2.4. Пневматическая классификация (воздушная сепарация)

Пневматическая классификация используется, когда механическая классификация затруднительна. Чаще всего ее применяют для классификации мелких порошков (менее 100 мкм). Процесс проводят в поле силы тяжести или центробежных сил.

2.4.1. Сепарация в псевдоожиженном слое

Сепараторы псевдоожиженного слоя представляют собой прямоугольный корпус 1, разделенный газораспределительной решеткой 2 (рис. 2.23).

Рис. 2.23. Схема сепаратора псевдоожиженного слоя (ПС)

1 – корпус; 2 – распределительная решетка.

Корпус имеет прямоугольную форму для того, чтобы материал двигался без продольного перемешивания (идеальное вытеснение). Газораспределительная решетка может быть горизонтальной или слегка наклоненной в сторону выгрузки.

Для повышения эффективности сепарации верхняя часть аппарата слегка расширена. Кроме того, эти аппараты подразделяют на несколько зон при помощи секционных перегородок (6…8 штук). Такие перегородки разделяют слипшиеся и задерживают крупные частицы, а мелкие частицы уносятся с отработанным воздухом и улавливаются в циклонах (рис. 2.24).

Рис. 2.24. Расположение перегородок в сепараторе ПС

Благодаря таким перегородкам эффективность сепарации возрастает на 30…50 %.

2.4.2. Классификатор с пересыпными полками

Данный классификатор представляет собой вертикальный аппарат с установленными внутри наклонными полками (рис. 2.25). В полках имеются отверстия для прохода восходящего воздуха.

Исходный материал подается на верхнюю полку, откуда под действием гравитационных сил перемещается на ниже лежащие полки.

Рис. 2.25. Схема классификатора с пересыпными полками

Восходящий поток воздуха, проходя через перфорированные полки и слой материала, уносит с собой мелкие частицы (пыль), а оставшиеся крупные частицы скатываются вниз аппарата. Таким образом происходит разделение исходного материала на крупные и мелкие фракции. Производительность данного классификатора зависит от размера аппарата и расхода воздуха, величина которого ограничена скоростью уноса частиц.

Достоинства:	Недостатки:
высокая эффективность благодаря многократной противоточной сепарации.	ограниченная производительность.

3. Смешивание

3.1. Аппараты для смешивания сыпучих и пастообразных материалов (смесители)

Смешивание широко используется в химических производствах для получения однородных смесей из сыпучих компонентов, введения в перерабатываемый материал различных добавок, а также глубокого перемешивания пастообразных материалов. В процессе смешивания наиболее неудобными для получения однородной смеси являются сыпучие материалы. Это объясняется тем, что процессу смешивания препятствует обратный процесс: сегрегация (расслоение) сыпучих материалов, вызванная отличием плотности, размеров частиц, их формы и коэффициента внутреннего трения. Например, если сыпать однородную смесь, состоящую из частиц двух компонентов с резким отличием их свойств (карбамид и хлорид калия), то будет наблюдаться сегрегация (рис. 3.1).

Рис. 3.1. Сегрегация сыпучих материалов

Частицы шаровой формы, обладая меньшим коэффициентом внутреннего трения, скатываются вниз, а остроугольные частицы будут накапливаться ближе к его вершине.

Сегрегация материала наблюдается также внутри смесителей. Количественно качество смешивания может оцениваться несколькими критериями. Наиболее часто используется коэффициент неоднородности смеси ():

, (3.1)

где – среднее арифметическое значение концентрации ключевого компонента в смеси, %;

– истинная концентрация ключевого компонента в отдельных пробах смеси, %;

n – число проанализированных проб.

Величина К_с в процессе смешивания уменьшается, но до определенного предела, который зависит как от свойств смешиваемых компонентов, так и от конструкции смесителя (рис. 3.2).

Рис. 3.2. Изменение коэффициента неоднородности смеси для разных устройств