粉体工程与设备(设备部分)讲解
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超细磨 超细磨
- 1 - 超细磨粉机是超细粉体生产的主要设备
超细粉体技术是20世纪70年代中期发展起来的新兴学科,超细粉体几乎应用于国民经济的所有行业。它是改造和促进油漆涂料、信息纪录介质、精细陶瓷、电子技术、新材料和生物技术等新兴产业发展的基础,是现代高新技术的起点。在造纸行业中,造纸施胶普遍要添加10%—20%的超细粉;在高档铜板纸中,高岭土(或碳酸钙)超细粉的添加量高达40%。又如塑料制品,改性超细粉的添加量,根据产品要求的不同可高达30%—50%。在一些PVC产品的添加量已高达70%。超细粉在塑料、橡胶、电子、电缆、油漆、涂料、磨料、药品、化妆品、陶瓷、建材、食品加工和家用电器方面用量极大,如美国的面粉生产就规定了一定的滑石粉添加量。6000目以上的超细粉添加到塑料制品里(如电视机壳),不仅可以改善制品外观尺寸、光洁度、颜色、手感等物理指标,还可改善制品的强度、弹性、悠韧性和抗老化能力。超细粉体需要优质的磨粉机做生产设备,三环中速超细磨粉机,主要适用于对中、低硬度,莫氏硬度≤6级的非易燃易爆的脆性物料的超细粉加工;与一般磨粉机相比,三环中速超细磨粉机的优势还在于:1.高效、节能、环保、清洁,集四大优势于一体在成品细度及电动机功率相同的情况下,比气流磨、搅拌磨、球磨机的产量高一倍以上;采用脉冲除尘器捕捉粉尘,采用消声器降低噪声,具有环保、清洁的特点。2.易损件使用寿命可达2-5年磨辊、磨环采用特殊材料锻制而成,从而使利用程度大大提高。在物料及成品细度相同的情况下,比冲击式破碎机与涡轮粉碎机的磨损件使用寿命长2-5倍,一般可达一年以上,加工碳酸钙、方解石时,使用寿命可达2-5年。3.产品细度高,安全可靠性高三环中速超细磨粉机产品细度一次性可达到D97≤5μm;因磨腔内无滚动轴承、无螺钉,所以不存在轴承及其密封件易损的问题,不存在螺钉易松动而毁坏机器的问题。工欲善其事,必先利其器。良好的超细粉体出自优质的超细磨粉机,素有“微粉专家”之称的上海机器有限公司生产的三环中速超细磨粉机,是用于超细粉体生产的首选设备。
粉碎机械遵循原则:1,掌握物料性质和对粉碎的要求。2合理设计和选择粉碎流程及粉碎
机械。3,周密的系统设计。
气流粉碎机优缺点:优点:1,粉碎强度大,产品粒度微细,可达数微米甚至亚微米,颗粒
规整,表面光滑。2,颗粒在高速旋转中分级,产品力度分布窄,单一颗粒成分多。3,产品
纯度高,设备结构简单,易于清理,可获得极纯产品,还可进行无菌作业。4,可以粉碎磨
料为硬质合金等莫氏硬度大于9的坚硬物料。5,适用于粉碎热敏性及易燃易爆物料。6,可
以在机内实现粉碎与干燥,粉碎与混合,粉碎与化学反应等联合作业。7,能量利用率高。缺点:
1,辅助设备多,一次性投资大。2,影响运行的因素多,操作不稳定。3,粉碎成本较高。4,噪
声较大。5,粉碎系统堵塞时会发生测料现象,喷出大量粉尘,恶化操作环境。
选用筛分设备遵循规则:①筛分设备所用的筛网应按照物料粒径选取②筛面要耐磨损,抗腐蚀,
可靠性好,要求筛分机能够长时间安全可靠运动③单位处理能力高,维修时间短,噪声低
影响混合的因素:①物料的粉体性质:粒度分布,粒子形态及表面状态,粒子密度及堆密度,含
水量,流动性,黏附性,凝聚性等都会影响混合过程②设备类型:混合机的形状及尺寸,内部
插入物,材质及表面情况等影响混合效果,应根据物料的性质选择适合的混合器③操作条件:物
料的填充量,装料方式,混合比,混合机的转动速度及混合时间等影响混合效果
膜分离技术主要存在什么问题?
1.在操作中磨面会发生污染,使膜性功能降低,故有必要采取与工艺相适应的膜面清洗方法
2.从目前获得的膜性能来看,其耐药性、耐热性、耐溶剂能力都是有限的,因此适用范围受限
3.单独采用膜分离技术效果有限
良好的膜分离设备应具有哪些条件?
1.膜面切向速度快,以减少浓差极化
2.单位体积中所含膜面积比较大
3.容易拆洗和更换新膜
4.保留体积小且无死角
5.具有可靠的膜支撑装置
膜分离过程有什么特点?
1.膜分离过程中不发生相变化,与有关相变化的分离法的其他分离法相比,能耗要低。
粉体工程与设备思考题
第一章概述
1、什么是粉体?
粉体是由无数相对较小的颗粒状物质构成的一个集合体.
2、粉体颗粒的种类有哪些?它们有哪些不同点?
分为原级颗粒、聚集体颗粒、凝聚体颗粒、絮凝体颗粒
原级颗粒:第一次以固体存在的颗粒,又称一次颗粒或基本颗粒。从宏观角度看,它是构成粉体的最小单元。粉体物料的许多性能与原级颗粒的分散状态有关,它的单独存在的颗粒大小和形状有关。能够真正的反应出粉体物料的固有特性.
聚集体颗粒:由许多原级颗粒靠着某种化学力以及其表面相连而堆积起来的.又称为二级颗粒.聚集体颗粒的表面积小于构成它的原级颗粒的表面积的总和.主要再粉体物料的加工和制造中形成。
凝聚体颗粒:在聚集体颗粒之后形成,又称为三次颗粒。它是原级颗粒或聚集体颗粒或者两者的混合物。各颗粒之间以棱和角结合,所以其表面与各个组成颗粒的表面大体相等。比聚集体颗粒大得多。也是在物料的加工和制造处理过程中产生的。原级颗粒或聚集体的粒径越小,单位表面的表面力越大,越易于凝聚。
絮凝体颗粒:在固液分散体系中,由于颗粒间的各种物理力,迫使颗粒松散地结合在一起,所形成的的粒子群。很容易被微弱的剪切力所解絮。在表面活性剂作用下自行分解。
颗粒结合的比较:絮凝体<凝聚体<聚集体<原级颗粒
3、颗粒的团聚根据其作用机理可分为几种状态?
分为三种状态:凝聚体(以面相接的原级粒子)、聚集体(以点、角相接的原级粒子团或小颗粒在大颗粒上的附着)、絮凝体
4、在空气中颗粒团聚的主要原因是什么?什么作用力起主要作用?
主要原因为颗粒间作用力和空气的湿度。
范德华力、静电力、液桥力。在空气中颗粒团聚主要是液桥力造成的。而在非常干燥的条件下则是由范德华力引起的。空气相对湿度超过65%,主要以液桥力为主.
第二章粉体粒度分析及测量
1、单颗粒的粒径度量主要有哪几种?各自的物理意义什么?
三轴径:颗粒的外接长方体的长l、宽b、高h的某种意义的平均值
第一章
1、粉体工程的定义。
答:它是以粉状和颗粒状物质为对象,研究其性质及加工、处理技术的一门学科。
2、粉体的制备方法及分类。
答:(1)分类:按成因分:人工合成、天然形成。
按颗粒构成:原级颗粒、聚集体颗粒、凝聚体颗粒、絮凝体颗粒。
按成分分:碳酸钙粉体、硅灰石粉体等。
按粒度分:粗粉、细粉、超细粉等。
粉体种类
按成因分:人工合成、天然形成。
按颗粒大小、形状分:单分散、多分散。
(2)制备方法:
3、粉体工程在材料领域的作用。
答:粉体工程是一门新兴的跨行业、跨学科综合性技术学科。粉体工程应用领域广如:矿产领域、电子领域、军事领域等。粉体工程学的新理论、新技术将使许多工业发生根本性的变化 。
第二章
1、举例说明粉体的基本性质对其在材料中应用性能的影响。
答:基本性质:粒径、粒度分布、颗粒形状、颗粒群的堆积性质、粉体的摩擦性质。
2、粉体的粒度组成特征的表征方法主要有哪些?试述它们的基本内容。
答:(1)粒度表格:是表示粒度分布的最简单形式,也是其它形式的原始形成。
(2)粒度分布曲线:能更直观地反映比较颗粒组成特征。(频率直方图、频率分布曲线累积分布曲线)(3)粒度分布特征参数(偏差系数和分布宽度)(4)粒度分布方程.
3、空隙率与填充率的定义;颗粒填充与堆积方式;密度的分类及定义.
答:(1)空隙率:填充层中未被颗粒占据的空间体积与包含空间在内的整个填充层表观体积之比称为空隙率.(2)填充率: 颗粒体积占表观体积的比率。(3)粉体颗粒的填充与堆积
等径球形颗粒的排列:正方体排列、正斜方体排列、菱面体排列、楔形四面体排列,立方体为最松填充,属不稳定排列;菱面体为最密填充,属最稳定排列。 异径球形颗粒的填充:一次填充、 Horsfield填充、 非球形颗粒的随机填充。