粉體工程
正文
各種與粉粒狀物料有關的操作的技術。這些技術廣泛套用在化工、冶金、採礦、能源、貯運、環境保護等部門。實際上,粉碎、摻和等粉體操作已有數千年歷史,但一直沿用經驗的方法來處理工程設計。1948年美國人J.M.戴拉凡爾所著的《塵粒學》,促進了對粉體性質的基礎研究。1956年日本成立了粉體工程研究會。1960年英國人H.E.羅斯開設了粉體技術的課程。近幾十年來,為滿足實際生產的需要,粉體工程已取得很大的發展。
粉體工程所涉及的化工單元操作過程主要有:
① 改變粒徑 為滿足工藝過程的各種要求,經常需要改變固體物料的顆粒尺寸。減小物料顆粒的操作,總稱粉碎。至於將細粉製成顆粒這種增大物料粒徑的操作,通常稱為造粒。
② 顆粒分級 將固體粉粒按粒徑大小予以分離。對於較粗顆粒,可用各種工業篩進行分級,稱為篩分。對於細小粉粒需用流體動力方法進行分級。其中利用水流的稱為水力分級,利用氣流的稱為氣流分級。
③ 粉粒選分 利用各組分間在密度、磁性、表面性質等方面的差異,對混合粉粒加以分離的過程。
④ 粉粒混合 又稱摻和。將幾種粉粒,按規定的配比,製成均勻的混合物。
⑤ 粉粒的移動 有兩種方式:一是在自然堆積狀態下的移動,如散粒物料的機械輸送;另一是採用流態化技術。後者不僅用於粉狀物料的輸送(氣力輸送和水力輸送),而且已在各種涉及流固系統的生產過程中廣泛套用。
上述各類過程都與粉體顆粒的性質和運動規律有關。粉體顆粒很小,具有不同於一般固體的特性。加強對粉體顆粒的基礎研究,掌握粉體的特性和運動規律,是解決各種粉體操作過程的關鍵(見彩圖)。