粉體工程第四章粉體的分級課件PPT56頁

1、第四章 粉體的分級 第一節(jié) 概述一、定義與意義 定義：把粉碎產(chǎn)品按某種粒度大小或種類進行分選的操作過程稱為分級。 意義:（1）使粉碎產(chǎn)品粒度控制在所要求的范圍內(nèi)； （2）使粉料中粒度已達到要求的產(chǎn)品及時分離出去，以防止產(chǎn)品過碎和能源浪費。 分級方式： 用篩子篩分（用于粗粉，一般大于325目） 在流體中進行分級（用于細粉，一般小于325目） 其方法是制造粉碎和分級機組合的裝置，粉碎產(chǎn)品按大于和小于某一粒度分開，把細粒排出機外，而成為合格產(chǎn)品，并將粗粒再返送入粉碎機，再次進行粉碎。 分級機與粉碎機的組合形式： 現(xiàn)在假設將任意一組顆粒進行分級，在粗粒部分中未混入小于do粒度的顆粒，同時在細粒中也未混

2、入大于do的顆粒，此時，由于do粒度的分級進行得完全，可稱為理想的分級。此時的分級效率為100%。實用的分級機很難得到這樣的分級狀態(tài)。二、分級效率（1）部分分級效率 圖4-1（A）中曲線a是粉末原料的粒度分布曲線，曲線b是分級后粗粒部分的粒度分布曲線。設粒度d和d+d區(qū)間的原料重量為Wa，同區(qū)間的粗粒的重量為Wb，則Wb/Wa=d稱為部分分級效率，又叫區(qū)間回收率。 以顆粒粒度為橫坐標，以部分分級效率為縱坐標可繪出圖4-1（B）所示的曲線C，C曲線即叫做部分分級效率曲線，這是直觀地了解分級程度的最便利的曲線。 本曲線與50%水平線的交點稱為50%分級點，所對應的顆粒粒度稱為分級粒度。 （2）牛頓

3、分級效率 將某一粒度分布的粉粒用分級機進行二分，令大粒部分名為粗粒級，小粒部分為細粒級，則牛頓分級效率的綜合表達形式為： （4-1）設a為原料中實有的粗粒級比率（質(zhì)量百分數(shù)），b為粗粒級中實有的粗粒比率，c為細粒部分中實有的粗粒比率，上式可寫為： （42）式（4-1）為定義式，式（4-2）為實用式，牛頓效率的物理意義為實際分級機達到理想分級的質(zhì)量比。（3）分級精度（S） 通常是根據(jù)部分分級效率曲線，取部分分級效率為75%和25%的粒度d75和d25表示。 S= d75/d25 或者S= d25/d75 當粒度分布較寬時，分級精度可用下式表示： S=d90 /d10或S=d10/d90 當粒度分

4、布較小時，分級精度可用下式表示： S=（d90- d10 ）/d50 對于理想分級， S1，實際分級時， S值越接近于1，其分級精度越高。 第二節(jié) 篩分一、 概述（一）篩分定義 把固體顆粒置于具有一定大小孔徑或縫隙的篩面上，使通過篩孔的成為篩下料，被截留在篩面上的成為篩上料，這種分級方法稱為篩分。（二）篩分分類 按物料含水分的不同分類： 篩分干法篩分濕法篩分 篩分機械或設備工作面是篩面。按結構分篩面有格子篩（柵篩）、板篩（篩板）、編織篩（網(wǎng)篩）等多種。（三）篩面 格子篩（柵篩） 由相互平行的按一定間隔排列的鋼質(zhì)棒條組成。分為固定格篩和條篩。 固定格篩 固定條篩格子篩用于篩分塊、粒狀粗粒物料。板

5、篩（篩板） 板篩篩面通常由厚度為512mm的鋼板上沖制成方形、長方形或圓孔制成。板篩篩面產(chǎn)品 板篩的優(yōu)點是比較牢固，剛度大，使用壽命長。缺點是開孔率較小。開孔率（孔隙率S）：指篩孔凈面積占篩面總面積的比率（）?？捎孟率奖硎荆?S=(1-zb)2 100%式中：Z-單位長度內(nèi)篩孔數(shù)； b-篩絲直經(jīng)板篩用于中等粒度物料的篩分。 編織篩（網(wǎng)篩） 用鋼絲、銅絲、尼龍絲等編織而成。篩孔形狀為方形或長方形。 編織篩的優(yōu)點是開孔率高，質(zhì)量輕，制造方便。缺點是使用壽命較短。用于中細物料的篩分。 （四）篩制 篩面在許多國家已訂有標準，即對篩孔尺寸、篩絲尺寸、上下兩篩號間孔的大小作了規(guī)定。我國現(xiàn)行標準篩采用ISO

6、制，以方孔篩篩孔的邊長表示篩孔大小。在此之前，多采用公制篩號即以每平方厘米篩面面積上含有的篩孔數(shù)目表示篩孔大小，用1cm長度上篩孔的數(shù)目表示篩號。英、美等國則采用英制篩，以每1英寸長度上篩孔數(shù)目表示篩目。篩目數(shù)與粒度的虛擬關系篩目數(shù)與粒度（微米）對照表目數(shù)(mesh)微米(m)目數(shù)(mesh)微米(m)目數(shù)(mesh)微米(m)目數(shù)(mesh)微米(m)2.5 792512 139760 246325 473 588014 116565 220425 334 459916 99180 198500 255 396220 833100 165625 206 332724 701110 15080

7、0 157 279427 589180 831250 108 236232 495200 742500 59 198135 417250 616250 210 165140 350270 5312500 1二、 篩分效率 篩分效率（）用于評價篩分質(zhì)量。 設入篩物料中含有篩下粒級的重量為G1，篩上料的重量為G2，混在篩上料中的篩下粒級重量為G3，實際篩出的篩下料重量為G4，則： G1 = G3+ G4 篩分效率（）的理論表達式如下：實際計算公式用累積篩下百分含量來表示： 式中：a篩下料中含篩下粒級的百分數(shù)； b入篩物料含篩下粒級的百分數(shù)； c篩上料中含篩下粒級的百分數(shù)。 工業(yè)上實際平均篩分效率約

8、7098%。影響篩分的因素物料的因素：（1）堆積密度 若物料堆積密度較大（約0.5t/m3以上），篩分處理能力與顆粒密度成正比的關系。 若物料堆積密度較小，由于微粒子的飄揚，尤其是輕質(zhì)的物料，上述的正比關系不易保持。影響篩分的因素物料的因素：（2）粒度分布易篩粒：粒度小于3/4篩孔尺寸的顆粒，易透過篩網(wǎng)。難篩粒：粒度大于3/4篩孔尺寸而小于篩孔尺寸的顆粒，難透過篩網(wǎng)。阻礙粒：粒度大于篩孔尺寸而小于1.5倍篩孔尺寸的顆粒。往往形成料層，使難篩粒不易透過篩網(wǎng)。 物料中所含易篩粒越多、難篩粒和阻礙粒數(shù)量越少，篩分越容易，處理能力越大、篩分效率也越高。影響篩分的因素物料的因素： （3）含水量 干法篩分

9、，物料中水分含量達到一定程度時，由于顆粒間的相互粘附而結成團塊或堵塞篩孔，篩分能力就會急劇下降。 濕式篩分，處理能力及篩分效率一般比干法篩分提高。影響篩分的因素篩分機械的因素：（1）孔隙率。篩面開孔率愈小，則篩分處理能力愈小，但是篩面的使用壽命相對地會延長。（2）篩孔大小。在一定的范圍內(nèi)，篩孔大小與處理能力成正比關系。（3）篩孔形狀。如，正方形篩孔的處理能力比長方形的小，但是就篩分的精確度而言，以正方形的為佳。（4）振動的幅度與頻率。振動的目的在于篩面上物料不斷運動，防止篩孔堵塞，以及使大小顆粒構成一合適的料層。一般講，粒度小的適宜用小振幅與高頻率的振動。（5）加料的均勻性。單位時間加料量應該

10、相等，入篩料沿篩面寬度分布應該均勻。（6）料速與料層厚度。料速增快，可增加處理能力，但篩分效率降低。料層薄，雖會減低處理能力，但可提高篩分效率。三、 篩分設備篩分設備按篩面的運動特征分為：篩分設備固定篩：固定格篩和條篩。運動式篩：振動篩，搖動篩，回轉(zhuǎn)篩。 第三節(jié) 在流體中分級一、分級原理(一) 重力場分級原理 不同粒度顆粒在重力場中沉降，其沉降末速（v0)計算公式為： 式中，d 顆粒的直徑（m）； 顆粒的密度（kg/m3）； 介質(zhì)的密度（kg/m3）； g 重力加速度（m/s2） ； 介質(zhì)粘度（Pas） 。 故當被分級的物質(zhì)一定，所采用的介質(zhì)一定，沉降末速只與顆粒的直徑大小有關。因此，根據(jù)不同

11、直徑的顆粒的末速差異，可對粒度大小不同的顆粒進行分級。 (二) 離心力場分級原理 不同粒度顆粒在 離心力場中沉降，其沉降末速（v0r)計算公式為：式中, j 2r/ g；為顆粒的旋轉(zhuǎn)角速度（rad/s）； r 為顆粒的旋轉(zhuǎn)半徑（m） 故當被分級的物質(zhì)一定，介質(zhì)一定，介質(zhì)的粘度一定，離心加速度或分離因素一定時，顆粒的離心沉降速度只與顆粒的直徑大小有關。因而可采用離心力場根據(jù)顆粒離心沉降速度的不同，對粒徑大小不同的顆粒進行分級。 二、分級設備（一）重力式分級機 其是利用不同粒徑的粒子在重力場中沉降速度不同而進行分級。 重力式分級機有水平流型和垂直流型，多為它們的復合形式。 水平流型重力分級機 的結

12、構及工作原理：圖4-6 水平流型重力分級機-粗粉；-中細粉；-細粉；-超細粉超細粉塵與空氣出口；2-分級室；3-粉料入口；4-空氣入口 垂直流型重力分級機 的結構及工作原理：圖4-7 垂直流型重力分級機1-空氣入口；2-粉體入口；3-排氣口；4-旋風分離器；5-細粉收集器；6-粗粉收集器 重力分級機只能用來對粒徑較大的粉體進行分級，對于超細粉體，則很難達到滿意的分級效果。（二） 粗分級機 粗分級機（俗稱粗分離器）為空氣一次通過的外部循環(huán)式分級設備。形式很多，其基本過程相似，系利用顆粒群在垂直上升旋轉(zhuǎn)運動的氣流中，由于重力和慣性作用而沉降分級的設備。結構及工作原理 粗分級機的產(chǎn)品細度范圍為0.0

13、8mm，方孔篩篩余1020%左右。其優(yōu)點是結構簡單，操作管理方便，無運動部件，不易損壞。但要配風機及除塵器為輔助設備。 （三）離心式分級機 離心式分級機亦稱內(nèi)部循環(huán)式選粉機，應用很廣泛。結構及工作原理（四） 旋風式分級機圖4-12旋風式分級機旋風式分級機結構及工作原理:在選粉室的周圍均勻分布幾個離心旋風筒7；小風葉9和撒料盤10一起固定在選粉室8頂蓋中央的旋轉(zhuǎn)軸 4 上，由電動機 1 帶動旋轉(zhuǎn)。 空氣在離心風機19的作用下以切線方向進入選粉機，經(jīng)由滴流裝置11的間隙內(nèi)旋上升，進入選粉室。 物料由進料管 5 落到撒料盤后，向四周甩出，與上升氣流相遇。 物料中粗顆粒因質(zhì)量大，受小風葉與撒料盤的離心

14、慣性力大，被甩向選粉室內(nèi)壁而落下。至滴流處與上升氣流相遇，再次分選，粗粉最后落入內(nèi)錐下部經(jīng)粗粉排出口排出。 旋風式分級機結構及工作原理:物料中的細顆粒因質(zhì)量小，進入選粉室后被上升氣流帶入旋風筒7，被收集下來，落入外錐體，經(jīng)細粉出口管13排出； 消除細粉后的氣流出旋風筒經(jīng)集風管6和導風管14，返回風機19，形成選粉室外部氣流閉路循環(huán)； 循環(huán)風量可由氣閥16調(diào)節(jié)，也可以控制選粉室氣流上升速度(調(diào)節(jié)細度) 改變?nèi)隽媳P速度及小風葉數(shù)量也可單獨調(diào)節(jié)細度 與離心式分級機相比，旋風式分級機有如下優(yōu)點：（1）轉(zhuǎn)子和循環(huán)風機可分別調(diào)速，既易于調(diào)節(jié)細度，也擴大了細度的調(diào)節(jié)范圍。（2）小型旋風筒代替大圓筒，可提高細

15、粉的收集效率，選粉效率可達70以上，因而減少了細粉的循環(huán)量。（3）設備的磨損件少，軸承受力小，振動小，結構簡單，質(zhì)量輕，易制造。缺點：占用空間較大，系統(tǒng)密封要求高，粗粉和細粉出口要鎖風，否則，會降低選粉效率。（五） ATP型超微細分級機 這是德國Alpine公司制造的一種較新型渦輪式超細分級機。這種分級機有上部給料式和物料與空氣一起從下部給入式兩種裝置，單輪和多輪兩種型式。 單輪、原料與分級氣流一起給入的ATP超微細分級機的結構和工作原理：ATP型多輪超細分級機的結構：特點是：在分級室頂部設置了多個相同尺寸的分級輪。因此，與同樣規(guī)格的單輪分級機相比，多輪分級機的處理能力顯著提高。ATP型多輪超細分級機的優(yōu)點：分級粒度細，精度較高，結構較緊湊，磨損較輕，處理能力大。 ATP型微細分級機的主要技術參數(shù)： (六) 水力旋流器 為常用的濕法分級設備。 水力旋流器廣泛應用于分級粒度為0.0030.25mm的分級作用或分級粒度小于15m的濃縮或澄清作用，其直徑在10mm1400mm之間。用于超細分級或分離時，一般用小直徑的水力旋流器。其通常內(nèi)襯耐磨陶瓷、模注塑料或人造橡膠，內(nèi)壁光滑。 Richard Mozley Ltd生產(chǎn)的Mozley型水力旋流