergranular spaces, 8 – bottom

with holes (matrix), 9 – knife for cutting mouldings


17/22



Budowę maszyny brykietują cej z płask ą matrycą pokazuje schemat na

rysunku 13. Składa się ona z nieruchomej matrycy 3 oraz dwóch obrotowych

rolek prasują cych 2. Rolki są napę dzane z silnika 8 poprzez przekładnię pasową

6 i wał 9 łożyskowany w obudowie 4. W górnej części znajduje się dozownik 1,

który może być unoszony bą dź opuszczany przez co zmienia się szczelina S mię dzy krawę dzią otworu zasobnika a powierzchnią stożka zamontowanego na

wale 9. W ten sposób reguluje się natężenie zasilania maszyny surowcem. Ma-

teriał do granulacji grawitacyjnie zsypuje się na matrycę o odpowiedniej grubo-

ści i sztywności, w której wykonanych jest szereg otworów formują cych. Wła-

śnie w tych otworach stożkowo-cylindrycznych odbywa się zagę szczanie mate-

riału w wyniku nacisku rolek. Sprasowany materiał wyciskany przez otwór

w dół jest obcinany przez obrotowy nóż 10, a powstają ce brykiety w formie

walców są odprowadzane na zewną trz przez otwór 5. Omówione elementy ma-

szyny spoczywają na podstawie 7.

Rys. 13. Brykieciarka z płask ą matrycą (opis w tek ście)

Fig. 13. Briquetting machine with flat matrix


18/22

Andrzej Heim


Granulacja ciśnieniowa jest szeroko stosowana do brykietowania miału

wę glowego oraz w przemyśle metalurgicznym. Możliwość zastosowania tej

metody aglomeracji do pyłów z elektrofiltrów, szlamów konwertorowych i mu-

łów wielkopiecowych badał Jovanovic ze wsp. [15]. Jako materiał wiążą cy

stosowano bentonit, wapno, cement, melasę oraz szkło wodne. Badano wytrzy-małość mechaniczną otrzymanych brykietów.

W AGH w Krakowie od wielu lat są prowadzone prace badawczo-

wdrożeniowe nad brykietowaniem na maszynach walcowych różnego rodzaju

odpadów, głównie z przemysłu metalurgicznego. W tabeli 1 zebrano opracowa-

ne technologie utylizacji tych odpadów [5] poprzez ich prasowanie. Jednym

z ważniejszych osią gnięć są pozytywne wyniki brykietowania odpadowego

tlenku cynku z możliwością użycia go jako komponentu uzupełniają cego wsad

do pieców szybowych [13].

Badania aglomeracji ciśnieniowej w maszynach walcowych z płask ą matrycą odpadów w przemyśle przetwórczym drewna oraz materiałów odpa-

dowych pochodzenia roślinnego (np. słomy, suszu traw) są prowadzone od

kilkunastu lat w Politechnice Białostockiej. Wytwarzane brykiety przeznaczo-

ne są do spalania jako czynnik energetyczny. Prace tego zespołu dotyczą ba-

dań podstawowych, tj. zmiany własności fizyko-mechanicznych materiału

zagę szczonego (gę stości, współczynników tarcia) i ich wpływu na rozkład

ciśnień w prasowanym materiale [4,11] jak również zagadnień konstrukcyj-

nych brykieciarek [12].

5. Podsumowanie

Szybki postę p cywilizacji we współczesnym świecie charakteryzuje się

m.in. dużą ilością i różnorodnością dóbr konsumpcyjnych ale powoduje niestety

wzrost ilości odpadów powstają cych tak w zakładach produkcyjnych jak

i w miejscu zamieszkania człowieka. Mimo podejmowania szeregu działań

mają cych na celu wprowadzenie do przemysłu technologii mało

i bezodpadowych nie obserwuje się spadku ilości odpadów. W wielu przypad-kach jak np. w energetyce opartej na spalaniu wę gla jest to niemożliwe. Odpady

te w wię kszości wystę pują w formie wysokorozdrobnionej. Przy ich utylizacji

lub zagospodarowaniu z reguły zachodzi konieczność aglomeracji. Jak wykaza-

no w wielu opracowaniach naukowo-badawczych w tym celu możliwe są do

zastosowania różne sposoby bezciśnieniowej i ciśnieniowej aglomeracji.


19/22



Tabela 1. Możliwości brykietowania wybranych materiałów odpadowych dla ich

utylizacji wg [5]

Table 1. Possibilities of selected waste materials briquetting for their utilization

according to [5]

L.p.

Nazwa odpaduSposóbbrykietowa-nia

Symbolstosowanej lubproponowanejprasy

Sposoby wykorzystania brykietów

1.Drobny wę gielbrunatny

bez lepiszczaPW500

PW1000Substytut wę gla kamiennego

2.Miał wę glakamiennego

z lepiszczem PW500 Substytut wę gla kawałkowego

3.Podziarno wapnapalonego

bez lepiszcza PW500Substytut kawałkowego wapnapalonego

4. Gips z procesuodsiarczania spalin

bez lepiszcza PW500PW1000

Dodatek uszlachetniają cy cement,surowiec do produkcji gipsubudowlanego

5.Pyły cynkowo-ołowiowe

z lepiszczem PW500Komponent wsadu pieca szybowegodo cynku i ołowiu

3. Tlenek cynku z lepiszczem PW500Komponent wsadu pieca szybowegodo cynku i ołowiu

7.Pyły i zgarymiedzionośne

z lepiszczem PW360Komponent wsadu pieca szybowegodo kamienia miedziowego

8.Wióry brą zówłożyskowych

bez lepiszcza PW360 Wsad złomowy do pieca tyglowego

9.Poregeneracyjnytlenek żelaza

z lepiszczem PW360Komponent wsadu wielkopiecowegooraz mat. do produkcji farb i lakierów

10.Pyły i szlamyżelazonośne

z lepiszczemPW500

PW 1000Komponent wsadu wielkopiecowego

11.Szlamy z mokrejoczyszczalni gazówwielkopiecowych

z lepiszczem PW500 Komponent wsadu wielkopiecowego

12. Mułki zgorzelinowe z lepiszczem PW500Komponent wsadu wielkopiecowegooraz konwertorowego

13. Pył wielkopiecowy z lepiszczem PW500 Komponent wsadu wielkopiecowego

14. Szlam konwertorowy z lepiszczem PW500Komponent wsadu wielkopiecowegooraz konwertorowego

15. Zendra walcownicza z lepiszczem PW500 Komponent wsadu wielkopiecowego

16. Drobny żelazomangan z lepiszczem PW500Dodatek wykańczają cy i odtleniają cystal

17. Pyły grafitowe z lepiszczem PW500Komponent wsadu wielkopiecowegooraz konwertorowego

18. Fluorek wapnia bez lepiszcza PW500Dodatek upłynniają cy żużel,zmniejszają cy zawartość siarkii fosforu podczas wytopu stali

19. Drobny fosforyt z lepiszczem PW 500 Komponent wsadu wielkopiecowego20. Podziarno karbidu bez lepiszcza PW500 Substytut karbidu kawałkowego

21. Drobny żelazokrzem z lepiszczem PW500Dodatek wykańczają cy i odtleniają cystal


20/22

Andrzej Heim


Literatura

1. Asłanowicz M., Gluba T., Kochański B., Strobin W.: Aglomeracja pyłów odpa-dowych powstających w odlewni. Przeglą d odlewnictwa, 2, 1986. s.79.

2. Banaszewski T., Kobiałka R.: Wpływ wilgoci na wielko ść grudek i czas ich wy-

twarzania w grudkowniku wibracyjnym. Materiały X Jubileuszowej KonferencjiNaukowej nt. Problemy w konstrukcji i eksploatacji maszyn hutniczych i cera-

micznych. Tom I, Kraków 2000. s.123.

3. Banaszewski T., Filipowicz A., Feliks J.: Rynnowy granulator wibracyjny. Mate-riały VI Ogólnopolskiego Seminarium Granulacja, Puławy 2001.

4. Demianiuk L., Seweryn A.: Siły tarcia zewnętrznego w matrycy otwartej podczas zagęszczania trocin. Mat. X Konferencji Problemy w konstrukcji i eksploatacji

maszyn hutniczych i ceramicznych. Tom I, Kraków 2000. s.157.

5. Drzymała Z.: Odpady przemysłowe hamulcem rozwoju gospodarczego kraju.

Mat. X Jubileuszowej Konferencji Naukowej nt. Problemy w konstrukcji i eksplo-atacji maszyn hutniczych i ceramicznych. Tom I, Kraków 2000. s.31.

6. Feliks J.: Badanie wpływu parametrów technicznych na efekty pracy rynnowegogrudkownika wibracyjnego. Praca doktorska. AGH, Kraków, 2004.

7. Fisher R.A.: On the Capillary Forces in an Ideal Soil. Journal of AgriculturalScience, 16, 1926. pp.492÷505

8. Goldstick T.K.: The Strenght of Granules and Agglomerates, Discusion, Agglo-meration (W.A. Knepper ed.). Interscience, New York 1962. p.415.

9. Heim A., Gluba T., Kochański B.: Granulacja aglomeracyjna drobnoziarnistych

odpadów przemysłu metalurgicznego. Fizykochemiczne Problemy Mineralurgii,29, 1995. s.135.

10. Heim A., Kochański B.: Granulacja szlamu odpadowego. Mat. III OgólnopolskiejKonferencji Naukowej nt. Kompleksowe i szczegółowe problemy inżynierii śro-

dowiska, Koszalin 1997. ss.327.

11. Hejft R.: Wpływ wydajno ści na energochłonno ść procesu brykietowania orazgęsto ść i wytrzymało ść brykietów. Mat. VI Konferencji Budowa i eksploatacja ma-

szyn w przemyśle spożywczym. Tom I, Gdańsk 1993. ss.218.

12. Hejft R.: Konstrukcje brykieciarek do materiałów pochodzenia ro ślinnego. Mat. XKonfer Problemy w konstrukcji i eksploatacji maszyn hutniczych i ceramicznych.

Tom I, Kraków 2000. ss.187.

13. Janewicz A., Hryniewicz M.: Wybrane wyniki badań procesu granulacji odpa-dów produkcyjnych. Materiały VI Ogólnopolskiego Seminarium granulacja, Puła-

wy 2001.

14. Jarema-Suchorowska S.: Wyniki prac Energopomiaru w zakresie granulacjitalerzowej odpadów energetycznych. Materiały VI Ogólnopolskiego Seminarium

granulacja, Puławy 2001.

15. Jovanovic V. i in.: Possibility of pelletization waste metallurgical powder usingdifferent binding agents with particular review on mechanical properties of obtain-

ing products. 7th International Symposium on Agglomeration, Vol. 2, Albi 2001.

p.825.


21/22



16. Kochański B., Heim A., Strobin W., Gluba T.: Warunki granulowania szlamówszlifierskich. III Ogólnopolskie Sympozjum Granulacja. Mat. Konfer., Puławy

1988. ss. 21.

17. Kubica K. i inni: Wytarzanie materiałów do podsadzki hydraulicznej metod ą granulowania odpadów. Materiały VI Ogólnopolskiego Seminarium Granulacja,

Puławy 2001.18. Nastaj S., Rusek P.: Przetwarzanie osadów ściekowych na nawozy wapniowo-

organiczne granulowane. Materiały VI Ogólnopolskiego Seminarium Granulacja,

Puławy 2001.

19. Newitt D.M, Conway-Jones J.M.: A Contribution to the Theory and Practicle ofGranulati. Transactions, Instytution of Chemical Eng., 36, 1958. pp.422÷442.

20. Patent PL nr 17389B1, Grudkownik wibracyjny.21. Pietsch W., Pressure Agglomeration-State of Art. Proc. 2nd Int. Symp. on Agglo-

meration 77 (K.V.S. Sastry ed.) AIME, New York, 1977. pp.649÷677

22. Pietsch W. An interdisciplinary approach to size enlargment by agglomeration. 7th

International Symposium on Agglomeration, Albi 2001, Preprints. p.25.

23. Robak J., Kubica K., Kubica S.: Granulowane mieszaniny osadowo-popiołowedo zastosowań przyrodniczych. Materiały VI Ogólnopolskiego Seminarium granu-

lacja, Puławy 2001.

24. Rumpf H.: The Strenght of Granules and Agglomerates (W.A.K. Knepper ed.),Agglomeration, Interscience, New York 1962. pp.379÷414.

25. Rumpf H.: Particle Adhesion, Some Fundamential Aspects of the Selective Ag-glomeration of Fine Coal. Agglomeration 77 (K.V.S. Sastry ed), AIME, New York

1977. pp.97÷129.26. Schubert H.: Tensile Strenght and Capillary Pressure of Moist Agglomerates.

Proc. 2 nd Int. Symp. on Agglomeration (K.V.S. Sastry ed.) Agglomeration 77,

AIME, New York 1977. pp.144÷155.

27. Szymocha K.: Industrial applications of the agglomeration process.7th International Symposium on Agglomeration, Albi 2001, Preprints, p.471.

Streszczenie

Szybki postę p cywilizacji we współczesnym świecie charakteryzuje się m.in.

dużą ilością i różnorodnością dóbr konsumpcyjnych ale powoduje niestety wzrost ilości

odpadów powstają cych tak w zakładach produkcyjnych jak i w miejscu zamieszkania

człowieka. Mimo podejmowania szeregu działań mają cych na celu wprowadzenie do

przemysłu technologii mało i bezodpadowych nie obserwuje się spadku ilości odpadów.

W wielu przypadkach jak np. w energetyce opartej na spalaniu wę gla jest to niemożli-

we. Odpady te w wię kszości wystę pują w formie wysokorozdrobnionej. Przy ich utyli-

zacji lub zagospodarowaniu z reguły zachodzi konieczność aglomeracji. Jak wykazano

w wielu opracowaniach naukowo-badawczych w tym celu możliwe są do zastosowania

różne sposoby bezciśnieniowej i ciśnieniowej aglomeracji.


22/22

Andrzej Heim

W Polsce mimo znacznego ograniczenia produkcji na począ tku lat 90-tych,

masa wytwarzanych odpadów przemysłowych jest bardzo duża. Przykładowo w roku

1997 wyniosła ona 120 mln ton, z których 44% przypadło na odpady górnicze, 22%

poflotacyjne a 18% na żużle i popioły lotne z elektrowni i elektrociepłowni. Do tego

dodać należy osady ściekowe z oczyszczalni, których ilość systematycznie rośnie.

Technologie utylizacji i zagospodarowania tego typu odpadów zwykle opierają się naich mieszaniu z dodatkiem innych składników a nastę pnie granulacji.

W pracy omówiono podstawy teoretyczne zjawiska aglomeracji czą stek wyso-

korozdrobnionego ciała stałego, oraz różne sposoby technicznej realizacji tego procesu.

Szczegółowiej opisano granulację przesypową proszków i pyłów z zastosowaniem

aparatów bę bnowych, talerzowych i wibracyjnych oraz brykietowanie, podają c przykła-

dy zastosowania tych metod aglomeracji w technologiach przetwarzania różnego rodza-

ju odpadów przemysłowych i komunalnych.

Process And Apparatus Issues Of Agglomeration

Abstract

Quick progress of the civilisation in the contemporary world is characterized

by the big quantity and the variety of consumer goods among other things but unfortu-

nately it is causing the increase of quantity of waste rising in factory units and in the

place of the people residence. Despite taking a number of actions purposing application

in the industry technologies little and wasteless, a drop in the quantity of waste is notobserved. In many cases, e.g. in the power industry basing on incineration of coal it is

impossible. This waste in most cases is occurring in the highly grinded form. Necessity

of their agglomeration is occurring as a rule when it is utilized or disposed. As it is

shown in many research studies various methods of pressure and pressureless agglom-

eration are possible for application in this purpose.

In Poland despite of the considerable production rundown at the beginning of

the 90’s, the quantity of produced industrial waste is very big. For instance in the year

1997 it was 120 millions of tons, from which 44% was mining waste, 22% post flotation

waste and 18% slags and fly ashes from the power and heat plants. It is necessary to addsewage sludge from sewage treatment plants, which quantity is growing systematically.

Technologies of utilization and disposal of this type of waste usually are based on their

mixing with addition of other components and then granulation.

The paper discusses theoretical bases of agglomeration phenomenon of highly

grinded particles of solids, and various methods of the technical realization of this

process. The paper also presents in more details pouring granulation of powder and dust

with application of drum, plate and vibratory as well as briquetting apparatus, giving

examples of the application of these agglomeration methods in technologies of

processing various kinds of industry and municipal waste.

UKŁADY TECHNOLOGICZNE UZDATNIANIA WÓD PODZIEMNYCH –KRYTERIA WYBORU.pdf

Documents

Transcript of UKŁADY TECHNOLOGICZNE UZDATNIANIA WÓD PODZIEMNYCH –KRYTERIA WYBORU.pdf