8粉体分级

3 筛分分级
3.6影响筛分因素 ：物料；机械
（1）物料：
①堆积密度：物料堆积密度较大（大于0.5t/m3)的情况下，筛分 能力与颗粒密度成正比；否则，不然。 ②粒度分布：细粒多，处理能力大；最大允许粒度不应大于筛孔 的2.5－4倍，难筛粒（粒度大于筛孔尺寸的3/4而 小于该筛孔尺寸的颗粒）和阻碍力（粒度大于筛孔 尺寸而小于1.5倍筛孔尺寸的颗粒）数量愈少，分 级愈容易，筛分效率也愈高。 ③含水量：干法筛分时，物料含水量达到一定程度时，筛孔易堵 导致筛分能力下降；若因势利导改成湿法筛分，反可 使处理能力提高。
4颗粒流体系统分级设备
4.1粗分级机（图9－17）
①主要部件：外锥形筒；内锥形筒； 顶盖；导向叶片；反射菱锥体；粗 粉出口；进气管；排气管。 ②工作原理：携带颗粒的气流在负 压作用下以10－20m/s的速度由下向 上…216页 ③优缺点：粗分级机的优点是结构 简单，操作方便，无运动部件，不 易损坏，但要于收尘器配合使用。
4.2离心式选粉机
也称内部循环式选粉机，属第一代 选粉机。图9－18 （1）主要部件：内外筒体；转子 （撒料盘，大风叶，小风 叶，挡风板） （2）工作原理：物料由加料管经 中轴周围落至撒料盘上… （3）优缺点：分级和分离在同一 机体的不同区域进行，流体 速度场和抛料方式都很难保 证设计得很理想，同时由于 循环气流中大量细粉的干扰 降低了选粉效率（50％－60％) 小凤叶磨损大。
3.7.2摇动筛
（1）结构和工作原理（图9－9） （2）主要参数：
①偏心轴转速：速度过低，物料可能在筛面上呈相对静止状 态；过高，物料可能飞出筛面，故有适宜转速。 公式9－18 摇动筛行程大小由偏心距决定，偏心距不易过大，以免 物料过快地通过筛面而影响筛分效率。一般不大于40－50 毫米。摇动筛的筛分效率一般不超过70％－80％。 ②生产能力：与物料水分、料层厚度、粒度组成、筛网规格及 物料在筛面上的停留时间及操作方法等因素有关。
3.6影响筛分因素
（2）机械：
①开孔率：筛面开孔率越小，筛分处理能力越小，但筛面使用 寿命相对会延长。 ②筛孔大小：在一定范围内，筛孔大小与处理能力成正比，但 是筛孔过小的话，筛分处理能力会急剧降低。 ③筛孔形状：正方形筛孔的处理能力比长方形的小，但是就筛 分的精确度而言，以正方形为佳。 ④振动的振幅与频率：粒度小的适宜用小振幅与高频率。 ⑤加料的均匀性：单位时间加料量应该相等，入筛料沿筛面宽 度分布应该均匀。 ⑥料速与料层厚度：筛面倾角大，可增快料速，增大处理能 力，但使筛分效率降低，料层薄，虽会减 低处理能力，但可提高筛分效率。
干式分级设备
5 超细分级及设备
5.2干式分级和湿式分级
（1）干式分级：目前超细分级设备和工艺研发的主流 技术关键： ①分级室流场设计：分级力强，有较明显分级面，流 场稳定及分级迅速。 ②预分散问题： a 机械分散：可分为离心分散和射流分散。图9－32 b 化学分散：表面活性剂 存在问题：ⅰ引起粉体性能变化 ⅱ需增加机械搅拌装置
4.6Sepax选粉机
丹麦史密斯公司1982研制的高 效选粉机，主要用于水泥粉磨。 图9－29 主要部件：主体部分和分散部 分。分散部分设计独特，代替 了旋转式撒料盘的传统设计， 保证了物料在进入分级区前得 到充分分散，同时可有效除去 物料中夹带的研磨体等杂物， 可最大限度地减轻选粉机构的 磨损。 工作原理： 特点：物料分散充分，选粉性 能好；生产能力大；产品细度 调节方便；机构紧凑，质量小。 缺点：立轴长，机身高。
5.2干式分级和湿式分级
（2）湿式分级： ①与干式相比：由于以液体为分散介质，流量、 流速、压力等参数较易控制，均匀分散效果也较 好，分级精度和效率较高（可达微米甚至亚微米 的分级粒径），适合于湿法粉磨设备的配套联合 使用。 ②难题：固液分离问题！干燥后粉体结块和板 结问题！ 分级后粉体的后处理过程较复杂在一定程度 上制约了湿式分级的工业化发展！
5.3超细分级设备
5.3.1重力式超细粉碎机（图9－34－35）
利用不同粒径的颗粒在重力场中的沉降速度不同而进行的分级过 程。分为水平流型和垂直流型。
5.3.2惯性分级机
原理：颗粒运动时具有一定动能，运动速度相同时，质量大者其动能也 大，即运动惯性大。当它们受到改变其运动方向的作用力时，由于惯性 的不同会形成不同的运动轨迹，从而实现大小颗粒的分离。（目前达到 小于1微米水平）
5.3.3离心式分级机
（1）自由涡离心式分级机
①旋风式分级机（以前用于粗粒，改进后可用于细粒）
②螺线型旋风分级器（进口尺寸较大，筒体为若干圈螺线组成） ③双涡入口型旋风管（用于天然气净化） ④排气管下带螺旋缝式扩散管的旋风分级器（在排气芯管下装 设一个螺旋缝式扩散管，顺着漩流进行导向，可减小阻力） ⑤料斗抽气的旋风分级器（研究表明料斗抽气可提高除尘效率）
4.3旋风式选粉机
也称外循环式选粉机，属第二代选 粉机。其内部设计保持了离心式选 粉机特点，但外部设有独立的空气 循环风机，它取代了离心式选粉机 的大风叶，在选粉室的周围均匀分 布着6－8个旋风分离器，细粉分离 过程在外部旋风分离器中进行。图9 －20 （1）工作原理：物料由进料管落到 撒料盘后向四周甩 出与上升气流相遇，… （2）调节支气管阀门可控制选粉室 内上升气流速度，借此可有效调节 分级产品细度；改变撒料盘转速和 小风叶数量也可单独调节细度。
（1）综合分级效率（牛顿分级效率）
分级效率＝（粗粒级中实有的粗粒量÷原料中实有的粗粒量 ＋细粒级实有的细粒量÷原料中实有的细粒量）－1
（2）部分分级效率：将粉体按粒度特性分为若干粒度区 间，分别 计算各区间的分级率。204页图9－1 －－部分分级效率曲线：
2 分级性能的评估
2.2分级粒径：也称切割粒径 在部分分级效率曲线上，将部分分级效率 为50％的粒径称为分级粒径。图9－2 2.3分级精度： 在部分分级效率曲线上，分级效率为75％ 和25％的粒径d75和d25的比值。图9－2 2.4分级效果的综合评价：当分级效率和分级 精度相同时，分级粒径越小，分级效果越好； 当分级效率和分级粒度相同时，分级精度越小， 分级效果越好。
粉体分级
2009年10月
1 定义与意义
分级：把粉碎产品按某种粒度大小或不同种 类颗粒进行分选的操作过程。分级的方式有 两种：①用筛子筛分；②在流体中进行筛分。 意义：（1）满足工艺要求（构成闭路系统） （2）满足用户要求（合格产品）
பைடு நூலகம்
2 分级性能的评估
2.1分级效率：分级后获得的某种成分的质量与 分离前粉体中所含该成分的质量之比。
4.4MDS型组合式选粉机
兼有粗粉分离器和选粉机的 双重功能。图9－24 （1）结构：分为上下两个分 级室，上分级室内装有回转 叶片和撒料盘，类似旋风式 选粉机；下分级室内装有可 调风叶（风量和细度调节） （2）工作原理：219页
（3）与旋风式相比特征：可 同时处理出磨含尘气体和出 磨物料，简化了粉磨系统； 选粉效率高，单位电耗低； 处理能力大，单位风量细粉 量大。
3.7筛分设备
3.7.1回转筛：由筛网或筛板制成的回转筒体、支架和 传动装置组成，按筒形筛面的形状有圆筒筛、圆锥筛、 多角筒筛和多角锥筛四种。图9－7
（1）构造：图9－8 （2）工作原理：208页 （3）多角筒筛与圆筒筛相比：物料在筛面上有一定翻倒现象， 会产生轻微的抖动，筛分效率要高些。 （4）圆柱筒筛和圆锥筒筛相比：容易制造，但安装需有倾角。 （5）特点：工作平稳，冲击和振动小，易于密封收尘，维修方 便。缺点是筛面利用率低，筛孔易堵，效率低。 （6）主要参数：
4.3旋风式选粉机
（2）与离心式选粉机相比优缺点：
优点：①转子和循环风机可分别调速， 易于调节细度。 ②小型的旋风筒代替大圆筒，可 提高细粉的收集效率，因而减 少了细粉的循环量 ③细粉集中收集，大大减轻了叶 片等的磨损。 ④结构简单，轴受力小，振动 小；机体体积小，质量小；运 转平稳，易于实现大型化。 缺点：外部风机及风管占空间大；系统 密封要求高（粗 细粉出口均要求严密锁风）。
5 超细分级及设备
5.1超细分级原理： （1）离心分级：离心力场中颗粒 可获得比重力加速度大得多的 离心加速度，故同样的颗粒在 离心场中的沉降速度远大于重 力场情形，即离心力场中可得 到较小的分级粒径。 （2）惯性分级：图9－30 （3）迅速分级：为克服微细颗粒 在分级力场中的团聚问题，采 取适当的分级室，应用恰当的 流场使微细颗粒尤其是临界分 级粒径附近的颗粒一经分散就 立即离开分级区，以避免由于 它们在分级区内的浓度不断增 大而聚集。 （4）减压分级：研究表明减压可 使分级粒径减小，故减压分级 对超细颗粒分级十分有利！
3.7.3振动筛
（2）双轴惯性振动筛 筛箱的振动是由双轴激振器来实现的，激振器两个 主轴分别装有相同质量和偏心距的重块，两轴之间用一 对速比为1的齿轮连接和一台电机驱动，因两轴回转方 向相反，转速相等，故两偏心重块产生的离心惯性力在 Y方向相互抵消，在X方向合成，从而实现筛箱沿方向 直线振动。图9－13 （3）电磁振动筛： 原理：图9－14－15，213－214页 特点：结构简单，无运动部件，体积小，耗电少， 振动频率高达3000次/min，振幅一般为2－4毫米。
4.5 O-Sepa选粉机
第三代新型高效选粉机 突破了第一、二代选粉 机的分级模式，采用了 新的分级机理，主要特 点是选粉气流为涡旋气 流，在分级区分级气流 较稳定。 结构：笼形转子（涡流 调节叶片，水平隔板， 导流叶片）；1－3次风 管；撒料盘；缓冲板。 图9－25 工作原理： 特点：选粉效率高，分 级精确，单位处理量大； 与粉磨机配合使用可提 高粉磨效率，增加系统 产量,降低电耗；细度可 调范围大；结构紧凑， 体积小，安装方便。缺 点是主轴较长，加工难 度较大。
（1）振动筛：旋摆运动、直线运动、圆运动 （2）摇动筛：旋动和直线摇动筛 （3）回转筛：圆筒筛、圆锥筛、角柱筛、角锥筛 （4）固定筛：弧形筛、格筛、棒条筛
3.5筛面与筛制 ：
（1）筛面：筛分机械主要工作部件
3 筛分分级
①棒条筛面：分为固定格筛（一般水平安装）和条筛 －－条筛：30～60度倾斜安装；筛孔尺寸约为筛下粒度1.1～1.2 倍 ；长度L=2B(B为给料口尺寸）优点：结构简单； 缺点：筛孔易堵，需要的高差大 ②板状筛面：由厚度5－12毫米的钢板上冲制成方形、长方形及 圆形孔。筛孔分平行排列和三角形排列。 开孔率：筛孔净面积占筛面总面积的比率。（中等粒度） 优点：牢固，刚度大，使用寿命长。缺点：开孔率小。 ③编织筛面：由钢丝编织而成，优点是开孔率高，质量轻，制造 方便。缺点是使用寿命短。（宜中细粒度） (2)筛制：我国现行标准采用ISO制以方孔筛的边长表示筛孔大小。 之前，我国采用公制符号：用1厘米长度上的筛孔的数目表示筛 孔大小；英美等国家采用英制筛：以每1英寸长度上的筛孔数目 表示筛目。
3 筛分分级
3.1定义：把固体颗粒置于具有一定大小孔径或缝隙的 筛面上，使通过筛孔的成为筛下料，被截留在筛面上的 成为筛上料，这种分级方法称为筛分。分为干法和湿法。 3.2筛分顺序：各种不同筛面组合在一起称为筛序。图9－3
三种筛序： (1)由粗到细；（2）由细到粗；（3）混合
3.3筛分工艺：预筛分和检查筛分。图9－4 3.4筛分机械分类：
3.7.3振动筛
振动筛与摇动筛的区别在于振动筛的筛面振动方向与筛 面成一角度，而摇动筛的运动方向基本上平行于筛面 （物料在筛面上主要是作相对滑动）。振动筛的运动特 性有助于筛面上的物料分层，强化筛分过程，减少筛孔 堵塞。该设备不仅可用于细筛，也可用于中、粗筛分， 并且可用于脱水和脱泥等分离作业。 分类：211页表9－1 （1）单轴惯性振动筛：分为纯振动筛（偏心振动筛）； 自定中心振动筛（轴承偏心式和皮带轮偏心式）图9－ 11。 工作原理：213页 筛箱振动由单轴激振器来实现。