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7大类干式分级设备
来源:中国粉体技术网    更新时间:2020-02-13 16:27:43    浏览次数:
 
  分级的作用是控制粉碎过程的进行和控制最终产品的粒度,干式分级是以气体(一般为空气)为媒介实现的分级,在水源紧缺和干旱地区,以及工艺过程不允许存在水的情况下,干式分级是唯一的选择。在严寒地区,干式分级的应用也不受影响。干式分级节约了大量的水,还消除了湿式分级后续脱水的问题,是有效的节能分级方式。
  
  常见的干式分级设备有双叶轮空气分级机、O-Sepa涡流分级机、旋风分离器、涡轮分级机、重力沉降分级机、惯性分级机和射流分级机等。
  
  1、双叶轮空气分级机
  德国Gebr Pfeiffer公司的SUV双叶轮空气分级机利用重力沉降和离心沉降原理分级,产品粒度最细可达-40μm。  

7大类干式分级设备
SUV双叶轮空气分级机
  
  该设备有内、外两个立式圆筒,圆筒下部均连接圆锥筒。圆筒内部有上、下两个叶轮,上叶轮为径向流叶轮,下叶轮为轴向流叶轮,下叶轮下部装有撒料盘。内圆筒下部装有百叶窗式导板。工作时,两个叶轮分别以独立的驱动系统带动旋转,物料从设备上部中心给料管给到撒料盘上,随撒料盘旋转撒向圆周方向,同时受到下叶轮产生的上升气流的作用。粗颗粒克服上升气流的作用到达内圆筒内壁,沿内圆筒内壁下落成为粗产品。细颗粒随气流上升。然后以更强的离心运动从上、下叶轮之间抛向外圆筒内壁,沿外圆筒内壁下落成为细产品。内、外圆筒之间的气流经百叶窗式导板进入内圆筒,上升成为循环气流。
  
  2、O-Sepa型涡流分级机
  日本小野田水泥公司的O-Sepa型涡流分级机广泛应用于水泥产品分级,是第三代选粉机的代表。该机主要结构包括撒料盘、叶轮、一次风管、二次风管、三次风管、导向叶片和外壳等。
  
7大类干式分级设备
O-Sepa型涡流分级机
 
  该机利用离心沉降和重力沉降分级原理工作,一次和二次进风通过导向叶片进入机内,给料经撒料盘撒向分级区,随叶轮旋转以及一次和二次进风产生的水平旋转空气流运动。粗颗粒离心沉降到外圆周处,沿设备外壳下落,与三次进风的上升气流遭遇,粗颗粒借助重力沉降到下部排出,细颗粒随气流上升从上部出口排出,产品粒度可达-32μm 80%。
  
  3、旋风分离器
  
7大类干式分级设备
旋风分离器
  
  旋风分离器是典型的干式离心沉降分级设备,其主体由上部的圆筒和下部的截锥组成,圆筒顶部从上到下沿中轴线插入一个芯管,截锥底部有粗产品出口。给料随气流从圆筒上部靠近外圆周处切向进入,受分级腔形状制约形成旋流运动,物料颗粒在气流中产生径向离心沉降运动。粗颗粒离心沉降速度较快,运动到靠近筒壁处,然后沿筒壁下滑从底部排出。细颗粒离心沉降速度较慢,悬浮到靠近轴心部,随气流进入芯管向上排出。实际应用中有许多改进型产品,以适应不同的分级要求和获得更高的分级性能。旋风分离器的分级粒度与其规格(筒体直径)有关,规格越小,分级粒度越细。
  德国Hosokawa Alpine公司的CC系列旋风分离器以良好的内部循环设计达到较高的分级效率,分级切点粒度为5~100μm。
  
  4、涡轮分级机
  涡轮分级机是目前应用最广泛的干式超细分级设备之一,它利用了离心沉降分级原理。其主要工作部件是涡轮(分级轮),涡轮上装有许多叶片,形成径向间隙。
  
  工作时,涡轮高速旋转,物料颗粒经给料管进入分级腔,然后随上升气流向上运动,受设备结构和气流流向的制约,从涡轮的外圆周穿过叶片的间隙。涡轮旋转使气流以及其中的物料颗粒作圆周运动从而形成离心沉降过程,粗颗粒向外圆周方向沉降到设备内壁处下落,细颗粒随气流穿过叶片间隙,从涡轮中心处排出。涡轮形状有圆柱形和截锥形等,安装轴向位置可以是水平或垂直,每台分级机可以装有1~6个涡轮。叶片方向可以是径向或与半径成一定角度,叶片数量或多或少,叶片间距或大或小。调节涡轮转速和气流量,可连续改变分级粒度,分级粒度范围为1~300μm。
  
7大类干式分级设备
ATP涡轮分级机
  
  德国Hosokawa Alpine公司的Turboplex ATP涡轮分级机是国际先进产品,采用圆柱形分级轮,有单轮和多轮设备。该设备的新进展是新一代NG型分级轮,利用刚性涡压力损失低的特点,采用以刚性涡原理工作、具有新的几何形状的叶片。NG型分级轮能使物料更好地分散,缩短颗粒在分级区内的滞留时间。与原分级轮相比,分级所需的压力差只有原来的一半,鼓风能量可节约30%~50%。其分级粒度d50最细可达0.5μm,d97可达4μm以下。另一种新型TTC型分级轮长径比为2:1,外圆周线速度高达120m/s,压力损失可减少约50%,分级粒度d97可达2~4μm。
  
  德国Hosokawa Alpine公司的MS型涡轮分级机采用截锥形分级轮,分级粒度d97为15~150μm。其分级轮转速较低,因而压力损失和磨损速度较低。
  
  5、干式重力沉降分级设备
  主要的干式重力沉降分级设备有水平流型、垂直流型和曲折流型重力分级机等,均用于超细阶段。
  
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干式重力沉降分级设备
 
  在水平流型设备中,物料颗粒一方面受重力作用作沉降运动,另一方面受水平气流作用水平运动。不同粒度的颗粒沉降速度不同,到达底部出口处时水平运动的距离也就不同。粗颗粒运动距离较近,细产品运动距离较远,最细的产品则始终处于悬浮状态而从上部随气流排出。
  在垂直流型设备中,物料颗粒与气流垂直相向运动,粗颗粒沉降速度大于气流速度而沉降到底部排出,细颗粒沉降速度小于气流速度而随气流从上部排出。
  在曲折流型设备中,物料颗粒除了受重力和上升气流的作用以外,还受曲折路径的影响。粗颗粒在曲折路径中发生碰撞后会更快地下落,从而提高了下落的速度。
  德国Hosokawa Alpine公司的MZM和MZF型曲管分级机分级粒度d97为0.1~10mm,生产能力最大可达200t/h,用于农产品、食品、塑料和废弃物回收等工业。
  
  6、干式惯性分级设备
  主要的干式惯性分级设备有直线型、曲线型、百叶窗型和K型惯性分级机,切点粒度在0.5~50μm。

 
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干式惯性分级设备
  
  在直线型设备中,物料颗粒随气流进入机内,由于容积突然增大,气流速度陡降,对颗粒的浮力陡然减小,使得颗粒在分级空间内一方面作水平惯性运动,另一方面作自由落体运动。粗颗粒惯性较大,到达底部时的水平运动距离较远,细颗粒惯性较小,水平运动距离较近。极细颗粒始终处于悬浮状态,随气流向上排出。
  在曲线型设备中,分级腔断面为曲线,物料颗粒随气流进入分级腔后,惯性较大的粗颗粒运动到腔壁附近,而惯性较小的细颗粒随气流运动到靠近中部,从而相互分离。
  在百叶窗型设备中,给料沿百叶窗外壁下落,气流在百叶窗缝处突然转向进入窗内。粗颗粒惯性较大,克服气流作用继续下落;细颗粒惯性较小,被气流带入窗内,进一步进入重力沉降分级过程分为中、细两个产品。
  在K型设备中,气流携带物料颗粒运动时突然转向,粗颗粒惯性较大,继续向前运动,细颗粒惯性较小,随气流转向。
  
  7、射流分级机
  射流分级机是利用射流技术、惯性原理和附壁效应的干式超细分级设备。射流技术用于给料,可使给料颗粒获得必要的进口速度和使气流更好地产生附壁效应。附壁效应是指当流体(液体或气体)与其流过的物体表面之间存在表面摩擦时,流体的流速会减慢。只要物体表面的曲率不是太大,依据流体力学中的伯努利原理,流速的减缓会导致流体被吸附在物体表面上流动。
  
7大类干式分级设备
射流分级机
 
  射流分级机基本工作原理:物料随压缩空气(主气流)经射流喷嘴射入分级腔,在靠近其射入方向的一个侧面存在突出的内壁,主气流在附壁效应规律支配下,在控制气流的配合下,沿突出的内壁流动。不同粒度的颗粒在惯性规律支配下和气流作用下沿不同的轨迹运动,粒度越粗方向改变较小,粒度越细运动方向随气流改变的越多。由此形成从粗到超细的不同粒度产品。调节两个控制气流可改变分级粒径。
  
  来源:吴建明.当前技术水平的干式分级设备[J].有色金属(选矿部分).


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