粉体材料工程精品课件

1、粉体材料工程第1页，共76页，2022年，5月20日，17点9分，星期二课程要求课堂按时听课，认真笔记。课后认真看书，自学、理解消化吸收。独立按时完成作业。积极参加答疑辅导、课堂提问、期末考试。成绩比例：平时：30%，期末：70%。第2页，共76页，2022年，5月20日，17点9分，星期二第5章 粉体的分级与分离5.1 粉体分离效果评价5.2 粉体的筛分4.3 超细粉体的分级5.4 固气分离5.5 固液分离5.6 粉体的分选第3页，共76页，2022年，5月20日，17点9分，星期二一、定义：利用粉体颗粒的粒度、密度、表面形状、磁性、静电性、形状、颜色等分离特性的不同，将成分不同的混合物或相

2、态不同的混合物（如气-固相，液-固相）分为两个以上部分的过程。5.1.1分离（级）效率1.牛顿分离（级）效率：假设：分离密度、粒度、形状或电性等不同的颗粒a和颗粒b组成粉体混合物，其分离模型如图5-1所示。牛顿分离（级）效率定义：有用成分的回收率减去无用成分的残留率。5.1 粉体分离效果评价第4页，共76页，2022年，5月20日，17点9分，星期二理想的分离效果：a受料器中只有a颗粒，b受料器中只有b颗粒。实际的分离效果：相互混杂。颗粒回收率：（1）入料F中的a颗粒被实际收入a受料器的质量分数称为a颗粒的回收率a；（2）入料F中的b颗粒被实际收入b受料器的质量分数称为b颗粒的回收率b 。第5

3、页，共76页，2022年，5月20日，17点9分，星期二牛顿分离（级）效率定义：有用成分的回收率减去无用成分的残留率。（又称综合分离效率）式中，a1粗粉中的大颗粒含量；a2细粉中的大颗粒含量；b1粗粉中的小颗粒含量；b2细粉中的小颗粒含量；第6页，共76页，2022年，5月20日，17点9分，星期二第7页，共76页，2022年，5月20日，17点9分，星期二2.牛顿分离（级）效率物理意义：分离结果：如式（5.5）式（5.7）（1）理想分离：可将混合物完全分离为a和b。（2）旁路：完全不能分离。第8页，共76页，2022年，5月20日，17点9分，星期二各组分的质量分配关系如图5-3所示。第9页

4、，共76页，2022年，5月20日，17点9分，星期二3.牛顿分离（级）效率的实用计算式：根据物料平衡有：分别消去A或B，经变换得将上面两式代入（5.1）式（5.3）中，得到如下根据a颗粒的含量计算牛顿分离效率的公式：第10页，共76页，2022年，5月20日，17点9分，星期二第11页，共76页，2022年，5月20日，17点9分，星期二4. 部分分离（级）效率：第12页，共76页，2022年，5月20日，17点9分，星期二第13页，共76页，2022年，5月20日，17点9分，星期二第14页，共76页，2022年，5月20日，17点9分，星期二第15页，共76页，2022年，5月20日，1

5、7点9分，星期二5.2 粉体的筛分筛分：是粉体的一种分级方法，可将物料分成通过筛子的较细部分和留在筛上的较粗部分。5.2.1 筛面：实现粉体分级的核心部件。筛栅：由相互平行、按一定间隔排列的钢制棒条组成，如图5-6（a）。第16页，共76页，2022年，5月20日，17点9分，星期二第17页，共76页，2022年，5月20日，17点9分，星期二第18页，共76页，2022年，5月20日，17点9分，星期二第19页，共76页，2022年，5月20日，17点9分，星期二第20页，共76页，2022年，5月20日，17点9分，星期二第21页，共76页，2022年，5月20日，17点9分，星期二第22

6、页，共76页，2022年，5月20日，17点9分，星期二5.3 超细粉体的分级第23页，共76页，2022年，5月20日，17点9分，星期二方向发生偏转，粗颗粒由于惯性大，运动方向偏转较小，而进入粗粉收集装置；细颗粒发生较大程度的偏转，而沿不同的运动轨迹进入相应的出口被分别收集。第24页，共76页，2022年，5月20日，17点9分，星期二3. 迅速分级原理（1）原理：采用适当的分级室，应用恰当的流场，使微细颗粒尤其是临界分级粒径的颗粒一经分散就立即离开分级区，避免其在分级区内的浓度不断增大而团聚。（2）迅速分级原理是为了克服分级粒径附近颗粒的积聚现象而提出的。4. 减压分级原理当颗粒粒径小于

7、或等于气体分子的平均自由程m时，颗粒周围发生分子滑动，使颗粒所受阻力减小。用压强为p的空气对粉体进行分级时，气体分子的平均自由程为：第25页，共76页，2022年，5月20日，17点9分，星期二5.3.2 分级方式：1、干式分级：利用颗粒在气流中沉降速度差或轨迹不同进行的。分级粒径可达1m。（1）气流分级过程（机理）：分散分离捕集卸出。（2）所受的力：浮力、重力、离心力、惯性力、静电力、磁力、摩擦阻力、对撞力、附着力等。2、湿式分级： （1）液态流体分级过程（机理）：分散分离捕集卸出。（2）优点：微细颗粒在液体中易分散，分级精度高；沉降速度小，现象变化迟缓，可获得窄小的分级范围；以稀料浆状态处

8、理，供料输送等操作简便。（3）缺点：分级产物为湿状，需干燥，容易结块；因沉降速度小，单位面积产量低；不适用于可溶解于分散介质的物料和易变质的物料。第26页，共76页，2022年，5月20日，17点9分，星期二5.3.3 超细分级存在的问题：1、分级作业与物料性质 粉体的物理性质是关键因素：（1）黏附性强的粉体有机粉体的燃烧、爆炸等；（2）硬度的粉体设备要求高；（3）特殊场合的粉体纯度要求高；（4）静电效应颗粒之间或颗粒与器壁间的摩擦和碰撞等；2、粉体的预分散（1）机械分散法：离心分散和射流分散。（2）化学分散法：加入分散剂3、分级区流场（1）强有力的分级能力；（2）分级面清晰；（3）分级迅速。

9、“整流性”流场中各流束各行其道，不相互干扰。第27页，共76页，2022年，5月20日，17点9分，星期二5.4 固气分离5.4.1 固气分离的目的1、定义：从气体与悬浮颗粒的混合相中分离出固体颗粒的操作。目的：（1）将固体颗粒从气体中分离出来产品生产、输送；（2）除去气体中的粉尘环境保护、绿色生产。 除尘：气体主体，粉尘客体 收尘：粉尘主体，气体客体除尘过程中：颗粒粒径一般0.1100m；（采用沉降分离方法）2、除尘的意义：环境保护 或 经济观点除尘装置（1）面向工业生产，用来净化工厂废气或工艺气体；（2）用于净化室内、车间、巷道内的空气。第28页，共76页，2022年，5月20日，17点9

10、分，星期二第29页，共76页，2022年，5月20日，17点9分，星期二第30页，共76页，2022年，5月20日，17点9分，星期二第31页，共76页，2022年，5月20日，17点9分，星期二第32页，共76页，2022年，5月20日，17点9分，星期二第33页，共76页，2022年，5月20日，17点9分，星期二第34页，共76页，2022年，5月20日，17点9分，星期二5.4.4 旋风除尘器1、定义：利用含尘气体高速旋转产生的惯性离心力而使粉尘颗粒与气体分离的一种除尘设备。2、优点：结构简单、尺寸紧凑、易制造、造价低、操作及管理方便，维修量小，适宜于10m以上的含尘气体。3、缺点：流

11、体阻力损失大、电耗高、壳体易磨损、卸料闸门严格锁风。第35页，共76页，2022年，5月20日，17点9分，星期二第36页，共76页，2022年，5月20日，17点9分，星期二第37页，共76页，2022年，5月20日，17点9分，星期二第38页，共76页，2022年，5月20日，17点9分，星期二5.4.5 袋式除尘器1、定义：一种利用多孔纤维滤布过滤含尘气体中的粉尘的除尘设备。2、优点：比旋风除尘器除尘效率高、特别是5m的颗粒，除尘效率99%以上；与电除尘相比，结构简单、操作方便；技术要求不高、投资费用低、可靠。3、缺点：耗费织物多，允许气体温度低，气体湿度大或含有吸水性较强的粉尘时会导致

12、堵塞滤布。4、类型：长袋低压脉冲式、分室引射脉冲式、滤筒脉冲喷吹式等。5、滤布材料：均匀致密、透气性好、耐热、耐磨、耐腐蚀、憎水、除尘效率高。（1）棉织滤布棉绒制成，成本较低、耐热性差（60-80下工作）。（2）毛织滤布羊毛制成，造价较高、耐热性好，透气性好、阻力小、耐酸、耐碱（95下工作）。（3）合成纤维：聚酰胺纤维耐磨性好，耐碱不耐酸（80下工作）。 聚丙烯腈纤维强度高、耐酸不耐碱（110-130下工作）。聚酯纤维耐热、耐酸、耐碱（140-160下工作）。玻璃纤维过滤性好、阻力小、化学稳定性好、造价低。第39页，共76页，2022年，5月20日，17点9分，星期二第40页，共76页，202

13、2年，5月20日，17点9分，星期二第41页，共76页，2022年，5月20日，17点9分，星期二第42页，共76页，2022年，5月20日，17点9分，星期二第43页，共76页，2022年，5月20日，17点9分，星期二5.4.6 电除尘器1、定义：一种高效率的除尘装置，能分离极微小的颗粒。h/(1000m3)；操作自动化。3、缺点：一次性投资大，占用空间大，钢材消耗多，捕集高比电阻的粉尘时需进行增湿处理等。4、影响因素：（1）粉尘比电阻（2）含尘浓度（3）粉尘粒度组成（4）含尘气体温度（5）气流速度（6）气体湿度第44页，共76页，2022年，5月20日，17点9分，星期二第45页，共76

14、页，2022年，5月20日，17点9分，星期二5.5 固液分离第46页，共76页，2022年，5月20日，17点9分，星期二第47页，共76页，2022年，5月20日，17点9分，星期二第48页，共76页，2022年，5月20日，17点9分，星期二第49页，共76页，2022年，5月20日，17点9分，星期二第50页，共76页，2022年，5月20日，17点9分，星期二第51页，共76页，2022年，5月20日，17点9分，星期二第52页，共76页，2022年，5月20日，17点9分，星期二第53页，共76页，2022年，5月20日，17点9分，星期二第54页，共76页，2022年，5月20日

15、，17点9分，星期二第55页，共76页，2022年，5月20日，17点9分，星期二第56页，共76页，2022年，5月20日，17点9分，星期二第57页，共76页，2022年，5月20日，17点9分，星期二5.6 粉体的分选第58页，共76页，2022年，5月20日，17点9分，星期二第59页，共76页，2022年，5月20日，17点9分，星期二第60页，共76页，2022年，5月20日，17点9分，星期二第61页，共76页，2022年，5月20日，17点9分，星期二第62页，共76页，2022年，5月20日，17点9分，星期二第63页，共76页，2022年，5月20日，17点9分，星期二第64页，共76页，2022年，5月20日，17点9分，星期二第65页，共76页，2022年，5月20日，17点9分，星期二第66页，共76页，2022年，5月20日，17点9分，星期二第67页，共76页，2022年，5月20日，17点9分，星期二第68页，共76页，2022年，5月20日，17点9分，星期二第69