RS62715B1 - Uređaj i postupak za suvu separaciju čestica - Google Patents

Description

Opis

Oblast pronalaska

[0001] Ovaj pronalazak se odnosi na uređaj i postupak za suvu separaciju čestica, a određenije na suvi separator čestica i postupak za suvu separaciju čestica pomoću fluidizovanog sloja. Ovaj pronalazak je prvenstveno razvijen za korišćenje u separaciji čestica mineralnih ruda, te će u nastavku biti opisan uz pozivanje na ovu primenu.

Pozadina pronalaska

[0002] Cilj sledećeg razmatranja stanja tehnike jeste da predstavi ovaj pronalazak u odgovarajućem tehničkom kontekstu i da omogući pravilno razumevanje njegovih prednosti. Međutim, pozivanje na bilo koje stanje tehnike u ovoj specifikaciji ne treba tumačiti kao direktnu ili impliciranu potvrdu da je takva tehnika naširoko poznata ili da čini deo uobičajenog opšteg obrazovanja u ovoj oblasti, osim ako nije jasno naznačeno suprotno.

[0003] Tehnike obrade za ekstrakciju minerala iz ruda obično prate fazu preloma da bi se veličina čestica smanjila na upravljiv nivo, a mogu uključivati i dalju redukciju veličine kako bi se oslobodio materijal od vrednosti, čime se stvara šira raspodela čestica po veličinama. Većina postrojenja zatim razdvaja čestice pomoću tečnog medijuma koji se prvenstveno sastoji od vode, primenom tehnika gravitacione separacije na bazi vode i ponekad flotacije na bazi vode. Ponekad se u vodu dodaje drugi materijal izuzetno finih čestica kako bi se povećala gustina medijuma, čime se omogućava izvođenje separacije u gustom medijumu.

[0004] Glavni problem nastaje onog trenutka kada se česticama doda voda. Naposletku se ta voda mora ukloniti iz čestica od vrednosti i otpada. Otpadne čestice se sastoje od relativno grubih čestica, koje se mogu odvodniti pomoću sita i centrifuga. Izuzetno fine čestice manje od oko 0,5 mm obično se obrađuju u agensu za zgušnjavanje pa se potom skladište kao jalovine, što dovodi do gubitaka vode. Slično tome, voda se mora suštinski ukloniti iz relativno grubog i izuzetno finog proizvoda. Zbog ovih problema, razvijene su alternativne opcije suve obrade. Ta potreba je naročito korisna za rudarske radnje u oblastima gde postoji mali pristup ili ne postoji pristup vodi kako bi se omogućili postupci za separaciju na bazi vode.

[0005] Međutim, postupci za suvu separaciju su uglavnom mnogo manje efikasni od postupaka na bazi vode. Stoga postoji značajna potreba i svrha za velika unapređenja postojećih tehnologija suve separacije.

[0006] Postupci i uređaji za suvu separaciju razvijani su pomoću dva glavna pristupa. Prvi pristup koristi nagnuti sto koji se vibrira i podvrgava vazdušnoj struji kroz površinu stola preko malih otvora kako bi se pomoglo obrazovanju autogenog gustog medijuma iznad stola. Transport čestica preko stola, podvrgnutog vibracionoj i vazdušnoj struji, prouzrokuje separaciju grubih čestica u delove veće i manje gustine.

[0007] Drugi uobičajeni pristup uključuje fluidizovane slojeve koji se sastoje od finog gustog medijuma kog obrazuju fine medijumske čestice obično manje od 1 mm u prečniku, suspendovane u vazdušnoj struji nagore. Ovaj postupak za suvu fluidizaciju, koji stvara gust medijum, pomaže u razvrstavanju grubih čestica na osnovu gustine. Fluidizovani sloj će odvojiti manje guste grube čestice od gušćih grubih čestica u dva glavna sloja. Gornji sloj manje gustih čestica se „skidaˮ pomoću mehaničkog vedra ili sečiva kako bi se gornji sloj skrenuo, dok se gušće čestice ispuštaju odozdo.

[0008] Podrazumeva se da je separatorima gas-čvrsta materija često teško upravljati. Postoji težnja da grube čestice budu izložene promenljivim uslovima i varijacijama gustine u medijumu usled transporta mehurića gas-čvrsta materija. Ti uslovi podstiču stepen mešanja koji se potom suprotstavlja segregaciji na osnovu gustine, koja je neophodna. Takođe je teško primorati napojnu struju grubih čestica da se kreće kroz separator. Na primer, ako se napajanje grubih čestica dodaje u duboki fluidizovani sloj kog obrazuje fin medijum čestica, grube čestice mogu proizvesti efekat stuba koji šalje čestice male gustine i velike gustine nadole. Potom se čestice male i velike gustine moraju razdvojiti, čime se grubim česticama manje gustine omogućava da migriraju ka vrhu sloja. Prema tome, napajanje može proizvesti i značajan zastoj koji negativno utiče na kvalitet finog medijuma i na sposobnost separatora da efikasno obrađuje napajanje pri velikom protoku. Krajnji rezultat je takav da je takvim separatorom teško upravljati kako bi se dobila oštra separacija zasnovana na gustini, čime se omogućava efikasno kontinuirano uklanjanje grubih čestica manje gustine iz grubih čestica veće gustine. US4913804 otkriva fluidizovani sloj za separaciju čestica.

[0009] Predmet ovog pronalaska je da prevaziđe ili suštinski ublaži jedan nedostatak stanja tehnike ili više njih, ili da najmanje obezbedi korisnu alternativu.

Kratak sadržaj pronalaska

[0010] Ovaj pronalazak se bavi obogaćivanjem relativno grubih čestica u opsegu od 10 do 100mm u prečniku, poželjno u opsegu od 10 do 50mm u prečniku i najpoželjnije u opsegu od 1 mm do 10 mm u prečniku. Kroz ovu specifikaciju, pojam „grube česticeˮ upućuje na čestice u gorenavedenim opsezima veličina. Prema tome, ovaj pronalazak je usmeren ka separaciji napajanja koje obuhvata grube čestice napajanja kako bi se dobile grube čestice velike gustine i grube čestice male gustine. U nekim načinima ostvarivanja koji se primenjuju na radnje kao što je proizvodnja rude železa, proizvod se sastoji od grubih čestica velike gustine, dok se u drugim načinima ostvarivanja koji se primenjuju na radnje kao što je proizvodnja uglja, proizvod sastoji od grubih čestica male gustine. Ovaj pronalazak je očigledno usmeren ka separaciji grubih čestica prvenstveno na osnovu gustine čestica.

[0011] Prema prvom aspektu ovog pronalaska, obezbeđen je uređaj za suvu separaciju grubih čestica prema patentnom zahtevu 1.

[0012] U nekim načinima ostvarivanja, sito obuhvata veći broj otvora.

[0013] U jednom načinu ostvarivanja, otvori su suštinski iste veličine. Otvori poželjno imaju prečnik srazmeran prečniku relativno grubih čestica velike gustine. Otvori poželjnije imaju prečnik koji je najmanje dvostruko veći od maksimalnog prečnika relativno grubih čestica velike gustine. U jednom poželjnom obliku, maksimalni prečnik relativno grubih čestica velike gustine iznosi 10mm, a otvori imaju prečnik od 20mm. U drugom poželjnom obliku, maksimalni prečnik relativno grubih čestica velike gustine iznosi manje od 10mm, a otvori imaju prečnik od između 10 i 20mm.

[0014] U nekim načinima ostvarivanja, sito obuhvata dva otvora koja se razlikuju u veličini ili više njih kako bi se relativno grubim česticama velike gustine, različitih veličina omogućilo da kroz pomenuto sito prolaze nazad u komoru. Poželjno, postoje dve grupe otvora koje se razlikuju u veličini ili više njih. Najpoželjnije, postoje tri grupe otvora koje se razlikuju u veličini. U jednom poželjnom načinu ostvarivanja, prva grupa otvora ima prečnik od 6mm, druga grupa otvora ima prečnik od 12 mm, a treća grupa otvora ima prečnik od između 15 i 20 mm.

[0015] U drugim načinima ostvarivanja, postoji veći broj otvora manje veličine od broja otvora veće veličine. Kada postoje tri otvora različitih veličina ili više njih, broj otvora poželjno postepeno opada s porastom veličine otvora.

[0016] U još jednom načinu ostvarivanja, otvori koji imaju najveću veličinu smešteni su blizu izlaza za uklanjanje pomenutih relativno grubih čestica male gustine iz pomenutog sita. Veličina otvora poželjno postepeno raste od ulaza do izlaza.

[0017] U nekim načinima ostvarivanja, sito obuhvata meš, a u mešu i između okaca postoji veći broj otvora međusobno razmaknutih u pravilnim razmacima.

[0018] U nekim načinima ostvarivanja, sito obuhvata ploču, a u ploči i između okaca postoji veći broj otvora međusobno razmaknutih u pravilnim razmacima.

[0019] U nekim je načinima ostvarivanja protok fluidizujuće struje promenljiv preko sita.

[0020] U nekim načinima ostvarivanja, uređaj dalje obuhvata ulaz za uvođenje grubih čestica i finog čestičnog medijuma u komoru i izlaz za uklanjanje relativno grubih čestica male gustine iz sita. Dalje je poželjno da komora ima izlaz za pražnjenje radi uklanjanja relativno grubih čestica velike gustine iz uređaja.

[0021] U nekim načinima ostvarivanja, sito je smešteno na prvoj strani komore dok je uređaj za fluidizaciju smešten na drugoj strani komore. Prva strana i druga strana poželjno predstavljaju suprotne strane komore. Sito je poželjnije smešteno iznad komore dok je uređaj za fluidizaciju smešten ispod komore.

[0022] U nekim načinima ostvarivanja, komora obuhvata perforiranu površinu kako bi se fluidizujućem fluidu omogućilo da utiče u komoru.

[0023] U nekim načinima ostvarivanja, uređaj obuhvata prvi vibracioni mehanizam za olakšavanje kretanja grubih čestica preko sita. Prvi vibracioni mehanizam poželjno olakšava kretanje grubih čestica od ulaza do izlaza. Prvi vibracioni mehanizam poželjnije olakšava kretanje relativno grubih čestica velike gustine unutar komore ka izlazu za pražnjenje. U nekim načinima ostvarivanja, prvi vibracioni mehanizam utiče na fluidizaciju finog čestičnog medijuma i/ili olakšava obrazovanje homogenog fluidizovanog sloja. U drugim načinima ostvarivanja, prvi vibracioni mehanizam utiče na fluidizaciju finog čestičnog medijuma preko komore. U nekim je načinima ostvarivanja prvi vibracioni mehanizam povezan sa komorom i/ili sitom.

[0024] U nekim načinima ostvarivanja, uređaj obuhvata drugi vibracioni mehanizam za olakšavanje kretanja grubih čestica preko sita. Drugi vibracioni mehanizam poželjno olakšava kretanje grubih čestica od ulaza do izlaza. Drugi vibracioni mehanizam poželjnije olakšava kretanje relativno grubih čestica velike gustine unutar komore ka izlazu za pražnjenje. U nekim načinima ostvarivanja, drugi vibracioni mehanizam utiče na fluidizaciju finog čestičnog medijuma i/ili olakšava obrazovanje homogenog fluidizovanog sloja. U drugim načinima ostvarivanja, drugi vibracioni mehanizam utiče na fluidizaciju finog čestičnog medijuma preko komore. U nekim je načinima ostvarivanja prvi vibracioni mehanizam povezan sa komorom i/ili sitom.

[0025] U daljim načinima ostvarivanja, uređaj obuhvata prvi vibracioni mehanizam za vibriranje komore i drugi vibracioni mehanizam za vibriranje sita. U drugim načinima ostvarivanja, uređaj obuhvata prvi vibracioni mehanizam za vibriranje sita i drugi vibracioni mehanizam za vibriranje komore. U jednom poželjnom obliku, prvi vibracioni mehanizam radi nezavisno od drugog vibracionog mehanizma.

[0026] U nekim načinima ostvarivanja, uređaj dalje obuhvata poklopac za sprečavanje izlaska bilo kog čestičnog medijuma uvučenog u vazdušnu struju iznad sita. U nekim načinima ostvarivanja, poklopac obuhvata kapu sa izduvom za kontrolisano uklanjanje finog čestičnog medijuma. Kapa može imati i usisni uređaj za izvlačenje finog čestičnog medijuma kroz izduv. Alternativno, kapa ima pozitivnu pumpu za izvlačenje finog čestičnog medijuma kroz izduv. U drugom se načinu ostvarivanja fini čestični medijum filtrira iz vazdušne struje. U jednom poželjnom načinu ostvarivanja, izduv je fluidno povezan sa reciklažnim vodom za vraćanje finog čestičnog medijuma u komoru.

[0027] Prema drugom aspektu ovog pronalaska, obezbeđen je postupak za suvu separaciju grubih čestica, prema patentnom zahtevu 10.

[0028] U nekim načinima ostvarivanja, postupak obuhvata obezbeđivanje većeg broja pomenutih otvora.

[0029] U nekim načinima ostvarivanja, postupak obuhvata obezbeđivanje otvora koji su suštinski iste veličine. Postupak poželjno obuhvata obezbeđivanje otvora sa prečnikom koji je srazmeran prečniku relativno grubih čestica velike gustine. Postupak poželjnije obuhvata obezbeđivanje otvora sa prečnikom koji je najmanje dvostruko veći od maksimalnog prečnika relativno grubih čestica velike gustine. U jednom poželjnom obliku, postupak obuhvata obezbeđivanje otvora sa prečnikom od 20mm. U drugom poželjnom obliku, postupak obuhvata obezbeđivanje otvora sa prečnikom od između 10 i 20mm.

[0030] U nekim načinima ostvarivanja, postupak obuhvata obezbeđivanje dva otvora koja se razlikuju u veličini ili više njih kako bi se relativno grubim česticama velike gustine, različitih veličina omogućilo da kroz pomenuto sito prolaze nazad u komoru. Postupak poželjno obuhvata obezbeđivanje dve grupe otvora koje se razlikuju u veličini ili više njih. Postupak najpoželjnije obuhvata obezbeđivanje tri grupe otvora koje se razlikuju u veličini. U jednom poželjnom načinu ostvarivanja, postupak obuhvata obezbeđivanje prve grupe otvora sa prečnikom od 6mm, druge grupe otvora sa prečnikom od 12 mm i treće grupe otvora sa prečnikom od između 15 i 20 mm.

[0031] U drugim načinima ostvarivanja, postupak obuhvata obezbeđivanje većeg broja otvora manje veličine od broja otvora veće veličine. Kada postoje tri otvora različitih veličina ili više njih, postupak poželjno obuhvata postepeno smanjivanje broja otvora s porastom veličine otvora.

[0032] U nekim načinima ostvarivanja, postupak obuhvata obezbeđivanje uvođenja mešavine grubih čestica i finog čestičnog medijuma u komoru kroz ulaz i uklanjanje relativno grubih čestica male gustine iz sita kroz izlaz. Dalje je poželjno da postupak obuhvata uklanjanje relativno grubih čestica velike gustine iz komore kroz izlaz za pražnjenje.

[0033] U još jednom načinu ostvarivanja, postupak obuhvata smeštanje otvora koji imaju najveću veličinu blizu izlaza. Veličina otvora poželjno postepeno raste od ulaza do izlaza.

[0034] U nekim načinima ostvarivanja, postoji veći broj otvora pa postupak dalje obuhvata međusobno razmicanje pomenutih otvora u situ i između okaca u pravilnim razmacima. U jednom načinu ostvarivanja, postupak dalje obuhvata obrazovanje sita od meša. U drugom načinu ostvarivanja, postupak dalje obuhvata obrazovanje sita od ploče.

[0035] U nekim načinima ostvarivanja, postupak obuhvata variranje protoka fluidizujuće struje preko sita.

[0036] U nekim načinima ostvarivanja, postupak obuhvata smeštanje sita na prvu stranu komore dok se uređaj za fluidizaciju smešta na drugu stranu komore. Postupak poželjno obuhvata smeštanje sita i uređaja za fluidizaciju na suprotne strane komore. Postupak poželjnije obuhvata smeštanje sita iznad komore i smeštanje uređaja za fluidizaciju ispod komore.

[0037] U nekim načinima ostvarivanja, postupak obuhvata obezbeđivanje komore sa perforiranom površinom kako bi se fluidizujućem fluidu omogućilo da utiče u komoru.

[0038] U nekim načinima ostvarivanja, postupak obuhvata vibriranje uređaja kako bi se olakšalo kretanje grubih čestica preko sita. Faza vibriranja poželjno olakšava kretanje grubih čestica od ulaza do izlaza, a poželjnije, kretanje relativno grubih čestica velike gustine unutar komore ka izlazu za pražnjenje. U daljim načinima ostvarivanja, pomenuta faza vibriranja obuhvata vibriranje pomenute komore i/ili sita.

[0039] U nekim načinima ostvarivanja, postupak obuhvata vibriranje uređaja kako bi se uticalo na fluidizaciju finog čestičnog medijuma i/ili olakšalo obrazovanje homogenog fluidizovanog sloja. Faza vibriranja poželjno utiče na fluidizaciju finog čestičnog medijuma preko komore. U daljim načinima ostvarivanja, pomenuta faza vibriranja obuhvata vibriranje pomenute komore i/ili sita.

[0040] U nekim načinima ostvarivanja, postupak obuhvata vibriranje komore i/ili sita. U daljim načinima ostvarivanja, postupak obuhvata vibriranje sita nezavisno od komore.

[0041] U nekim načinima ostvarivanja, postupak obuhvata sprečavanje izlaska bilo kog finog čestičnog medijuma uvučenog u vazdušnu struju iznad sita. U nekim načinima ostvarivanja, postupak obuhvata kontrolisano uklanjanje finog čestičnog medijuma kroz izduv. Postupak može obuhvatati izvlačenje finog čestičnog medijuma kroz izduv ili pumpanje finog čestičnog medijuma kroz izduv. U drugom načinu ostvarivanja, postupak obuhvata filtriranje finog čestičnog medijuma iz vazdušne struje. U jednom poželjnom načinu ostvarivanja, postupak obuhvata recikliranje finog čestičnog medijuma u komoru.

[0042] Osim ukoliko kontekst jasno ne zahteva suprotno, reči „obuhvataˮ, „koji obuhvataˮ i slične kroz opis i patentne zahteve treba tumačiti u inkluzivnom smislu nasuprot isključujućeg ili iscrpnog smisla; to jest, u smislu „koji uključuje, ali nije ograničen naˮ.

[0043] Osim toga, upotreba rednih brojeva „prviˮ, „drugiˮ, „trećiˮ, itd., za opisivanje običnog predmeta, kako se ovde koristi i osim ako nije drugačije naglašeno, samo označava da se upućuje na različite instance sličnih predmeta, te njihov cilj nije da impliciraju da tako opisani predmeti moraju biti u datom nizu, bilo vremenskom, prostornom, po rangu ili na bilo koji drugi način.

Kratak opis crteža

[0044] Sada će biti opisani poželjni načini ostvarivanja ovog pronalaska, samo primera radi, uz pozivanje na pridružene crteže na kojima:

Fig.1 predstavlja uređaj za suvu separaciju grubih čestica prema jednom načinu ostvarivanja ovog pronalaska u šaržnim uslovima, u bočnom izgledu;

Fig.2 predstavlja drugi uređaj za suvu separaciju grubih čestica prema drugom načinu ostvarivanja ovog pronalaska, koji omogućava kontinuiranu separaciju u trajnom stanju, u bočnom izgledu;

Fig.3 predstavlja izgled jednog načina ostvarivanja sita za upotrebu u uređaju sa Fig.1 ili 2, odozgo;

Fig.4 predstavlja izgled drugog načina ostvarivanja sita za upotrebu u uređaju sa Fig.1 ili 2, odozgo;

Fig.5 predstavlja izgled daljeg načina ostvarivanja sita za upotrebu u uređaju sa Fig.1 ili 2, odozgo;

Fig.6 predstavlja izgled još jednog načina ostvarivanja sita za upotrebu u uređaju sa Fig.1 ili 2, odozgo;

Fig.7 predstavlja grafik koji ilustruje broj raspodele spram relativne gustine čestica za jedan primer u skladu sa jednim načinom ostvarivanja ovog pronalaska;

Fig.8 predstavlja grafik koji ilustruje broj raspodele spram relativne gustine čestica za primer sa Fig.7; i

Fig.9 predstavlja uređaj za suvu separaciju grubih čestica prema daljem načinu ostvarivanja ovog pronalaska, u bočnom izgledu.

Poželjni načini ostvarivanja pronalaska

[0045] Sada će ovaj pronalazak biti opisan uz pozivanje na sledeće primere koje u svim pogledima treba posmatrati kao ilustrativne i neograničavajuće. Na crtežima su iste pozivne oznake date odgovarajućim karakteristikama unutar istog načina ostvarivanja ili zajedničkim za različite načine ostvarivanja.

[0046] U postupcima za suvu separaciju, obično se fini čestični medijum obrazuje od finih čestica idealno manjih od 0,5 mm, ali idealno ne tako finih da se čestice elutriraju kao prašina. Fini čestični medijum izabran je kako bi se ciljala odgovarajuća gustina medijuma za hvatanje vrednih grubih čestica koje treba odvojiti od grubih čestica. Na primer, u obradi uglja, fini čestični medijum može se obrazovati od peska kako bi se grube čestice uglja manje gustine odvojile od drugih grubih mineralnih čestica veće gustine. U drugom primeru, u obradi rude železa, fini čestični medijum se može obrazovati prvenstveno iz fine rude železa pomešane sa finim peskom.

[0047] Ovaj pronalazak je u nekim načinima ostvarivanja razvijen za separaciju grubih čestica čija veličina varira od između 1,0 mm i 10,0 mm u prečniku (koje mogu biti opisane kao „maleˮ grube čestice) do preko 10,0 mm u prečniku (koje mogu biti opisane kao „velikeˮ grube čestice). Stoga se pojam „ grube česticeˮ kroz specifikaciju koristi da uputi na te čestice sa prečnikom jednakim ili većim od 1,0 mm. Te su grube čestice velike u odnosu na fine čestične čestice korišćene za obrazovanje finog čestičnog medijuma.

[0048] Uz pozivanje na Fig.1, uređaj 1 koji koristi suvi fluidizovani sloj 2 obuhvata komoru 3 za prijem mešavine grubih čestica i finog čestičnog medijuma, uređaj 4 za fluidizaciju i sito 5. Fluidizovani sloj 2 se obrazuje od finog čestičnog medijuma (koji je manji od 1,0 mm u prečniku). Grube čestice treba razdvojiti na relativno grube čestice 6 velike gustine i relativno grube čestice 7 male gustine. Komora 3 obuhvata osnovu 8 sa perforacijama 9. Vibracioni članovi 10 su povezani sa obe strane komore 3 radi mućkanja ili vibriranja komore.

[0049] Uređaj 4 za fluidizaciju smešten je ispod komore 3 i obuhvata distributer, izvor 11 gasa, gasovod 12, komoru 13 za fluidizaciju i ventil 14. Distributer je integralno obrazovan u osnovi 8 komore 3 i obuhvata perforacije 9 kako bi usmeravao gas u komoru 3 na način koji postiže neophodnu distribuciju fluida. Gas, kao što je hemijski inertan gas ili vazduh, dostavlja se iz izvora 11 gasa kroz gasovod 12 preko ventila 14 u komoru 13 za fluidizaciju, iz koje se gas kroz distributer 9 usmerava u komoru 3 kako bi se mešavina fluidizovala.

[0050] Sito 5 je smešteno iznad komore 3, a u radu je dizajnirano da bude na istoj ili suštinski istoj visini kao visina fluidizovanog sloja 2. Sito 5 ima površinu 15 sita, veći broj finih okaca 16 i najmanje jedan otvor 17 veći od drugih okaca. Ovaj veći otvor 17, koji se u nastavku naziva „slivnim otvoromˮ, omogućava relativno grubim česticama 6 velike gustine bilo da ostanu na visini ili elevaciji površine 15 sita ili da se „slijuˮ (tj., vrate) u fluidizovani sloj 2 i komoru 3. Podrazumeva se da, u ovom načinu ostvarivanja ili drugim načinima ostvarivanja, može biti obezbeđeno više od jednog slivnog otvora 17 u situ 5. Relativno mali deo površine 15 sita poželjno obuhvata jedan slivni otvor 17 ili više njih. Manja okca 16 omogućavaju finom čestičnom medijumu da lako prolazi kroz sito 5 i da se vrati u fluidizovani sloj 2 i komoru 3.

[0051] U radu se fina čestična mešavina, koja obuhvata fini čestični medijum, uvodi u komoru 3 ispod sita, dok se grube čestice 6 uvode na sito 5 kao šarža. Alternativno se fini medijum čestica uvodi na sito 5, odakle može upasti u komoru 3. Uređaj 4 za fluidizaciju radi tako da dostavlja fluidizujući gas kao što je prikazano strelicama 18 kroz distributer 9 i stvara fluidizovani sloj 2 u komori 3, koji usmerava fluidizujuću struju finog čestičnog medijuma ka situ 5. Istovremeno, vibracioni članovi 10 vibriraju komoru 3, čime olakšavaju fluidizaciju i obrazovanje fluidizovanog sloja 2. Vibracije pomažu i u pomeranju bilo koje čestice duž površine 15 sita kako bi pomogle u separaciji.

[0052] Slivni otvori 17 podstiču struju fluidizovanog finog čestičnog medijuma u smeru nagore kroz te slivne otvore. Ta struja je posledica povećane permeabilnosti struje fluidizovanog finog čestičnog medijuma kroz slivne otvore 17 u poređenju sa manjim okcima 16. Fluidizovani fini čestični medijum koji se podiže, podiže grube čestice 7 male gustine u smeru nagore, te stoga primorava grube čestice manje gustine da ostanu na površini 15 sita. Drugim rečima, slivni otvori 17 podstiču jednosmernu struju koja zadržava grube čestice 6 manje gustine na situ 5 i sprečava njihov povratak u fluidizovani sloj 2.

[0053] U međuvremenu se relativno grube čestice 6 velike gustine slivaju ili propadaju kroz taj fluidizovani fini čestični medijum koji se podiže, zbog veće gustine u odnosu na sveukupnu gustinu fluidizovanog finog čestičnog medijuma. Fini čestični medijum čestica koje se podižu nagore kroz slivne otvore 17 i na površinu 15 sita imaju tendenciju da propadaju kroz manja okca 16, čime im se omogućava da se vrate u fluidizovanu zonu ispod u fluidizovanom sloju 2. Okca 16 takođe sprečavaju prolazak grubih čestica 6, 7 tako da čestice 7 veće gustine moraju proći kroz slivne otvore 17 kako bi došle do komore 3. Prema tome, time se dolazi do separacije grubih čestica 7 manje gustine od ostatka finog čestičnog medijuma i grubih čestica 6 veće gustine.

[0054] Uređaj 1 je zatvoren poklopcem u obliku kape 19 sa kupastim ili nagnutim bočnim zidovima koji se sužavaju do izlaza 20. Kapa 19 osigurava da fini čestični medijum, naročito najfinije od tih čestica kao i sva prašina, ne izlaze iz uređaja 1 i ne zagađuju okolnu sredinu. Većina finog čestičnog medijuma se odvaja od vazdušne struje (pri čemu se vazdušna struja generiše iznad sita 5 od fluidizujuće struje fluidizovanog sloja 2), ali prašnjavije čestice imaju tendenciju da se uvuku u vazdušnu struju. Usisni uređaj ili pozitivna pumpa (koja nije prikazana) može se koristiti za izvlačenje fine prašine kao što je označeno strelicom 21 radi rekuperacije i ponovnog korišćenja u komori 3. U daljoj alternativi, čestice prašine se filtriraju iz struje.

[0055] Upotreba vibracionog mehanizma (kao što su vibracioni članovi 10) pomaže u postupku za separaciju jer vibracije podstiču kretanje finog čestičnog medijuma kao homogenijeg medijuma, pa se samim tim obrazuje homogeni fluidizovani sloj. Štaviše, separacija se odvija efektivnije i efikasnije zbog vibracije fluidizovanog sloja 2 preko vibracije komore 3. Međutim, sito 5 se takođe može direktno vibrirati kako bi se ta efikasnost separacije povećala prikladnom vezom sa vibracionim članovima 10 ili pomoću još jednog skupa vibracionih članova povezanih sa sitom 5. U potonjem slučaju, dodatni skup vibracionih članova može raditi nezavisno od vibracionih članova 10 ili biti povezan sa vibracionim članovima 10.

[0056] Vibracija je uglavnom poželjna jer je poznato da vibracija utiče na postupak za fluidizaciju tako da poboljšava dejstvo finog čestičnog medijuma budući da vibracija olaškava povratak finog čestičnog medijuma od iznad površine 15 sita do fluidizovanog sloja 2 ispod. Određenije, vibracija može pomoći da se poremeti struja gasa sa mehurićima nagore kroz fluidizovani sloj 2. Vibracija može pomoći i sa

1

transportom grubih čestica 7 manje gustine preko površine 15 sita s jedne strane na drugu; čime se sprečava čestica-čestica povezivanje ili blokiranje okaca 16 ili slivnih otvora 17; i stvara bliža interakcija između fluidizujuće čestične mešavine koja se podiže i površine 15 sita.

[0057] Te funkcije olakšavanja kretanja grubih čestica preko sita 5 i uticanja na fluidizaciju finog čestičnog medijuma ili olakšavanja obrazovanja homogenog fluidizovanog sloja 2 mogu se izvoditi odvojeno različitim vibratorima. Na primer, kretanje grubih čestica može se olakšati vibracionim članovima 10 pričvršćenim za komoru 3 dok se uticaj na fluidizaciju finog čestičnog medijuma ili obrazovanje homogenog fluidizovanog sloja 2 može olakšati vibracionim članom ili članovima pričvršćenim za sito 5. Obrnuta konfiguracija može biti moguća kada vibracioni članovi 10 pričvršćeni za komoru 3 utiču na fluidizaciju finog čestičnog medijuma ili olakšavaju obrazovanje homogenog fluidizovanog sloja 2 dok vibracioni član ili članovi pričvršćeni za sito 5 olakšavaju kretanje grubih čestica.

[0058] Uz pozivanje na Fig.2, ilustrovan je drugi način ostvarivanja uređaja 1 pri čemu je on dizajniran za kontinuiran ili rad u trajnom stanju umesto na bazi rada u šaržama kao na Fig.1. U uređaju 1, fluidizovani sloj 2 se obrazuje u komori 3 dok je sito 5 sa uređajem 4 za fluidizaciju smešteno ispod osnove 8. Uređaj obuhvata i separacionu komoru u obliku kape 40 povezane sa zidovima 45 komore 3. Napojni ulaz 47 smešten je iznad sita 5 susednog kapi 40 kako bi dostavljao napajanje grubih čestica, koje idealno pada na površinu 15 sita odozgo. Napojni ulaz 47 ima raspored 49 dvostrukih ventila kako bi se sprečio izlazak finog čestičnog medijuma kao prašine. Fini čestični medijum može da potiče iz drugog postupka za rafiniranje ili separaciju, kao što je postupak za suvo prosejavanje radi uklanjanja finijih čestica.

[0059] Kako napojni ulaz 47 dostavlja fini čestični medijum na sito 5, komora 3 se postepeno ispunjava pa uređaj 4 za fluidizaciju onda radi na isti način kao što je gore opisano da bi se u komori 3 napravio fluidizovani sloj 2. Ventil 11 u ovom načinu ostvarivanja predstavlja ventil vazdušne struje sa meračem protoka za upravljanje protokom struje fluidizujućeg gasa. Zidovi 45 se vibriraju prikladnim vibracionim članovima (koji nisu prikazani kako bi se poboljšala jasnoća) da bi se podstaklo kretanje fine čestične mešavine duž sita 5 kao što je prikazano strelicom 46 i olakšala fluidizacija. Slivni otvori 17 podstiču struju finog čestičnog medijuma nagore od fluidizovanog sloja 2 i na površinu 15 sita. Okca 16 omogućavaju finom čestičnom medijumu da prolazi nazad kroz sito 5 i da se vrati u fluidizovani sloj 2 u komoru 3, ali sprečavaju prolazak grubih čestica 6, 7. Grube čestice 6 veće gustine propadaju kroz slivne otvore 17, prolaze kroz sito 5, čime ulaze u fluidizovani sloj 2 dok grube čestice 7 manje gustine ostaju na površini 15 sita, gde se kreću pod vibracijom ka uređaju 50 za uklanjanje preliva. Podrazumeva se da grube čestice 7 manje gustine ostaju na situ 5 zato što nemaju dovoljnu gustinu da propadnu kroz slivne otvore 17 suprotno finom čestičnom medijumu koji struji nagore, kog stvara fluidizovani sloj 2.

[0060] U tom su načinu ostvarivanja slivni otvori 17 suštinski iste veličine i poželjno su dizajnirani da imaju prečnik srazmeran prečniku grubih čestica 6 veće gustine. Poželjno je da prorezi ili slivni otvori 17 imaju prečnik najmanje dvostruko veći od maksimalnog prečnika grubih čestica veće gustine kako bi se obezbedilo da grube čestice veće gustine mogu fizički da prođu kroz slivni otvor 17 i u komoru 3 suprotno fluidizovanoj struji finog čestičnog medijuma. Kada maksimalni prečnik grubih čestica 6 veće gustine iznosi 10mm, onda slivni otvori 17 imaju prečnik od 20mm. U drugim slučajevima, kada je maksimalni prečnik grubih čestica 6 veće gustine manji od 10mm, slivni otvori 17 mogu imati prečnik od između 10 i 20mm. U tom će slučaju manji slivni otvori 17 poboljšati separaciju najmanjih grubih čestica 6 veće gustine. Utvrđeno je da za grube čestice veće gustine date veličine postoji optimalna veličina proreza ili slivnog otvora 17 za postizanje separacije na osnovu gustine.

[0061] Grube čestice 6 veće gustine, koje propadaju kroz slivne otvore 17, imaće tendenciju da brzo propadnu kroz fluidizovani sloj 2 ka osnovi 8 komore 3. Osnova 8 obuhvata distributer 9 uređaja 4 za fluidizaciju, koji ima fine otvore ili mlaznice 52 za dostavljanje vazdušne struje fluidizovanom sloju 2. Komora 13 za fluidizaciju ispod distributera 9 radi na povišenom pritisku kako bi se obezbedila ravnomerna distribucija vazduha. Osnova 8 ima nagnutu površinu kako bi pomogla da se guste i grube čestice 6 usmere ka donjem izlazu 58 za pražnjenje. Izlaz 58 za pražnjenje ima rotacioni ventil (koji nije prikazan) kako bi se omogućilo uklanjanje grubih čestica 6 veće gustine iz uređaja 1 kao donjeg otoka. Alternativno, izlaz 58 za pražnjenje ima jedan solenoidni ventil ili više njih. Izlaz 58 za pražnjenje ima i raspored ventila koji minimalizuje gubitak gasa/vazduha i finog čestičnog medijuma tokom pražnjenja grubih čestica 6 veće gustine u donji otok. Pražnjenje u donji otok pada na sekundarno sito, bilo vibraciono ili statično, kako bi se fini čestični medijum odvojio od grubih čestica. Deo vazdušne struje može se usmeriti da čisti grube čestice 6 veće gustine finog čestičnog medijuma. Nagnuto sekundarno sito može se koristiti da podstakne kretanje grubih čestica 6 veće gustine koje treba ukloniti, kao što je rotacija i/ili klizanje.

[0062] Uređaj za uklanjanje preliva obuhvata cev ili vod 50 tako da se grube čestice manje gustine mogu otkotrljati sa površine 15 sita u preliv. Vod 50 može imati raspored dvostrukih ventila kako bi se sprečio izlazak finog čestičnog medijuma kao prašine. Međutim, u deo finog čestičnog medijuma uvučene su grube čestice 7 manje gustine. Prema tome, čestice uhvaćene u prelivu padaju na sekundarno sito, bilo vibraciono ili statično. Kao što je gore opisano, deo vazdušne struje se može usmeriti da čisti grube čestice 7 manje gustine finog čestičnog medijuma. Sekundarno sito može se nagnuti da podstiče kretanje grubih čestica 7 manje gustine koje treba ukloniti, kao što je rotacija i/ili klizanje.

[0063] Kao sa načinom ostvarivanja sa Fig.1, gornji deo uređaja 1 je zatvoren kapom 40 kako bi se zadržala sva fina prašina, a usisni uređaj 60 se koristi za izvlačenje fine prašine kroz izduv 62 iz uređaja i naknadnu filtraciju iz vazduha. Alternativno se za izvlačenje prašine koristi pumpa sa pozitivnim pritiskom. Potom se rekuperovani fini čestični medijum ponovo koristi, kao što je opisano u nastavku.

[0064] Fini čestični medijum uklonjen iz preliva i donjeg otoka transportuje se putem strmih nagnutih cevi (koje nisu prikazane) ka vertikalnom usponskom cevovodu (koji nije prikazan). Taj vertikalni usponski cevovod obuhvata konvencionalni gas-čvrsta materija fluidizovani sloj koji se prostire do visine iznad celokupnog uređaja 1. Cev (koja nije prikazana) transportuje fluidizovane čestice iz konvencionalnog fluidizovanog sloja nazad ka fluidizovanom sloju 2 u uređaju 1. Na taj se način fini čestični medijum reciklira kako bi se minimalizovao gubitak medijuma. Ulaz te cevi je idealno iznad sita 5 kako bi se obezbedio lak ulazak povratnog finog čestičnog medijuma ili je povezan sa napojnim ulazom 47. Time se takođe omogućava dodavanje zamene finog čestičnog medijuma gde je to potrebno.

[0065] U nekim načinima ostvarivanja, sito 5 je nagnuto pod uglom kako bi pomoglo u transportu grubih čestica manje gustine sa površine 15 sita koje treba ukloniti iz uređaja 1 i grubih čestica 6 veće gustine koje treba ukloniti kroz jedan slivni otvor 17 ili više njih. Međutim, vibracioni mehanizam kao što je gore opisan može se koristiti za transport čestica uz blagi nagib, horizontalno ili nadole. Horizontalni pristup je poželjan jer se time osigurava ravnomernija interakcija finog čestičnog medijuma sa sitom 5. Na taj način, grube čestice 6 veće gustine mogu poskakivati preko sita 6, pri čemu su periodično izložene slivnom otvoru 17.

[0066] Uz pozivanje na Fig.3 do 6, ilustrovani su različiti načini ostvarivanja sita 5 za upotrebu u uređaju 1. Na Fig.3 i 4, sito obuhvata meš 70 sa većim brojem okaca 16 i većim prorezima ili slivnim otvorima 17. Na Fig.3, slivni otvori 17 su izvedeni u parovima ili po troje u „reduˮ u pravilnim razmacima i između okaca 16 (kako bi obrazovali generalno pravilan obrazac). U jednoj varijaciji, meš 70 može imati slivne otvore 17 izvedene u nepravilnim razmacima, sve dok postoji dovoljna pokrivenost meša da bi se sprečilo kretanje grube čestice 6 velike gustine duž površine bez nailaženja na najmanje jedan od slivnih otvora 17.

[0067] Na Fig.4, drugi način ostvarivanja sita obuhvata meš 75 sa većim prorezima ili slivnim otvorima 17a, 17b, 17c različite veličine. Taj je način ostvarivanja sita dizajniran da olakša prolaz grubih čestica 6 različitih veličina, veće gustine kroz slivne otvore 17a, 17b, 17c. Poznato je da grube čestice imaju tendenciju da se sastoje od čestica različitih veličina, na primer u opsegu od 1 do 10 mm u prečniku. Stoga su manje grube čestice (oko 1 do 3 mm) obično mnogo brojnije od većih grubih čestica (oko 7 do 10 mm). Prema tome, meš 75 je, na Fig.4, podeljen na odvojene oblasti 75a, 75b, 75c sa odgovarajućom grupom ili skupom slivnih otvora 17a, 17b, 17c usmerenih da omogućavaju prolazak grubih čestica 6 veće gustine postepeno rastuće veličine.

[0068] Broj manjih slivnih otvora 17a u oblasti 75a veći je od broja srednjih slivnih otvora 17b u oblasti 75b, koji su zatim brojniji od najvećih slivnih otvora 17c u oblasti 75c. Prema tome, ovaj način ostvarivanja može optimalno opslužiti veći broj manjih grubih čestica veće gustine sa većim brojem slivnih otvora 17a, uz obezbeđivanje manjeg broja otvora 17b za optimalno opsluživanje manjeg broja srednjih grubih čestica veće gustine i minimalnog broja najvećih slivnih otvora ili otvora 17c za optimalno opsluživanje još manjeg broja najvećih grubih čestica veće gustine. U jednom naročito poželjnom načinu ostvarivanja, manji slivni otvori 17c imaju prečnik od 6mm kako bi opslužili grube

1

čestice veće gustine sa prečnikom od 1 do 3mm, srednji slivni otvori 17b imaju prečnik od 12 mm kako bi opslužili grube čestice veće gustine sa prečnikom od 3 do 6mm, a najveći slivni otvori 17c imaju prečnik od 15 do 20mm kako bi opslužili grube čestice veće gustine sa prečnikom od 6 do 10mm. Očigledno je da deo manjih grubih čestica veće gustine (na primer, 1 do 3 mm) može proći kroz najveće otvore 17c (na primer, 15 do 20 mm) i biti podvrgnut manje efikasnoj separaciji, ali se podrazumeva da je veća verovatnoća da će te manje grube čestice veće gustine stupiti u interakciju sa manjim otvorima 17a nego sa većim otvorima 17c.

[0069] Takođe treba zapaziti da su, u ovom načinu ostvarivanja, najveći prorezi ili slivni otvori 17c smešteni blizu jednog kraja sita 75 koji je namenjen da bude krajnja izlazna tačka sita susedna izlazu 50 uređaja 1, gde se stvaraju uslovi za kompenzovanje veće tendencije najmanjih od grubih čestica veće gustine da prolaze kroz najveće otvore ili slivne otvore 17c. Osim toga, to podešavanje lokalne brzine vazduha blizu izlazne tačke prouzrokuje promenu u gustini separacije manjih grubih čestica veće gustine koje prelaze preko najvećih slivnih otvora 17c. Blago zakošenje ili naginjanje sita dovodi do prolaska više finijeg čestičnog medijuma kroz najveće otvore ili slivne otvore 17c, što ponovo prouzrokuje promenu u gustini separacije manjih grubih čestica veće gustine koje prolaze preko najvećih slivnih otvora 17c.

[0070] Na Fig.5 i 6, sito obuhvata ploču 25 sa većim brojem okaca 16 i većim prorezima ili slivnim otvorima 17. Slivni otvori 17 su takođe izvedeni u pravilnim razmacima na Fig.4 i 5. Međutim, slivni otvori 17 su, na Fig.5, poravnati sa podužnom osom ploče 25.

[0071] Podrazumeva se da okca 16 i slivni otvori 17 mogu imati različite oblike, kao što su pravougaoni (čime obrazuju proreze), ovalni, kvadratni, trougaoni ili bilo koji drugi mnogougaoni oblik. Međutim, za okca 16 je poželjno korišćenje kvadratnih ili pravougaonih oblika. Uz to, veličina okaca 16 i/ili slivnih otvora 17 u istom situ može varirati dokle god oni ispunjavaju njihove funkcionalne zahteve. To jest, okca 16 bi trebala biti dovoljno mala da omoguće prolazak finog čestičnog medijuma nazad kroz sito 5 i u fluidizovani sloj 2, dok slivni otvori 17 moraju biti dovoljno veliki da omoguće propadanje grubih čestica 6 veće gustine kroz sito 5 i u fluidizovani sloj 2.

[0072] U separatorskom uređaju koji transportuje grube čestice preko sita, kao što je uređaj 1 sa Fig.2, poželjno je da prorezi ili slivni otvori 17 date veličine pokrivaju čitavu širinu sita 5 više od jednom. To znači da su sve grube čestice izložene svim prorezima ili slivnim otvorima 17a, 17b, 17c različitih veličina dok prelaze čitavu dužinu sita 5 od ulaza 47 do izlaza 50. Stoga, u drugim načinima ostvarivanja, slivni otvori 17a, 17b, 17c nisu ograničeni na odvojene oblasti 75a, 75b, 75c nego su rašireni preko čitavog sita 75.

[0073] U drugim načinima ostvarivanja, sito 5 nije neophodno iznad komore 3 već je smešteno na jednoj strani. Slično tome, uređaj 4 za fluidizaciju nije neophodno smešten ispod komore 3 već je smešten na drugoj strani, poželjno suprotnoj strani od strane na kojoj je smešteno sito 5.

[0074] Takođe treba zapaziti da iako kapa 40 poželjno sprečava izlazak fine prašine i pomaže u rekuperaciji finog čestičnog medijuma za ponovnu upotrebu, nije neophodno obezbediti kapu 40 u svim načinima ostvarivanja ovog pronalaska. Na primer, uređaj 1 može se smestiti unutar prostorije kako bi se osiguralo da se sva fina prašina zadržava i ne izlazi, te da se može rekuperovati. Umesto kape 40 mogu se koristiti i drugi tipovi poklopaca, kao što su obloga, kućište, omotač, šator ili kupola. Uz to, poklopac mora biti povezan sa komorom 3, ali se može smestiti susedno, preko ili u opštoj blizini sita 5 kako bi hvatao finu prašinu.

[0075] Premda goreopisani načini ostvarivanja koriste višestruke slivne otvore 17 u situ 5, podrazumeva se da uređaj 1 može koristiti jedan slivni otvor. To se može dogoditi u manjem uređaju i/ili situ 5 u kvadratnog oblika.

Primer

[0076] Prototip uređaja 1 u skladu sa Fig.1 korišćen je za separaciju grubih čestica različite gustine sa nominalnom veličinom u opsegu od 1 do 10 mm u prečniku. Sito 5 je imalo mala okca 16 sa prečnikom od 1mm i jedan veliki prorez ili slivni otvor 17 sa prečnikom od 9mm. Fini čestični medijum obuhvatao je pesak, od kog je 2,9 kg sipano u komoru 3. Kako bi se procenio uređaj 1, korišćeni su različiti protoci vazduha za uređaj 4 za fluidizaciju, a rezultati su prikazani na graficima sa Fig.7 i 8.

[0077] Na Fig.7, grafik pokazuje poređenje broja raspodele i relativne gustine odvojenih grubih čestica veće gustine za protoke vazduha od 6,8, 7,4, 8,0 i 9,9 m<3>/h. Broj raspodele označava frakciju grubih čestica date gustine koja je ostala na situ 5. Iz ovog se grafika može videti da gustina separacije, koja označava relativnu gustinu koja odgovara broju raspodele od 0,5, raste s porastom protoka vazduha. To znači da je više grubih čestica ostajalo na situ s porastom protoka vazduha.

[0078] Na Fig.8, grafik pokazuje krivu raspodele za tri različita opsega veličina grubih čestica veće gustine - 2,0 do 2,8 mm, 2,8 do 4,0 mm i 4,0 do 5,6 mm, pri čemu protok vazduha iznosi 7,4 m<3>/h. D50ili gustina separacije svih triju opsega veličina ili frakcija razlikuje se samo za 0,1 g/cm<3>dok je Ep veoma efikasan, u opsegu od 0,03 do 0,15 g/cm<3>. Ep definiše grešku u gustini separacije i zasnovan je na vrednostima gustine na brojevima raspodele od 0,75 i 0,25. Razlika između ovih dveju gustina (u jedinicama g/cm<3>), podeljena sa dva, jednaka je običnoj magnitudi Ep-a koja se koristi u gravitacionoj separaciji na bazi vode. Stručnjak iz ove oblasti shvata da je D50gustina čestice koje odgovara čestici koja ima 50% šanse za prolazak kroz slivni otvor. Stoga, D50obezbeđuje meru gustine separacije.

[0079] Uz pozivanje na Fig.9, ilustrovan je dalji način ostvarivanja ovog pronalaska, koji pokazuje uređaj 100 sa odvojenim vibracionim mehanizmima za uticaj na fluidizaciju finog čestičnog medijuma i transport grubih čestica preko sita 5. Radi jasnoće, uređaj 100 je prikazan bez poklopca, omotača ili kape i bez ikakvih detalja koji se odnose na sito 5, kao što su okca ili slivni otvori 17. Napajanje koje obuhvata mešavinu grubih čestica i finog čestičnog medijuma uvodi se u komoru 3 putem voda 47. Vibracioni

1

mehanizam u obliku pneumatskog vibratora 110 postavljen je na komoru 3 putem pričvrsnih članova 115. Pneumatski vibrator 110 primenjuje vibracije na sito 5 kroz komoru 3 kako bi uticao na fluidizaciju finog čestičnog medijuma i/ili olakšao obrazovanje homogenog fluidizovanog sloja 2. Drugi vibracioni mehanizam 120 postavljen je ispod komore 3 na nosač 125 i obuhvata jedan noseći član u obliku grede 130 ili više njih povezanih sa parom vibracionih motora 135 sa obe strane greda 130. Te su grede 130 postavljene na opruge 140 povezane sa nosačem 125, tako da se čitava komora 3 može pomicati pod vibracijama koje stvara vibracioni mehanizam 120. Vibracioni motori 135 preko greda 130 indukuju oscilatornu vibracionu kretnju na komoru 3, koja prouzrokuje transport grubih čestica preko sita 5 i separaciju čestica 6 veće gustine od čestica 7 manje gustine, kao što je gore opisano.

[0080] Dalje se podrazumeva da se sve karakteristike u poželjnim načinima ostvarivanja ovog pronalaska mogu međusobno kombinovati i da nisu nužno primenjene odvojeno jedna od druge. Na primer, karakteristika napojnog ulaza 47 na Fig.6 može se dodati uređaju sa Fig.1. Stručnjak iz ove oblasti može lako izvesti slične kombinacije dveju ili više karakteristika iz goreopisanih načina ostvarivanja ili poželjnih oblika ovog pronalaska.

[0081] Prema tome, načini ostvarivanja ovog pronalaska nastoje da simuliraju karakteristike koje postoje u tečnoj fluidizaciji. U tečnoj fluidizaciji, medijum je obično voda, koja ima tendenciju da teče i samim tim odnosi čestice manje gustine u prelivno korito. Površina tečnosti se simulira u načinima ostvarivanja ovog pronalaska obezbeđivanjem sita 5 neposrednog iznad suvog fluidizovanog sloja 2, sa relativno malim okcima 16 i jednim slivnim otvorom 17 ili više njih. Gornja površina 15 sita stvara ili simulira razdelnu površinu koja postoji između tečnog medijuma i gasne faze iznad, čime se obezbeđuje poboljšan integritet i stabilnost.

[0082] Štaviše, sa konvencionalnim gustim medijumom, gas-čvrsta materija, fluidizovanim slojem, teško je primorati grube čestice da se transportuju u prelivno korito zato što imaju tendenciju da leže neposredno ispod površine fluidizovanog sloja. Stoga, podizanjem grube čestice nagore i preko brane, a potom u spoljno korito, dolazi do gubitka fluidizacije jer gas ne može da se prelije van uređaja. Stoga se fine medijumske čestice odvajaju od struje gasa. Suprotno tome, u načinima ostvarivanja ovog pronalaska, prisustvo većih otvora u oblicima slivnih otvora 17, proreza i sličnih omogućava finom čestičnom medijumu da se podiže nagore. Time se osigurava da se grube čestice male gustine uopšte ne slivaju. Površina 15 sita održava grube čestice male gustine na preciznom nivou, izvan fluidizovanog sloja 2. Štaviše, kapacitet uređaja nije ograničen zastojem grubih čestica male gustine unutar medijuma. Shodno tome je u načinima ostvarivanja ovog pronalaska dakle postignut visok kapacitet propusnosti sita. Uzevši sve to u obzir, ovaj pronalazak predstavlja praktično i komercijalno značajno poboljšanje u odnosu na stanje tehinke.

[0083] Iako je ovaj pronalazak opisan uz pozivanje na specifične primere, stručnjacima iz ove oblasti je jasno da se ovaj pronalazak može ostvariti u mnogim drugim oblicima.

1

Claims (15)

Patentni zahtevi

1. Uređaj za suvu separaciju grubih čestica, koji obuhvata:

komoru;

sito za prijem najmanje mešavine pomenutih grubih čestica na njega kako bi se pomenute grube čestice razdvojile, pri čemu je pomenuto sito susedno pomenutoj komori i obuhvata površinu sita, veći broj okaca i jedan otvor ili više njih većih od pomenutih okaca; i

uređaj za fluidizaciju koji je fluidno povezan sa pomenutom komorom radi usmeravanja fluidizujućeg fluida u pomenutu komoru da bi se u njoj fluidizovao fini čestični medijum, čime se u pomenutoj komori stvara fluidizovani sloj usmeren ka pomenutom situ;

pri čemu su pomenuti jedan otvor ili više njih konfigurisani da omoguće pomenutom finom čestičnom medijumu i pomenutim grubim česticama da prolaze kroz pomenuto sito; pomenuta okca su konfigurisana da omoguće pomenutom finom čestičnom medijumu da prođe kroz pomenuto sito i da spreče prolazak pomenutih grubih čestica kroz pomenuto sito; pomenuti otvor je takođe konfigurisan da omogući relativno grubim česticama velike gustine da kroz pomenuto sito prođu u pomenutu komoru protiv struje pomenutog fluidizovanog finog čestičnog medijuma; i

pomenuto sito zadržava relativno grube čestice male gustine na pomenutoj površini sita i pomoću pomenutog fluidizovanog finog čestičnog medijuma koji struji kroz jedan otvor ili više njih.

2. Uređaj prema zahtevu 1, pri čemu pomenuto sito obuhvata meš ili ploču, a u pomenutom mešu ili pomenutoj ploči i između pomenutih okaca postoji veći broj pomenutih otvora međusobno razmaknutih u pravilnim razmacima.

3. Uređaj prema zahtevu 1, pri čemu postoji veći broj pomenutih otvora, gde su pomenuti otvori suštinski iste veličine, koji poželjno imaju prečnik najmanje dvostruko veći od maksimalnog prečnika relativno grubih čestica velike gustine.

4. Uređaj prema bilo kom od prethodnih zahteva, pri čemu pomenuto sito obuhvata dva otvora koja se razlikuju u veličini ili više njih kako bi se relativno grubim česticama velike gustine, različitih veličina omogućilo da kroz pomenuto sito prolaze nazad u komoru, gde je poželjno broj otvora manje veličine veći od broja otvora veće veličine.

5. Uređaj prema zahtevu 4, pri čemu prva grupa otvora ima prečnik od 6 mm, druga grupa otvora ima prečnik od 12 mm, a treća grupa otvora ima prečnik od između 15 i 20 mm.

6. Uređaj prema zahtevu 4 ili 5, pri čemu su pomenuti otvori koji imaju najveću veličinu smešteni blizu izlaza za uklanjanje pomenutih relativno grubih čestica male gustine iz pomenutog sita.

7. Uređaj prema bilo kom od prethodnih zahteva, pri čemu su sito i uređaj za fluidizaciju smešteni na suprotnim stranama pomenute komore, poželjno je pomenuto sito smešteno iznad pomenute komore dok je pomenuti uređaj za fluidizaciju smešten ispod pomenute komore.

8. Uređaj prema bilo kom od prethodnih zahteva, pri čemu pomenuta komora obuhvata vibracioni mehanizam za olakšavanje kretanja pomenutih grubih čestica preko pomenutog sita ili drugi vibracioni mehanizam za uticanje na fluidizaciju finog čestičnog medijuma i/ili olakšavanje obrazovanja homogenog fluidizovanog sloja, gde je pomenuti prvi vibracioni mehanizam ili pomenuti drugi vibracioni mehanizam poželjno povezan sa komorom i/ili sitom.

9. Uređaj prema bilo kom od prethodnih zahteva, koji dalje obuhvata poklopac za sprečavanje izlaska pomenutog finog čestičnog medijuma, gde pomenuti poklopac ima izduv za kontrolisano uklanjanje pomenutog finog čestičnog medijuma, pri čemu je pomenuti izduv poželjno fluidno povezan sa reciklažnim vodom za vraćanje pomenutog finog čestičnog medijuma u pomenutu komoru.

10. Postupak za suvu separaciju grubih čestica, koji obuhvata:

prijem mešavine pomenutih grubih čestica i finog čestičnog medijuma;

obezbeđivanje sita sa površinom sita, većim brojem okaca i jednim otvorom ili više njih većih od pomenutih okaca;

usmeravanje fluidizujućeg fluida kroz komoru da bi se pomenuti fini čestični medijum fluidizovao, čime se stvara fluidizovani sloj usmeren ka pomenutom situ;

omogućavanje pomenutom finom čestičnom medijumu i pomenutim grubim česticama da prođu kroz pomenuti otvor;

omogućavanje pomenutom finom čestičnom medijumu da prođe kroz pomenuta okca; sprečavanje prolaska pomenutih grubih čestica kroz pomenuta okca;

1

omogućavanje relativno grubim česticama velike gustine da prođu kroz pomenuti otvor protiv struje pomenutog fluidizovanog finog čestičnog medijuma kroz pomenuti otvor; i zadržavanje relativno grubih čestica male gustine na pomenutoj površini sita i pomoću pomenutog fluidizovanog finog čestičnog medijuma.

11. Postupak prema zahtevu 10, u kom postoji veći broj pomenutih otvora, pri čemu taj postupak dalje obuhvata međusobno razmicanje pomenutih otvora u situ i između okaca u pravilnim razmacima i poželjno obezbeđivanje otvora sa prečnikom koji je najmanje dvostruko veći od maksimalnog prečnika relativno grubih čestica velike gustine.

12. Postupak prema zahtevu 10 ili 11, koji obuhvata obezbeđivanje dvaju ili više otvora koji se razlikuju u veličini kako bi se relativno grubim česticama velike gustine, različitih veličina omogućilo da kroz pomenuto sito prolaze nazad u komoru, pri čemu poželjno obuhvata obezbeđivanje većeg broja otvora manje veličine od broja otvora veće veličine i dalje poželjno obuhvata smeštanje otvora koji imaju najveću veličinu blizu izlaza za uklanjanje relativno grubih čestica male gustine iz pomenutog sita.

13. Postupak prema bilo kom od zahteva 10 do 12, koji obuhvata variranje protoka fluidizujuće struje preko sita.

14. Postupak prema bilo kom od zahteva 10 do 13, koji obuhvata uklanjanje pomenutog finog čestičnog medijuma sklonjenog sa pomenutog sita i recikliranje pomenutog finog čestičnog medijuma u pomenutu komoru.

15. Postupak prema bilo kom od zahteva 10 do 14, koji obuhvata vibriranje pomenute komore i/ili sita kako bi se olakšalo kretanje pomenutih grubih čestica preko pomenutog sita, uticalo na fluidizaciju finog čestičnog medijuma, olakšalo obrazovanje homogenog fluidizovanog sloja ili bilo koja njihova kombinacija.

1