[发明专利]一种颗粒分级装置及其方法

说明书

技术领域

本发明属于粉体加工利用技术领域，涉及混合粒径/密度固体颗粒分级/分离操作。

背景技术

固体颗粒分级技术在许多工业过程中得到广泛的应用，例如选矿中矿石与沙土，选煤中精煤与煤矸石，煤气化中的煤灰熔聚分离，制药行业颗粒筛选以及农业物料的分级与分离等。颗粒分级的主要评价指标包括分级效率、分级精度和切割粒径等；分级方式大体上可分为筛分和气流分级两种，对于粘性、高温、小粒径颗粒分级等场合气流分级有独特的优势；气流分级根据不同粒径/密度的颗粒在流体中受到曳力、离心力、重力、惯性效应等作用而产生不同的运动轨迹，从而实现不同粒径/密度颗粒分级；气流分级按分级机中是否有运动部件可分为静态分级和动态分级；动态分级机主要指各种涡轮式分级机，其分级精度高，切割粒径调节方便，但设备构造复杂，能耗较高；传统静态分级主要包括惯性分级、旋风分级、重力分级等技术及其组合，这类分级机构造简单，运行成本低，操作及维修方便，但分级精度较低且切割粒径调节不方便。CN201320499Y公开了一种旋风分离器粒度分离装置，其上部呈筒状下部呈倒锥形，利用不同粒径固体颗粒在离心力作用下作旋转运动时细物料更易运动到筒体中心部位，通过独特设计的内外腔结构实现粗细物料分级，该装置仅在传统的旋风分离器基础上引入内外腔结构，构造简单，但分级效率与进气量密切相关，且切割粒径调节不便。CN2625062Y公开了一种风力涡流分级机，主要由蜗壳机体及分别设于机体两侧的分级机所组成，利用气流中粉体物质粒径密度等物理差异将粗重颗粒沿涡流切向甩出收集，细小轻质的粉尘从涡流中心依靠风机的抽力排出蜗壳，沿分级机上的出风道排出，在蜗壳机体上设有活动导流装置调节粗细颗粒切割粒径，该风力涡流分级机结构复杂，可调节的导流装置的设置也带来蜗壳壳体密封的问题。

发明内容

本发明针对上述问题，提供一种旋风-沉降颗粒分级装置及其方法。

本发明的技术方案：

一种颗粒分级装置，包括旋风分离器2、沉降分级器6、粗/重颗粒组收集器4和细/轻颗粒组捕集器5；

所述的旋风分离器2筒体顶部中央连接尾风出气管1的入口端，入口端不伸入旋风分离器2内部，尾风出气管1的出口端与细/轻颗粒组捕集器5相连；所述的旋风分离器2筒体的中下部设有一次风进气管3；所述的旋风分离器2筒体底部为锥体结构，与沉降分级器6顶部相连；所述的沉降分级器6底部连接粗/重颗粒组收集器4，沉降分级器6下部或粗/重颗粒组收集器4上设有二次风进气管7。

所述的沉降分级器6高径比为5-100:1。

所述的细/轻颗粒组捕集器5为旋风分离器、惯性分离器或重力分离器。

所述的旋风分离器2筒体与尾风出气管1间设有锥体。

一种颗粒分级方法，步骤如下：

一次风携带混合粒径/密度固体颗粒经一次风进气管3进入旋风分离器2后旋转向上运动，混合粒径/密度固体颗粒在离心力作用下逐渐移向旋风分离器2器壁，其中的粗/重颗粒和一部分细/轻颗粒在与旋风分离器2器壁碰撞摩擦后沉积，沉积的粗/重颗粒和细/轻颗粒在重力作用下进入沉降分级器6；粗/重颗粒和细/轻颗粒经二次风进气管7通入的上升二次风作用后，粗/重颗粒穿过沉降分级器6并进入粗/重颗粒组收集器4，细/轻颗粒由二次风夹带返回旋风分离器2；二次风并入旋风分离器2中上升的一次风气旋携带细/轻颗粒经旋风分离器2顶部尾风出气管1进入细/轻颗粒组捕集器5。

所述的混合粒径/密度固体颗粒的粒径为0.01-2mm。

在沉降分级器2中上升二次风气速为0.01-10m/s。

本发明实现气流携带混合粒径/密度固体颗粒分离/分级的原理是：