《粉末工程》課件-7 分級和分離

7分級和分離

（4課時）目錄7.1分級概述7.2篩分7.3在流體中分級7.1分級概述定義：把粉碎產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：使粉碎產品粒度控制在所要求的范圍內；使粉料中粒度已達到要求的產品及時分離出去，以防止產品過碎和能源浪費。

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）重力式慣性式離心式分級性能的評價在分級操作中，常用分級效率來評價分級的效果和性能?，F(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)。表示方法①部分分級效率②牛頓分級效率③分級精度①部分分級效率部分分級效率難以得到定量值，通常用部分分級效率曲線表示。

圖（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+Δd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=ηd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（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：牛頓效率的物理意義為實際分級機達到理想分級的質量比。③分級精度通常是根據(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。K=d75/d25

對于理想分級，K＝1，實際分級時，K值越接近于1，其分級精度越高。當粒度分布較寬時，分級精度可用下式表示：

K=d90/d10或K=d10/d907.2篩分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。按物料含水分的不同分類：干法篩分（多用于較大的顆粒）濕法篩分（顆粒懸浮在稀水或其它液體中進行）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（網篩）等多種。格子篩（柵篩）由相互平行的按一定間隔排列的鋼質棒條組成。分為固定格篩和條篩。板篩（篩板）板篩篩面通常由厚度為5～12mm的鋼板上沖制成方形、長方形或圓孔制成。編織篩（網篩）用鋼絲、銅絲、尼龍絲等編織而成。篩孔形狀為方形或長方形。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。影響篩分的因素物料的因素①堆積密度②粒度分布③含水量篩分機械的因素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，尤其是輕質的物料，上述的正比關系不易保持。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。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。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。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。另外，顆粒形狀也有關。③含水量干法篩分，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。只是表面水分影響篩分過程篩分機械的因素孔隙率。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。篩孔大小。在一定的范圍內，篩孔大小與處理能力成正比關系。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。篩面長度。篩面寬度影響生產率，篩面長度則影響篩分效率。工業(yè)上使用的篩子其長度一般不超過寬度的2.5-3倍。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。一般講，粒度小的適宜用小振幅與高頻率的振動。加料的均勻性。單位時間加料量應該相等，入篩料沿篩面寬度分布應該均勻。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。篩分設備①振動篩②搖動篩③回轉篩④固定篩①振動篩原理：篩面作上下振動，加劇物料顆粒間，顆粒與篩面間的相對運動，提高顆粒通過篩孔的機會。②搖動篩原理：由連桿來帶動篩框作一定方向往復運動，篩框的運動使篩面上的物料以一定速度向排料端移動，同時獲得篩分。③回轉篩回轉篩的回轉筒體由篩板或篩網制成。水平或傾鈄安裝在機架上，由馬達帶動筒體回轉。原理：靠篩面的轉動，使物料在篩面上產生相對滑動而被篩分，一端給料一端出料。7.3在流體中分級7.3.1重力場分級原理（利用空氣阻力和重力之間的平衡關系，對物料進行分級）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）；δ——顆粒的密度（kg/m3）；

ρ

——介質的密度（kg/m3）；g

——重力加速度（m/s2）；

η——介質粘度（Pa·s）。故當被分級的物質一定，所采用的介質一定，沉降末速只與顆粒的直徑大小有關。因此，根據(jù)不同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。

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。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。水平流型重力分級機Ι-粗粉；Ⅱ-中細粉；Ⅲ-細粉；Ⅳ-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

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7.3.2離心力場分級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

＝ω2r/

g；

ω為顆粒的旋轉角速度（rad/s）；

r

為顆粒的旋轉半徑（m）故當被分級的物質一定，介質一定，介質的粘度一定，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。離心式分級機7.3.3旋風式分級機在選粉室的周圍均勻分布幾個離心旋風筒，小風葉和撒料盤一起固定在選粉室頂蓋中央的旋轉軸上，由電動機帶動旋轉?？諝庠陔x心風機的作用下以切線方向進入選粉機，經由滴流裝置的間隙內旋上升，進入選粉室。

物料由進料管落到撒料盤后，向四周甩出，與上升氣流相遇。物料中粗顆粒因質量大，受小風葉與撒料盤的離心慣性力大，被甩向選粉室內壁而落下。至滴流處與上升氣流相遇，再次分選，粗粉最后落入內錐下部經粗粉排出口排出。物料中的細顆粒因質量小，進入選粉室后被上升氣流帶入旋風筒，被收集下來，落入外錐體，經細粉出口管排出；消除細粉后的氣流出旋風筒經集風管和導風管，返回風機，形成選粉室外部氣流閉路循環(huán)；循環(huán)風量可由氣閥調節(jié)，也可以控制選粉室氣流上升速度(調節(jié)細度)。優(yōu)點與離心式分級機相比：轉子和循環(huán)風機可分別調速，既易于調節(jié)細度，也擴大了細度的調節(jié)范圍。小型旋風筒代替大圓筒，可提高細粉的收集效率，選粉效率可達70％以上，因而減少了細粉的循環(huán)量。設備的磨損件少，軸承受力小，振動小，結構簡單，質