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第30卷第2期中国粉体技术Vol.30No.2

2024年3月CHINAPOWDERSCIENCEANDTECHNOLOGYMar.2024

文章编号:1008-5548(2024)02-0036-09D0I:10.13732/j.issn.1008-5548.2024.02.004

喂料方式对粉体气力分级性能的影响及成因分析

于源,刘克润,刘晓勇,刘家祥,焦志伟,付俊杰*a

(北京化工大学a.机电工程学院,b.材料电化学过程与技术北京市重点实验室,北京100029)

摘要:【目的】为了提高粉体气力分级设备的分级性能,研究螺旋喂料和振动喂料2种不同喂料方式对气力分级性能的

影响。【方法】采用高速摄像机对不同喂料方式下粉体下落运动(喂料)进行图像采集,运用图像处理技术对采集到的图

像进行处理,通过图像观察法和引入喂料时连续时刻粉体面积分布变异系数分析喂料方式对粉体分散性的影响;通过碳

酸钙粉体分级实验方法探讨喂料方式对分级性能的影响。【结果】相较于螺旋喂料,振动喂料有利于粉体解团,提升粉

体喂料时的均匀性和分散性;相较于螺旋喂料方式,振动喂料有助于提升气力分级机的分级性能,尤其在较高的喂料速

度下,分级性能提升效果显著,喂料速度为18kg/h时,分级精度提升185%,旁路值减小75%,“鱼钩效应”峰值点高度降

低29%;粒径小于10μm的超细颗粒在粗粉中占比从螺旋喂料时的11.4%减小到振动喂料时的4.4%,粗粉中细粉占比

大幅减小,粗细颗粒分离效果得到改善。【结论】螺旋喂料不适合输运黏性较强、流动性较差的粉体,如碳酸钙;振动喂

料可改善粉体材料的喂料均匀性和分散程度,有利于提高气力分级机分级性能。

关键词:粉体;气力分级;喂料方式;鱼钩效应

中图分类号:TQ028;TB4文献标志码:A

引用格式:

于源,刘克润,刘晓勇,等.喂料方式对气力分级性能的影响及成因分析[J].中国粉体技术,2024,30(2):36-44.

YUY,LIUKR,LIUXY,etal.Influenceoffeedingmethodsonclassificationperformanceofpowderpneumaticclassification

andcauseanalyses[J].ChinaPowderScienceandTechnology,2024,30(2):36-44.

利用颗粒在气流中受到离心力、重力、惯性力等作用产生不同运动轨迹而实现不同粒径颗粒的气

力分级是粉体工程学中基础操作单元之一。随着科学技术的发展和不断进步,各行业对分级机的要求

越来越高,更小的分级粒径、更窄的细粉产品粒度分布、更高的分级效率和分级精度是目前高精度分

级机的发展趋势。涡流空气分级机具有操作参数可调、分级精度高、分级效果好的优点,是常用的气

力动态分级设备[1-3]。待分级粉体原料由气力分级机喂料装置进入分级机内,喂料方式直接影响粉体

喂人时粉体状态和分散特性,而粉体分散性的好坏会影响分级效果。超细颗粒具有较强的团聚特性,使

得超细粉体的分散和分级比普通粉体更加困难。由细粉团聚而成的二次颗粒作为粗粉被收集,直接影

响分级效率和细粉产率,分级机部分分级效率曲线图中的“鱼钩效应”就是这一现象的具体体现[4]。

螺旋式给料机结构简单、易于操作且密封性好,是气流分级机常采用的喂料方式,但是对于黏性大

且流动性较差的粉体,螺旋喂料方式会造成粉体团聚和结块现象,影响后续粉体进入分级机时的分散效

果。国内外学者对此展开研究以改善给料的分散性。Kerins等[5]研究了用双螺杆螺旋给料机低速输送

黏性药用辅料介孔二氧化硅时螺杆螺距、过滤网和进给速度对给料均匀性的影响,并指出给料机出口

处的过滤网对粉体流动性及其堆积密度影响较大。Jamshidi等[6]设计了一种螺旋-刷式给料装置用于

解决细粉给料时存在不能均匀分散的问题,实验表明,该装置在低速给料时可以减小团聚体平均粒径且

可形成均匀的颗粒流动。朱顺明等[7发明了一种带有叶片分散装置和筛网的选粉机喂料装置,提高了

物料进人分级机前的分散性。Nematollahi等[8]通过料槽形状和结构参数为三级锥状破碎机提供均匀的

喂料并通过生产实践验证

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