3-1 颗粒的分离

问题的提出:我们为什么要戴口罩？陶瓷坯体可塑成型的物料水分为18~25%，而料浆水分一般为35~40%，如何脱除多余的水分？烟囱及排气管道排出的气体中往往含有许多粉尘，如何除去这些粉尘？各种粉碎机粉碎后的物料粒度大小各异，欲利用其中某一粒度范围的颗粒，如何将这部分颗粒分选出来？分离分级分离和分级的概念：（ConceptsofSeparationandClassification）分离（Separation）：将混合粉体中性质不同的组分进行分离以及将固体颗粒从流体中分离出来的操作。分离固-液分离如过滤固-固分离如磁选固-气分离如除尘密度、颗粒形状、磁性、憎（疏）水性、化学性质等分级(Classification)：将粉体按不同粒度区间进行的分离操作。（有时也称选粉）举例：选粉机、各种分级机、磨料的沉降分级等Relationshipbetweenseparationandclassification：分离是广义的分级；分级是狭义的分离。原料粉：锰酸锂锰酸锂：分级后粗粉锰酸锂：分级后的细粉原料粉：碳粉碳粉：分级后的粗粉碳粉：分级后的细粉收尘器的分类及特点:(Classificationandcharactersofdustcollectors)按分离原理分：重力收尘器(Gravitationaldustcollector)：利用重力使粉尘颗粒沉降至器底，收集粉尘粒径＞50μm。惯性收尘器(Inertialdustcollector)：气流运行方向突然改变时其中固体颗粒的惯性运动与气体分离，分离粒径＞30μm。离心收尘器(Centrifugaldustcollector)：在旋转的气固两相流中利用离心惯性力作用使固体颗粒从气体中分离出来，分离粒径可达5μm。过滤收尘器(Filtereddustcollector)：含尘气体通过多孔层过滤介质时，阻挡、吸附、扩散等作用将固体颗粒截留下来，分离粒径可达1μm。电收尘器：利用静电作用使颗粒带电从而将其捕集下来。分离粒径可达10-2μm。重力分离含尘气体净化气体收下粉尘旋风收尘器结构：进气管外筒锥形管贮灰箱锁风装置排风管外旋流内旋流图旋风收尘器(1)旋风收尘器的工作原理利用含尘气体高速旋转产生的离心力使颗粒与气体分离。含尘气体从进气管以较高的速度（12～25m/s）沿外圆筒的切线方向进入直筒并进行旋转运动，在旋转过程中产生较大的离心力。颗粒的惯性比空气大得多，大部分颗粒在离心力作用下甩向筒壁，失去动能沿壁面滑下与气体分开，经锥体排入贮灰箱内，然后经闸门自动卸出。外旋流Ⅰ向下旋转到圆锥部分时，随圆锥变小而向中心逐渐靠近，到达锥体下端时开始上升，形成一股自下而上的内旋流Ⅱ，经中心排气管从顶部作为净化气体排出。袋式收尘器利用多孔纤维滤布将含尘气体中的粉尘过滤出来的收尘设备。因滤布做成袋形，故称为袋式收尘器或袋式除尘器。应用(Application)：工业生产及环保过程中非粘结性、非纤维粉尘捕集。与旋风收尘器相比的优点：收尘效率高（5μm颗粒的η＞99%）；可捕集1μm的颗粒。与高效电收尘器相比，结构简单，技术要求不高，投资费用低，操作简单可靠。缺点：耗费较多的织物，允许的气体温度较低，若气体中湿含量高或含有吸水性较强的粉尘，会导致滤布堵塞，因此其应用受到一定限制。除尘原理(Workingprinciple)：气体中大于滤布孔眼的尘粒被滤布阻留，这与筛分作用相同。对于1～10μm的小于滤布孔径的颗粒，当气体沿着曲折的织物毛孔通过时，尘粒由于本身的惯性作用撞击于纤维上失去能量而贴附在滤布上。小于1μm的微细颗粒则由于尘粒本身的扩散作用及静电作用，通过滤布时，因孔径小于热运动的自由径，使尘粒与滤布纤维碰撞而粘附于滤布上，因此，微小的颗粒也能被捕集下来。随着粉尘的厚度增加，滤布阻力增大，使处理能力降低。为保持稳定的处理能力，须定期清除滤布上的部分粉尘层。由于滤布绒毛的支承作用，滤布上总有一定厚度的粉尘层清理不下来成为滤布外的第二过滤介质(Secondfiltermedium)。袋式收尘器电收尘器高压直流电场的正、负极间的静电场使气体电离，气体电离所产生的正负离子作用于通过静电场的粉尘表面而使粉尘荷电。荷电粉尘分别向极性相反的电极移动而沉积在电极上，实现粉尘与气体的分离。优点：收尘效率高（＞99%）；能处理较大的气体量；能处理高温、高压、高湿和腐蚀性气体；能量消耗少，阻力损失30～150Pa，电能消耗0.1～0.8kwh/1000m3；操作过程自动化。缺点：一次投资大，占空间大，钢材消耗多，捕集高比电阻的细粉尘时需要进行增湿处理等。(1)工作原理、构造和类型1）工作原理（Workingprinciple）将平板（或圆管壁）和导线分别接至高压直流电源的正极（阳极）和负极（阴极）。电收尘器上的正极―沉积极或集尘极，负极―电晕极。两极间产生不均匀电场。电压升至一定值时，阴极附近电场强度使气体碰撞电离，形成正、负离子。电压继续增大时，在阴极周围2～3mm范围发生电晕放电，生成大量离子。电晕极附近的阳离子趋向电晕极的路程极短，速度低，碰到粉尘的机会少，因此，绝大部分粉尘与飞翔的阴离子相撞而带负电，飞向集尘极，只有极少量的尘粒沉积于电晕极。定期振打集尘极及电晕极使积尘掉落，从下部灰斗排出。粉尘分离过程：气体电离—粉尘颗粒荷电—捕集—清灰请注意！电收尘器工作原理示意图1—集尘极；2—电晕极；3—电源；4—灰斗；5—正极线；6—负极绝缘子；7—气体入口；8—气体出口静电收尘过程示意图电晕极集尘极