3-2 颗粒的分级.ppt

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1、分级设备分级设备 v6.2.1.筛分设备筛分设备v筛分适用于较粗物料（筛分适用于较粗物料（d50m）的分级。的分级。v筛上料筛上料大于筛孔尺寸的物料被留在筛面上；大于筛孔尺寸的物料被留在筛面上；v筛下料筛下料小于筛孔尺寸的物料小于筛孔尺寸的物料,通过筛孔筛出；通过筛孔筛出；v筛分物料筛分物料筛分前的物料。筛分前的物料。筛序筛序不同孔径的筛面的组合方式。欲将固体颗粒混合物不同孔径的筛面的组合方式。欲将固体颗粒混合物分离成若干粒度级别，需使用一系列不同大小筛孔的筛面。分离成若干粒度级别，需使用一系列不同大小筛孔的筛面。筛面数目为筛面数目为n时，产品级别为时，产品级别为n+1。（1）由粗到细的筛序）

2、由粗到细的筛序优优点点：筛筛面面由由粗粗到到细细重重叠布置，节省厂房面积；叠布置，节省厂房面积；粗粗物物料料不不接接触触细细筛筛网网，细筛网磨损小；细筛网磨损小；难难筛筛的的细细颗颗粒粒迅迅速速通通过过上上层层粗粗筛筛筛筛面面因因而而筛筛面面不不易易堵堵塞塞，有有利利于于提提高高筛筛分分质量。质量。缺点：缺点：维修不方便。维修不方便。图图6.3筛分顺序筛分顺序6.2.1.3回转筛回转筛 图图6.7筒筛型式筒筛型式圆筒筛圆锥筛六角筒筛六角锥筛工作原理：工作原理：物物料料在在回回转转筒筒内内由由于于摩摩擦擦作作用用而而被被提提升升至至一一定定高高度度，然然后后因因重重力力作作用用沿沿筛筛面面向向下

3、下滚滚动动，随随之之又又被被提提升升，故故物物料料在在筒筒内内的的运运动动轨轨迹迹呈呈螺螺旋旋形形。在在不不断断的的下下滑滑翻翻滚滚转转动动过过程程中中，细细颗颗粒粒通通过筛孔落入筛下，大于筛孔尺寸的筛上料则自筛筒大端排出。过筛孔落入筛下，大于筛孔尺寸的筛上料则自筛筒大端排出。多角筒筛与圆筒筛的比较：多角筒筛与圆筒筛的比较：筛筛分分效效率率：多多角角筒筒筛筛高高于于圆圆筒筒筛筛，原原因因：物物料料在在筛筛面面上上有有一定的翻倒现象，会产生轻微的抖动一定的翻倒现象，会产生轻微的抖动。制制造造：圆圆柱柱形形筒筒筛筛比比锥锥形形筒筒筛筛容容易易，但但为为使使筒筒内内物物料料能能够够沿沿轴轴向向移移动

4、动，必必须须倾倾斜斜安安装装，使使之之与与水水平平面面成成4090的的倾倾角角，这给安装带来一定困难。这给安装带来一定困难。回转筛的特点：回转筛的特点：工作平稳，冲击和振动小，易于密封收尘，维修方便。工作平稳，冲击和振动小，易于密封收尘，维修方便。6.2.1.4摇动筛摇动筛 图图6.9三种典型的摇动筛三种典型的摇动筛（a）滚轮支承摇动筛滚轮支承摇动筛（b）吊杆悬挂摇动筛吊杆悬挂摇动筛（c）弹性支承摇动筛弹性支承摇动筛结构和工作原理：结构和工作原理：摇摇动动筛筛工工作作时时，物物料料颗颗粒粒主主要要是是作作平平行行于于筛筛面面的的运运动动。为为了了实实现现物物料料与与筛筛面面的的相相对对滑滑动动

5、，一一般般用用曲曲柄柄连连杆杆机机构构传传动动。图图6.9是是单单筛筛框框摇摇动动筛筛，它它只只有有一一个个筛筛框框，筛筛框框上上可可设设一一层层或或两层筛网。滚轮支承、吊杆悬挂和弹性支承。两层筛网。滚轮支承、吊杆悬挂和弹性支承。电电动动机机通通过过皮皮带带轮轮传传动动（图图中中未未画画出出）使使偏偏心心轴轴旋旋转转，然然后后用用连连杆杆带带动动筛筛框框作作定定向向往往复复运运动动，筛筛框框的的运运动动方方向向应应垂垂直直于于支支杆杆式式吊吊杆杆中中心心线线。物物料料由由筛筛面面左左端端加加入入，细细颗颗粒粒物物料料通通过过筛筛孔孔落落至至筛筛下下，筛筛上上物物由由筛筛面面右右端端排排出出。筛

6、筛面面的的安安装装角角度度视物料性质而异，一般视物料性质而异，一般100200。6.2.1.5振动筛振动筛应用最广泛的一种筛机应用最广泛的一种筛机图图6.10振动筛和摇动筛运动的区别振动筛和摇动筛运动的区别安装角安装角，即筛面与水平面的夹角；，即筛面与水平面的夹角；振动方向角振动方向角，即筛面与振动方向的夹角，即筛面与振动方向的夹角振动筛与摇动筛的主要区别：振动筛与摇动筛的主要区别：振动筛的物面振动方向与筛面成一定角度；摇动筛的运振动筛的物面振动方向与筛面成一定角度；摇动筛的运动方向基本平行于筛面。动方向基本平行于筛面。振动筛的优点：振动筛的优点：小振幅（小振幅（0.55mm），），高频率（高

7、频率（6003000次次/min）强烈振动，强烈振动，运动特性有助于筛面上的物料分层，运动特性有助于筛面上的物料分层，消除物料消除物料堵塞现象，堵塞现象，强化筛分过程，强化筛分过程，筛效率较高和处理能力大；筛效率较高和处理能力大；动力消耗小，构造简单，维修方便；动力消耗小，构造简单，维修方便；使使用用范范围围广广，可可用用于于细细筛筛，也也可可用用于于中中、粗粗筛筛分分；且且可用于脱水和脱泥等分离作业。可用于脱水和脱泥等分离作业。图图6.14电振筛结构图图电振筛结构图图图图6.15电振筛工作原理图电振筛工作原理图6.2.2粗分级机（粗分离器）粗分级机（粗分离器）v是空气一次通过的外部循环式分级

8、设备。是空气一次通过的外部循环式分级设备。v（1）构造：）构造：v主体部分由主体部分由外锥形筒和内锥形筒外锥形筒和内锥形筒组成，外锥上有顶盖，下接组成，外锥上有顶盖，下接粗粉出口管和反射菱锥体，外锥下和内锥上边缘之间装有导粗粉出口管和反射菱锥体，外锥下和内锥上边缘之间装有导向叶片，外锥顶盖中央装有排气管。向叶片，外锥顶盖中央装有排气管。v（2）工作原理：）工作原理：v携带颗粒的气流在负压作用下以携带颗粒的气流在负压作用下以1020m/s的速度由下向上从的速度由下向上从进气管进入内外锥之间的空间。气流刚出进气管时，特大颗进气管进入内外锥之间的空间。气流刚出进气管时，特大颗粒由于惯性作用碰到反射菱

9、锥体粒由于惯性作用碰到反射菱锥体4后首先被撞落到外锥下部，后首先被撞落到外锥下部，由粗粉管排出。因两锥间继续上升的气流上部截面积扩大，由粗粉管排出。因两锥间继续上升的气流上部截面积扩大，气流速度降至气流速度降至46m/s，所以又有部分粗颗粒在重力作用下被所以又有部分粗颗粒在重力作用下被分选出来，顺外锥内壁向下落至粗粉管排出。分选出来，顺外锥内壁向下落至粗粉管排出。图图6.17粗分级机结构示意图粗分级机结构示意图1进气管；进气管；2外筒；外筒；3内筒；内筒；4反射菱锥体；反射菱锥体；5粗粉出料管；粗粉出料管；6导向叶片；导向叶片；7排气管排气管6.2.3离心式选粉机（内部循环式）离心式选粉机（内

10、部循环式）v离心式选粉机属第一代选粉机，也称内部循环式选粉机。离心式选粉机属第一代选粉机，也称内部循环式选粉机。v结构：结构：v由上为圆柱下为圆锥形的内、外筒体所组成。由上为圆柱下为圆锥形的内、外筒体所组成。v上部装转子，它由撒料盘、小风叶、大风叶等组成。上部装转子，它由撒料盘、小风叶、大风叶等组成。v在大小风叶向内筒上口边缘装有可调节的挡风板（有的离在大小风叶向内筒上口边缘装有可调节的挡风板（有的离心式选粉机无此挡风板），内筒中部装有导向固定风叶，心式选粉机无此挡风板），内筒中部装有导向固定风叶，内筒由支架固定在外筒内部。内筒由支架固定在外筒内部。v当转子运动时，气流由内筒上升，转至两筒间下

11、降，再由当转子运动时，气流由内筒上升，转至两筒间下降，再由固定风叶进入内筒，构成气流循环。固定风叶进入内筒，构成气流循环。图图6.18离心式选粉机结构示意图离心式选粉机结构示意图大风叶大风叶小风叶小风叶支架支架内筒体内筒体外筒体外筒体固定风叶固定风叶支架支架粗粉出口粗粉出口细粉出口细粉出口撒料盘撒料盘挡风板挡风板加料管加料管工作原理：工作原理：物物料料由由加加料料管管经经中中轴轴周周围围落落至至撒撒料料盘盘上上，受受离离心心惯惯性性力力作作用用向周围抛出。向周围抛出。在在气气流流中中，较较粗粗颗颗粒粒迅迅速速撞撞到到内内筒筒内内壁壁，失失去去速速度度沿沿壁壁滑滑下下。其其余余较较小小颗颗粒粒随

12、随气气流流向向上上经经小小风风叶叶时时，又又有有一一部部分分颗颗粒粒被被抛抛向向内筒壁被收下。内筒壁被收下。更更小小的的颗颗粒粒穿穿过过小小风风叶叶，在在大大风风叶叶的的作作用用下下经经内内筒筒顶顶上上出出口口进进入入两两筒筒之之间间的的环环形形区区域域，由由于于通通道道扩扩大大，气气流流速速度度降降低低，同同时时外外旋旋气气流流产产生生的的离离心心力力使使细细小小颗颗粒粒离离心心沉沉降降到到外外筒筒内内壁壁并并沿沿壁壁下下沉沉，最最后后由由细细粉粉出出口口排排出出。内内筒筒收收下下的的粗粗粉粉由由粗粗粉粉出出口口排排出。出。选粉细度调节：选粉细度调节：改变主轴转速、大小风叶片数或挡风板位置改

13、变主轴转速、大小风叶片数或挡风板位置6.3超细分级原理及设备超细分级原理及设备 v6.3.1超细分级原理超细分级原理v6.3.1.1离心分级离心分级v 在在离离心心力力场场中中，颗颗粒粒可可获获得得比比重重力力加加速速度度大大得得多多的的离离心心加加速速度度，故故同同样样的的颗颗粒粒在在离离心心场场中中的的沉沉降降速速度度远远大大于于重重力力场场情情形，换言之，即使较小的颗粒也能获得较大的沉降速度。形，换言之，即使较小的颗粒也能获得较大的沉降速度。v设设颗颗粒粒在在离离心心场场中中的的圆圆周周运运动动速速度度为为ut,角角速速度度为为，回回转转半半径径为为r，则则在在Stokes沉沉降降状状态

14、态下下,颗颗粒粒所所受受离离心心力力Fc和和介介质质阻阻力力Fd分别为分别为vvKDp2ur2v式中，式中，ur一流体的径向运动速度。一流体的径向运动速度。Fd与与Fc的方向相反，即指向回转中心。的方向相反，即指向回转中心。FcFd时，颗粒所受合力方向向外，发生离心沉降；时，颗粒所受合力方向向外，发生离心沉降；FcFd时，颗粒向内运动；时，颗粒向内运动；Fc=Fd时，有时，有=KDp2ur2临界分级粒径：临界分级粒径：此式表明，此式表明，只要颗粒的圆周速度（即运动角速度）足够只要颗粒的圆周速度（即运动角速度）足够大时，即可获得足够小的分级粒径。大时，即可获得足够小的分级粒径。6.3.1.2惯性

15、分级原理惯性分级原理 v主气流通过喷射器携带颗粒高速喷射至分级室，辅助控制主气流通过喷射器携带颗粒高速喷射至分级室，辅助控制气流使气流及颗粒的运动方向发生偏转；气流使气流及颗粒的运动方向发生偏转；v粗颗粒由于惯性大，故运动方向偏转较小，而进入粗粉部粗颗粒由于惯性大，故运动方向偏转较小，而进入粗粉部分收集装置；分收集装置；v细颗粒及微细颗粒则发生不同程度的偏转，随气流沿不同细颗粒及微细颗粒则发生不同程度的偏转，随气流沿不同的运动轨迹进入相应的出口被分别收集。的运动轨迹进入相应的出口被分别收集。v影响分级粒径及分级精度的因素：影响分级粒径及分级精度的因素：v主气流的喷射速度、控制气流的入射初速度和

16、入射角度及主气流的喷射速度、控制气流的入射初速度和入射角度及各出口支路的位置和引风量。各出口支路的位置和引风量。图图6.30惯性分级原理示意图惯性分级原理示意图6.3.2 重力式超细分级机重力式超细分级机 v重重力力式式分分级级机机：利利用用不不同同粒粒径径的的颗颗粒粒在在重重力力场场中中沉沉降降速速度度不不同进行分级。重力式分级机：同进行分级。重力式分级机：水平流型和垂直流型水平流型和垂直流型。v水水平平流流重重力力分分级级机机：空空气气沿沿水水平平方方向向进进入入分分级级室室，颗颗粒粒从从垂垂直直方方向向进进入入，在在沉沉降降分分级级室室内内，流流体体水水平平方方向向流流动动，不不同同大大

17、小小的的颗颗粒粒在在水水平平气气流流作作用用下下做做近近似似抛抛物物运运动动，依依次次沉沉降降至至、收收集集器器中中，而而最最细细级级别别的的颗颗粒粒随随气气流流进进入入气气固固分分离装置。离装置。v垂垂直直流流型型重重力力分分级级机机：分分级级室室内内气气流流向向上上运运动动，终终端端沉沉降降速速度度小小于于气气流流速速度度的的颗颗粒粒被被气气流流带带出出进进入入气气固固分分离离装装置置；终终端端沉降速度大于气流速度的颗粒则沉降至底部的粗颗粒收集器。沉降速度大于气流速度的颗粒则沉降至底部的粗颗粒收集器。颗粒受到三种力的作用，即重力颗粒受到三种力的作用，即重力w w、浮力、浮力FsFs和流体阻

18、力和流体阻力FfFf，方程：方程：沉降分级原理沉降分级原理 如果假定某一颗粒在上升流中处于静止状态，即如果假定某一颗粒在上升流中处于静止状态，即v vp p=0=0，那么以上两式中有：那么以上两式中有：（2 2）错流式分级分离粒度的确定）错流式分级分离粒度的确定图是错流式分级原理示意图。图是错流式分级原理示意图。式中：式中：V V：介质流速；：介质流速；L L：颗粒在：颗粒在X X轴方向运动距离；由以上两式可以推轴方向运动距离；由以上两式可以推导出导出XOYXOY平面上颗粒粒度分布函数：平面上颗粒粒度分布函数：给料方向与介质流的给入方向垂直且与重力场方向平行，颗粒的给料方向与介质流的给入方向垂

19、直且与重力场方向平行，颗粒的受力在受力在Y Y轴方向遵循自由沉降规律，即：轴方向遵循自由沉降规律，即：h h：颗粒在：颗粒在Y Y轴方向运动的距离。在轴方向运动的距离。在X X轴方向，颗粒速度被看成与介质轴方向，颗粒速度被看成与介质流体流体速度近似一致速度近似一致，那么有关系式：，那么有关系式：分级粒度与介质流速有关分级粒度与介质流速有关 与几何结构有关，当高差与几何结构有关，当高差HH、介质流速、介质流速V V一定，那一定，那么在么在X X轴方向，随着轴方向，随着L L值的增加，粒度越来越细值的增加，粒度越来越细 如果在轴的不同位置截取流体，从理论上说，颗粒如果在轴的不同位置截取流体，从理论

20、上说，颗粒得到多个粒度不同的产物。得到多个粒度不同的产物。6.3.4 超细分级的有关问题超细分级的有关问题 v6.3.4.1分级作业与物料性质分级作业与物料性质v大多数有机粉体粘附性较强，并且在分级过程中易发生爆炸大多数有机粉体粘附性较强，并且在分级过程中易发生爆炸或燃烧；或燃烧；v对于磨蚀性强的粉体，应采用耐磨材料或加耐磨内衬。对于磨蚀性强的粉体，应采用耐磨材料或加耐磨内衬。v对粉体的纯度要求较高时，要考虑防止杂质污染问题；对粉体的纯度要求较高时，要考虑防止杂质污染问题；v颗粒之间以及颗粒与器壁之间的碰撞和摩擦会产生极强的静颗粒之间以及颗粒与器壁之间的碰撞和摩擦会产生极强的静电效应；电效应；

21、v易易粘粘附附的的粉粉体体会会糊糊附附积积聚聚于于器器壁壁上上，导导致致通通道道的的狭狭窄窄乃乃至至阻阻塞，设计中应考虑必要的清理措施。塞，设计中应考虑必要的清理措施。6.3.4.2粉体的预分散粉体的预分散（1）机机械械分分散散方方法法：按按分分散散的的原原理理分分为为离离心心分分散散和和射射流流分分散散。前前者者是是给给料料进进入入分分级级区区前前先先落落至至离离心心撒撒料料盘盘，旋旋转转撒撒料料盘盘的的离离心心作作用用将将粉粉体体均均匀匀地地撒撒向向四四周周，形形成成一一层层料料幕幕后后再再进进行行分分级级。为为了了强强化化对对团团取取聚聚体体的的打打散散效效果果，右右将将撒撒料料盘盘设设

22、计计成成阶阶梯梯形形。后后者者是是利利用用喷喷射射器器产产生生的的高高速速喷喷射射气气流流进进行行分分散散，高高速速射射流流使使粉粉体体颗颗粒粒在在喷喷射射区区发发生生强强烈烈的的碰碰撞撞和和剪剪切切，从从而而将将颗颗粒粒聚团破坏。对于超细颗粒，后者的预分散效果比前者好得多。聚团破坏。对于超细颗粒，后者的预分散效果比前者好得多。(2)化学分散方法：化学分散方法：微细颗粒之所以易于团聚，其根本原微细颗粒之所以易于团聚，其根本原因在于它们的巨大表面能。因此，加入适当的表面活性剂通过因在于它们的巨大表面能。因此，加入适当的表面活性剂通过有效地减小其表面能，可以较容易地将它们分散开来。有效地减小其表面能，可以较容易地将它们分散开来。化学方法存在的问题：化学方法存在的问题：（1）尽管表面活性剂的加入量通常很小，有时却会引起）尽管表面活性剂的加入量通常很小，有时却会引起粉体有关性能的变化，所以应选择确认对粉体性能无不良影响粉体有关性能的变化，所以应选择确认对粉体性能无不良影响的分散剂；的分散剂；（2）分散剂常以液体形式加入，为达到均匀分散效果，）分散剂常以液体形式加入，为达到均匀分散效果，需增加机械搅拌装置，因而增加了整个系统的复杂程度。需增加机械搅拌装置，因而增加了整个系统的复杂程度。