第七章分級與分離

第七章分級與分離第1頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三一、分離分離就是將任何形狀或密度的固體顆?；蛞褐椋６纫话阍?0-3m）從流體中分離出來的過程。（氣固系統(tǒng)稱為收塵）其分離作用的器具或裝置系統(tǒng)為分離（除塵）器。對氣固系統(tǒng)習慣稱為除塵過程。相應的起居或裝置系統(tǒng)統(tǒng)稱為分離器或除塵器。（一）分離效果的評價參數(shù)

分離效率（除塵效率）指的是分離器的工作效率，使評價分離器操作性能的主要指標。分離效率的高低與分離器的種類、結(jié)構(gòu)、顆粒的種類、分散度、濃度及流體的負荷、溫度、濕度等因素有關(guān)。有總的分離效率與部分分離效率。第2頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三1、牛頓效率（綜合分離效率）分離模型及符號符號：

xf—加料中a群顆粒的含量比率（質(zhì)量比）

1-xf—加料器中b群顆粒的含量比率

Xa—a群受料器中a群顆粒的含量比率

1-Xa—a群受料器中b群顆粒的含量比率

xb——b群受料器中a群顆粒的含量比率

1-xb—b群受料器中b群顆粒的含量比率

A—a群受料器中的物料質(zhì)量

B—b群受料器中物料的質(zhì)量第3頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三模型

a群回收率

b群回收率

牛頓分離效率定義：

N=有用成分回收率-無用成分殘留率即N=a-(1-b)=a+b-1第4頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三分離結(jié)果用頻率分布表示平衡粒徑De：粗細粉錯位量相等的粒徑牛頓效率N:第5頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三牛頓分離效率的物理意義表示進料中能實現(xiàn)理想分離的質(zhì)量比。第6頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三牛頓效率的實用計算式推導：根據(jù)物料平衡：F=A+BxfF=xaA+xbB

消去A或B得：有用成分回收率

無用成分殘留率根據(jù)牛頓效率的定義N=a-(1-b)=a+b-1運算即可得第7頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三2、部分分離效率單獨用綜合分離效率來描述某一分離器的性能是不夠的，許多時候還必須顆粒的特性分布函數(shù)來描述，經(jīng)常使用的是粒度，即要知道對于某一粒級的分離效率。這時要用部分分離效率。定義：在粒度、密度或化學成分等特性值為連續(xù)變量的場合，將特性值劃分成若干區(qū)間，各區(qū)間的回收率即部分分離效率。理想分離過程實際分離過程第8頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三設原料粒度分布函數(shù)FA(),細粗產(chǎn)物為Fk()、FG()；頻率分布函數(shù)為：原料—fA（）、細產(chǎn)物—fK（）、粗產(chǎn)物—fG（），u0第9頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三分離函數(shù)Ti第10頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三例第11頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三圖第12頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三3、分離界限與分離精度中位分離點：分離的兩部分具有相等的組分或質(zhì)量時所對應的特性值50或T平衡分離點：表示顆粒粒度分級錯位量相等時的平衡粒徑FA或FM第13頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三（3）分離精度第14頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三例：下表表示已篩孔0.8mm的工業(yè)用篩篩分碳化硅后的篩析結(jié)果。求部分分離效率曲線和牛頓效率。第15頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三解：1、求頻率分布第16頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三2、累積粒度計算第17頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三3、計算粒度間隔50m時的頻率第18頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三4、作部分分離效率下曲線第19頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三5、求中位徑6、求分離精度第20頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三7、計算牛頓效率根據(jù)N=a+b-1計算第21頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三第22頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三二、分級1、定義與意義

分級：根據(jù)實際要求，把粉碎產(chǎn)品按某種粒度大小或不同種類進行分選的操作過程。分級方式：篩分，在流體中分級。分級效果的評價：同分離N=a-(1-b)=a+b-1第23頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三2、篩分把固體顆粒置于具有一定大小孔徑或縫隙的篩面上，是通過篩孔的成為篩下物，被截留在篩面上的成為篩上物（篩余物)，這種分析方法稱為篩分。干法篩分與濕法篩分適用于100mm至20m之間的粒度分布測量篩分方法：

目的：準確鑒定物料的粒度組成。

方法：將粉末樣品通過一系列不同篩孔的標準篩，分離成若干粒級，分別稱重，填入記錄表，計算。最后在坐標紙上畫出粒度分布曲線。第24頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三（1）篩面棒條篩面：固定篩或重型振動篩，篩孔25~150mm板狀篩面：5~8鋼板，篩孔尺寸10~50mm編織篩面：彈簧鋼或不銹鋼制。中細粒級物料分級。條縫篩面：不銹鋼條，縫寬0.25、0.5、0.75、2mm等。非金屬篩面：天然（合成）橡膠、尼龍等。不適于細物料。第25頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三圖例第26頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三圖例第27頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三（2）標準篩用于粒度分析。篩制：篩孔尺寸、篩絲尺寸、篩比等Tyler系列（美國）用篩網(wǎng)每一英寸(2.54cm)長度上具有的正方形篩孔數(shù)作為每個篩子的名稱。

基準篩：200目：篩孔尺寸0.074mm，篩絲直徑0.053mm

篩比：基本序列篩比：21/2=1.414，附加序列篩比：21/4=1.189。（一般用基本序列，要求更窄時可插入附加序列）(150目)0.0741.414=0.104mm(270目)0.0741.414=0.053mm第28頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三ASTM系列（美國國家標準局）基準篩：18號篩篩孔尺寸1mm；最細400號篩孔37mDIN系列（德國標準）其網(wǎng)目是1長度篩網(wǎng)上具有的篩孔數(shù)或1面積上的篩孔數(shù)，其特點是篩子的網(wǎng)目數(shù)與篩孔尺寸的乘積約等于6，并規(guī)定篩絲直徑等于篩孔尺寸的2/3，各層篩子的有效面積等于36%。中國無國家標準，采用上海標準篩，類似于Tyler標準篩。第29頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三ISO系列（國際標準）

基本篩比101/10=1.259，附加篩比106/40=1.41和1012/40=1.99第30頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三3、篩分概率

設正方形篩孔每邊凈長為D，篩絲直徑為b，被篩分顆粒為球形，其直徑為d，則其通過概率P是：篩面傾斜、非球形顆粒會降低篩分概率篩孔1mm第31頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三易篩粒（小于篩孔尺寸3/4的顆粒）、難篩粒粒子運動速度設粒子運動速度是拋物線，則其運動方程

X=vty=gt2/2

當x=D-d/2時，如果y≤d/2,粒子過篩；反之則不能。粒子在下落y=d/2時間內(nèi)所需時間：代入x=vt得：因為y≤d/2，當y=d/2時,v極大yxd/2Dd/2第32頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三4、篩分效率篩分設備的工藝指標：處理能力；篩分效率。篩分效率表示篩分作業(yè)進行的完全程度（質(zhì)量指標）。篩分效率的定義：實際得到的篩下物重量與入篩物料中所含粒度小于篩孔尺寸的物料重量比。G1、G2、G3分別表示過篩前物料量、篩下的物料量、篩上物料量（kg/h）；

1、2、3分別表示過篩前、篩下物、篩上物中篩下級別的重量百分數(shù)。第33頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三篩分效率的定義公式很不好使用，G1、G2、G3會帶來很大的測量誤差。常用公式（試推導）正常情況下，篩面無破損時，2=1總篩分效率——對全部篩下物而言部分篩分效率——對某一粒級或某幾個粒級第34頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三5、篩分動力學及其應用篩分動力學研究篩分過程中篩分效率與篩分時間的關(guān)系。篩分開始后，易篩粒迅速穿過篩孔，篩分效率很快增加。隨著篩分進行，，難篩粒穿過篩孔需要較長時間，篩分效率增長變緩。篩分效率與篩分時間的關(guān)系：K,m,k’,m’為參數(shù)，與物料的性質(zhì)及篩分進行的情況有關(guān)。

k,k’可以認為是物料的可篩性指標（=50%,k=tm）第35頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三篩分動力學應用之一利用篩分動力學公式研究篩子的負荷與篩分效率的關(guān)系分析：設篩孔尺寸和物料沿篩面運動速度一定篩面料層厚度取決于給料量。給料量越多料層越厚篩分效率越低。要達到相同的篩分效率必須增加篩分時間，即認為篩分效率不變時篩子的生產(chǎn)率與篩分時間成反比。篩分動力學應用之二

利用篩分動力學研究篩分效率與篩面長度的關(guān)系。分析：認為篩分時間與篩面長度成正比，篩分效率與時間成正比。第36頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三6、影響篩分效率的因素A.物料的性質(zhì)

粒度特性易篩粒、難篩粒、阻礙粒（1～1.5倍篩孔尺寸）

物料含水量外在水分（物料表面），內(nèi)在水分（化合水）外在水分在一定范圍內(nèi)增加，物料的粘滯性增加、結(jié)團杜塞篩孔，篩分效率下降。（濕法篩分條件例外）

物料含泥量含泥時，水分達到8%，結(jié)團，極難分，可采用濕法篩分。

物料顆粒形狀圓形易過篩。破碎產(chǎn)物大多為多角形，易過長方形篩孔。條板片狀物料易過長方形篩孔。第37頁，共40頁，2023年，2月20日，星期三B.篩面

篩面種類：有效篩分面積影響篩分效率。種類棒條篩鋼板沖孔篩鋼絲編織篩有效面積少中多使用壽命長中短價格低中貴

篩面長度與寬度

寬度影響篩分能力，長度影響篩分效率。寬度與長度比例：1:2.5~1:3

篩孔大小與破碎機工作聯(lián)系起來選擇。

篩面運動狀況粒子與篩面的相對運動：垂直于篩面運動，篩分效率高；平行于篩面運動。第38