粉體技術(shù)及設(shè)備復(fù)習(xí)要點(diǎn)

畢創(chuàng)跡整理粉體技術(shù)及設(shè)備復(fù)習(xí)要點(diǎn)顆粒物型1.粉體的定義對(duì)于科學(xué)技術(shù)研究或工程應(yīng)用而言，粉末的粒度范圍小到幾個(gè)微米，甚至小于微米級(jí)的超細(xì)粉，或煙霧、氣溶膠和泥漿等，大至數(shù)米以上的塊狀物料，都是粉體工程研究的對(duì)象。2.顆粒的粒徑和粒度p1粒徑是指顆粒的尺寸，粒度是指顆粒大小、粗細(xì)程度。3.粒徑的表示方法p1-3三軸徑，當(dāng)量粒徑，統(tǒng)計(jì)粒徑4.粒度分布的定義p6粒度分布是指粉體中不同粒徑區(qū)間顆粒的含量5.粒度分布的表示方法p6-12(1)列表法：將粉體粒度分析數(shù)據(jù)列成表格，分別計(jì)算出各粒級(jí)的百分?jǐn)?shù)和篩下累積百分?jǐn)?shù)的方法。（2）圖解法：直方圖、扇形圖和分布曲線（3）函數(shù)法：根據(jù)粉體的粒度分析數(shù)據(jù)，通過數(shù)學(xué)方法將其整理歸納出足以反映其粒度分布規(guī)律的數(shù)學(xué)表達(dá)式的方法。常用的分布函數(shù)有正態(tài)分布、對(duì)數(shù)正態(tài)分布和羅辛-拉姆勒分布，其中后兩種應(yīng)用最廣泛。6.顆粒間的作用力p17-19（1）顆粒間的范德瓦爾斯力：當(dāng)顆粒與顆粒相互靠近接觸時(shí)，顆粒的分子之間存在彼此作用的作用力。（2）顆粒間的靜電力：由于電荷的轉(zhuǎn)移使顆粒帶電而在其間存在的作用力（3）顆粒間的毛細(xì)力：當(dāng)顆粒形成液橋時(shí)，由于表面張力和毛細(xì)壓差的作用而導(dǎo)致的顆粒間的作用力。7.團(tuán)聚與分散p19-21團(tuán)聚是在氣相或液相中，顆粒由于相互作用力而形成聚合狀態(tài)。團(tuán)聚的三種狀態(tài)：凝聚體，附聚體，絮凝空氣中團(tuán)聚的原因：靜電力、范德華力（干燥空氣中）、液橋力（潮濕空氣中）解決辦法：機(jī)械分散、干燥分散、表面改性、靜電分散分散是顆粒彼此互不相干，能自由運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)。二.粉體物性1.粉體堆積參數(shù)p26-27容積密度ρ:在一定填充狀態(tài)下，粉體的質(zhì)量與它所占體積的比值?？障堵师牛涸谝欢ㄌ畛錉顟B(tài)下，顆粒間空隙體積占粉體填充體積的比率。填充率：在一定填充狀態(tài)下，填充的粉體體積占粉體填充體積的比率。配位數(shù)：粉體堆積中與某一顆粒所接觸的顆粒個(gè)數(shù)。2.不同粒徑球形顆粒群的密實(shí)堆積p29-30Horsfield填充，Hudson填充粉體的機(jī)械力化學(xué)效應(yīng)1.機(jī)械力化學(xué)現(xiàn)象的定義p55各種凝聚態(tài)的物質(zhì)，受到機(jī)械力作用而發(fā)生化學(xué)變化或者物理化學(xué)變化的現(xiàn)象2.機(jī)械力化學(xué)原理p56固體受到劇烈沖擊，晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞，局部還會(huì)產(chǎn)生等離子體過程，伴隨有受激電子輻射等現(xiàn)象，可以誘發(fā)物質(zhì)間的化學(xué)反應(yīng)，降低反應(yīng)的溫度和活化能?？偨Y(jié)有以下幾個(gè)方面：（1）晶粒細(xì)化，缺陷密度增加在粉磨過程中，晶粒細(xì)化是一個(gè)普遍的現(xiàn)象，粉末在碰撞中被反復(fù)破碎．缺陷密度增加，產(chǎn)生晶格缺陷、晶格畸變，并具有一定程度的無定形化；物質(zhì)表面化學(xué)鍵斷裂而產(chǎn)生不飽和鍵、自由離子和電子等，使得晶體內(nèi)能增高，導(dǎo)致物質(zhì)反應(yīng)的平衡常數(shù)和反應(yīng)速度常數(shù)顯著增大。（2）局部高溫、高壓引起化學(xué)反應(yīng)局部碰撞點(diǎn)，產(chǎn)生高溫及很高的碰撞力，有助于晶體缺陷擴(kuò)散和原子的重排。（3）等離子體理論機(jī)械力作用導(dǎo)致晶格松弛與結(jié)構(gòu)裂解，激發(fā)出高能電子和等離子區(qū)。高激發(fā)狀態(tài)誘發(fā)的等離子體產(chǎn)生的電子能量可以超過10eV，而一般熱化學(xué)反應(yīng)在溫度高于1000℃時(shí)電子能量也只有4eV，紫外電子的能量也不會(huì)超過6eV，因而，機(jī)械化學(xué)有可能進(jìn)行通常情況下熱化學(xué)所不能進(jìn)行的反應(yīng)，使固體物質(zhì)的熱化學(xué)反應(yīng)溫度降低，反應(yīng)速度加快。（4）機(jī)械力化學(xué)動(dòng)力學(xué)3.機(jī)械力化學(xué)效應(yīng)與結(jié)晶構(gòu)造的變化p57-62（1）晶格畸變及顆粒非晶化（2）晶型轉(zhuǎn)變（3）脫結(jié)晶水（4）層狀結(jié)晶結(jié)構(gòu)物質(zhì)的變化（5）機(jī)械力化學(xué)反應(yīng)四.粉塵爆炸1.粉塵爆炸的定義p72粉塵爆炸是懸浮于空氣中的可燃粉塵顆粒與空氣中的氧氣充分接觸，在特定條件下瞬時(shí)完成的氧化反應(yīng)，反應(yīng)中放出大量熱，進(jìn)而產(chǎn)生高溫、高壓的現(xiàn)象。2.粉塵爆炸的特點(diǎn)p73-74（1）粉塵爆炸要比可燃物質(zhì)燃燒及可燃?xì)怏w爆炸復(fù)雜（2）粉塵爆炸的難易與劇烈程度，與粉塵的物理、化學(xué)性質(zhì)以及周圍空氣條件密切相關(guān)。（3）粉塵爆炸與可燃?xì)怏w相比的特點(diǎn)1）粉塵爆炸感應(yīng)期長，達(dá)數(shù)十秒，為氣體的數(shù)十倍。（粉塵燃燒有一個(gè)加熱、熔融、熱分解和著火等一系列過程：過程可控）2）粉塵爆炸起爆能量大，為氣體的近百倍（大多數(shù)火源能量都能達(dá)到起爆能量，引起粉塵爆炸）3）粉塵爆炸易產(chǎn)生二次爆炸（威力遠(yuǎn)超過第一次）4）粉塵爆炸升壓速度略低于可燃?xì)獗?，但正壓作用時(shí)間比可燃?xì)獗ㄩL。粉塵粒子不斷釋放可燃的揮發(fā)份，且粒子中包含的揮發(fā)份又多，所以壓力衰減慢，正壓作用時(shí)間長；使粉塵爆炸造成的破壞往往比可燃?xì)獗▏?yán)重。5）粉塵爆炸毒性比較大（有機(jī)成分燃燒不充分產(chǎn)生有毒氣體）五.粉體的機(jī)械設(shè)備1.粉碎的定義p80固體物料在外力作用下，克服內(nèi)聚力，使之顆粒尺寸減小，表面積增加的過程。粉碎是一種使大塊物料變成小塊物料甚至粉末，并產(chǎn)生新表面的過程。它可分為兩個(gè)階段:將大塊物料碎裂成小塊稱破碎；將小塊物料碎裂為細(xì)粉末狀物料的加工過程稱粉磨。2.粉碎流程p81-823.易碎性的定義p84易碎性是指物料粉碎的難易程度4.粉碎功耗理論p85-87（1）經(jīng)典粉碎功耗理論Lewis公式Ritttinger定律—表面積學(xué)說Kick定律—體積學(xué)說Bond定律—裂紋學(xué)說（2）新近粉碎功耗理論田中達(dá)夫粉碎定律Hiorns公式Rebinder公式5.粉碎方法p88-89a.擠壓法（料加兩面間，增加粉碎）b.沖擊法（物料受瞬間沖擊力作用）c.研磨、磨削法（兩面運(yùn)動(dòng)）d.劈裂法（料受尖劈楔入）６．破碎機(jī)械的類型p90a.顎式破碎機(jī)b.圓錐式破碎機(jī)c.輥式破碎機(jī)及輥壓機(jī)d.錘式破碎機(jī)e.輪碾機(jī)f.反擊式破碎機(jī)7.粉磨機(jī)械的類型p91球磨機(jī)、輥磨機(jī)、錘擊磨、振動(dòng)磨、氣流磨六.化學(xué)法制備粉體1.液相法p162-169定義：液相法制備納米微粒是將均相溶液通過各種途徑使溶質(zhì)和溶劑分離，溶質(zhì)形成一定形狀和大小的顆粒，得到所需粉末的前驅(qū)體，熱解后得到納米微粒。分類：(1)共沉淀法：單相共沉淀、混合物共沉淀、均勻沉淀法（2）化合物沉淀法（3）水解法：無機(jī)鹽水解法、醇鹽水解法、溶液氧化法、水熱氧化法七.分級(jí)1.分級(jí)的定義及方式p179定義：把粉碎后的產(chǎn)品按某種粒度大小或不同種類的顆粒進(jìn)行分選的操作過程。方式：（1）篩分：將固體顆?；旌衔锿ㄟ^具有一定大小孔徑的篩面而分成不同粒度級(jí)別的過程。篩分一般適用與顆粒大于0.05mm的物料分級(jí)。（2）選粉：按對(duì)產(chǎn)品細(xì)度要求利用顆粒在流體介質(zhì)中沉降速度的不同，通過選粉機(jī)對(duì)顆粒進(jìn)行分選的過程。粒度小于50μm的顆粒物料適用流體分級(jí)設(shè)備進(jìn)行分級(jí)。2.分級(jí)效率的定義p179分級(jí)效率：分級(jí)操作后獲得的某種粒度的質(zhì)量與分級(jí)操作前粉體中所含該粒度的質(zhì)量之比，η=m/m0×100%部分分級(jí)效率：把連續(xù)變化的粒徑分成幾個(gè)區(qū)間，計(jì)算各區(qū)間的回收率綜合分級(jí)效率：合格成分的收集率減去不合格成分的殘留率3.分級(jí)設(shè)備的切割粒徑p181重力沉降分級(jí)設(shè)備中，顆粒重力沉降速度=氣流上升速度的顆粒粒徑4.循環(huán)負(fù)荷p183-184定義：經(jīng)過檢查篩分或選粉機(jī)后返回粉碎或粉磨設(shè)備的物料量B與分選出的細(xì)粉量A（產(chǎn)品）之比,C=B/A。一級(jí)圈流水泥磨C=150%—300%二級(jí)圈流水泥磨（短磨）C=300%—600%一級(jí)圈流干法水泥生料磨C=200%—450%風(fēng)掃式水泥生料磨C=50%--150%一級(jí)圈流濕法水泥生料磨C=50%—300%八.分離1.分離的定義p206定義：分離是把任何形狀或密度的固體顆?；蛞褐閺牧黧w介質(zhì)中分離出來的過程。2.收塵器類型p208-209(1)重力收塵器：利用顆粒重力沉降，最小收塵粒徑50μm，適于75μm粒徑收塵。（例降塵室）(2)慣性收塵器：利用慣性力收塵，最小收塵5μm，適于粒徑為30μm(3)離心收塵器：利用離心力收塵，適于5～10μm。（例旋風(fēng)收塵器）(4)過濾收塵器：含塵氣流過多孔介質(zhì)，顆粒被截流，適于粒徑為1μm。（例袋式收塵器）(5)洗滌收塵器：利用水與粉塵顆粒密切接觸，濕潤收集，適于粒徑為0.1μm。（例泡沫收塵器）(6)電收塵器：在高壓電場內(nèi)，使粉塵帶電，在電場力作用下，使粉塵沉積，適于粒徑為0.01μm。(7)超聲波收塵器：用超聲波促使高濃度微粉塵凝聚，適于1μm以下。3.電收塵器的工作原理及性能p222-223電暈極（金屬線）的一端用絕緣子懸掛在接地的金屬圓筒的軸心上，并在其上施加很高的負(fù)電壓。當(dāng)電壓達(dá)到臨界值時(shí)，在金屬絲表面上就出現(xiàn)青藍(lán)色的光點(diǎn)，并同時(shí)發(fā)出咝咝聲，這種現(xiàn)象稱為電暈放電。此時(shí)從底部通入含塵氣，粉塵粒子吸附負(fù)離子而荷電，在電場力的作用下向圓周運(yùn)動(dòng)而沉積在圓筒壁上，沉積粉塵達(dá)到一定厚度時(shí)，用振打機(jī)構(gòu)使粉塵落入灰斗。電收塵器的工作過程可分為四個(gè)階段：(1)電暈放電（電暈極為負(fù)極）當(dāng)氣體分子獲得足夠的能量可使分子中的電子脫離成為自由電子，氣體就具有導(dǎo)電能。為使氣體電離而又不至擊穿短路，必須具備：①采用非均勻電場，使電暈極附近有最大電場強(qiáng)度，距電暈極越遠(yuǎn)越弱；②高壓電場的電壓大于臨界電壓。(2)氣體電離出現(xiàn)電暈后，距電暈極表面2～3mm范圍，氣體電離，由于電暈區(qū)內(nèi)產(chǎn)生的電子進(jìn)入電暈區(qū)外碰撞其中的中性氣體分子，電子被中性氣體分子捕獲并附著在氣體分子上而形成負(fù)離子。(3)粉塵荷電和沉積帶負(fù)電荷的粉塵向圓管電極運(yùn)動(dòng)，最后沉積在圓管電極內(nèi)表面，故圓管電極又稱集塵極或沉淀極。(4)粉塵回收當(dāng)沉積粉塵達(dá)到一定厚度時(shí)，對(duì)電暈極和沉淀極進(jìn)行振打，使沉積其上的粉塵振落到下面灰斗中并向外卸出。九.儲(chǔ)存1.儲(chǔ)存容器種類p237-238（1）料庫：大，可用鋼板或混凝土制作，使用周期達(dá)周或月以上。（2）料倉：容量居中。較短的臨時(shí)貯存為目的，使用周期以天或小時(shí)計(jì)。調(diào)節(jié)供料量，由鋼筋混凝土或鋼板制成（3）料斗（下料斗）：貯存不是其目的，物料的流量控制一定，并改變物料的流向，一般由鋼板制成2.粉體的偏析p250-251定義：在粉體流動(dòng)時(shí)，由于粉體粒徑、顆粒密度、顆粒形狀、表面性狀等的差異，粉體層的組成呈現(xiàn)的不均質(zhì)現(xiàn)象。機(jī)理：（1）附著偏析：重力沉降中，細(xì)粉附著在倉壁上。卸料時(shí)粒度發(fā)生變化。（2）填充偏析：細(xì)粉滲透到粗顆粒組成的篩網(wǎng)上。（3)滾落偏析：由于粒子的形狀和摩擦狀態(tài)的相異而引起。結(jié)果：粗顆粒分布在倉壁附近，而細(xì)粉集中在料倉的中央料倉中物料的偏析以滾落偏析為主3.防止偏析的措施p251-252(1)均勻投料法在料倉上方盡可能多設(shè)多個(gè)投料點(diǎn)，避免單一投料口，這樣可將一個(gè)料堆分成多個(gè)小料堆，使所有各種粒度的各種組分能夠均勻地分布在料倉的中部和邊緣區(qū)域。并保持一定的料位，料倉不能排料排得太空。投料速度越快，越有利于避免偏析，所以要盡可能縮短投料粒徑。（2）料倉的構(gòu)造整體流料倉有利于消除偏析。料倉構(gòu)造可采用以下方法：a.細(xì)高料倉法，即在相同料倉容積下，采用直徑較小而高度較大的料倉，有利于減輕堆積分料的程度b.在料倉中采用垂直擋板將直徑較大的料倉分隔成若干個(gè)小料倉，構(gòu)成若干個(gè)細(xì)高料倉的組合型式。c.在料倉中設(shè)置中央孔管，即使落料點(diǎn)固定不變，但由于管壁上不規(guī)則地開有若干個(gè)窗孔粉料由不同的窗孔進(jìn)入料倉的不同位置，實(shí)際上就是在不斷地改變落料點(diǎn)，收到多點(diǎn)落料的效果d.采用側(cè)孔卸料，粉料從料倉側(cè)面的垂直孔內(nèi)卸出，可獲得比較均一的料流。（3）物料改性把物料破碎到盡可能均勻的粒度或粉磨到盡可能細(xì)，能有效消除偏析。當(dāng)物料以濕態(tài)儲(chǔ)存且不影響其性質(zhì)時(shí)，可以通過團(tuán)聚現(xiàn)象消除偏析。4.粉體靜態(tài)拱的類型p252壓縮拱、楔形拱、黏結(jié)黏附拱、氣壓平衡拱5.防止結(jié)拱的措施p252-253a.改善料倉的幾何形狀及其尺寸，如加大卸料口、采用偏心卸料口、減小料倉料斗的頂角等b.降低料倉內(nèi)粉體壓力c.使料倉壁光滑，減小倉壁摩擦阻力d.采用助流裝置十.混合1.混合過程p254定義：物料在外力（重力或機(jī)械力等）作用下發(fā)生速度和方向的改變，使各組分顆粒得以均勻分布的操作過程。（對(duì)固體的均化叫混合，對(duì)液體的均化叫攪拌，對(duì)塑性體的均化叫捏和）2.混合機(jī)理p254-255①移動(dòng)均化/對(duì)流均化:粒子團(tuán)塊從物料中的一處移動(dòng)到另一處②擴(kuò)散混合:分離的粒子分散到不斷展現(xiàn)的斜面上，互相摻合、滲透而均化③剪切混合:在物料團(tuán)塊（堆）內(nèi)部，粒子之間的相對(duì)移動(dòng)，在物料中形成若干滑移面3.預(yù)均化堆場的布置p274-276（a）縱向堆積（b）環(huán)形堆積（c）圓形堆積（d）錐形堆積4.堆料方式p2775.取料方式p278（1）端面取料（2）側(cè)面取料（3）底部取料十一.輸送1.機(jī)械輸送設(shè)備及氣力輸送設(shè)備p281機(jī)械輸送設(shè)備包括膠帶輸送機(jī)、螺旋輸送機(jī)、斗式提升機(jī)、板式輸送機(jī)。氣力輸送設(shè)備包括空氣輸送斜槽、螺旋氣力輸送泵、氣力提升泵、倉式氣力輸送泵。2.輸送機(jī)械的種類(1)有撓性牽引構(gòu)件的。特點(diǎn)是物料被放在牽引構(gòu)件上或工作構(gòu)件內(nèi)，利用牽引構(gòu)件的連續(xù)運(yùn)動(dòng)使物料向一定的方向移動(dòng)。這類輸送機(jī)的共性是具有撓性牽引構(gòu)件、支承裝置、驅(qū)動(dòng)裝置和張緊裝置。(2)無撓性牽引構(gòu)件的。特點(diǎn)是利用工作構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)或往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使物料向前移動(dòng)。它們間具有共性的部件較少。(3)氣力輸送裝置。這種裝置也是不具撓性牽引構(gòu)件輸送機(jī)的一種。它是利用氣體流動(dòng)的動(dòng)力在管道中輸送物料。3.膠帶輸送機(jī)構(gòu)造及分類p282主要由輸送帶、滾筒、支承裝置、驅(qū)動(dòng)裝置、張緊裝置、卸料裝置、清掃裝置和機(jī)架