機械式遠心空気分級機

2010年11月1日 | ジョセフ・ムスコリーノ著、スターテバント社

空気分級機システムとそのアプリケーションについての理解が深まると、適切なデバイスの選択に役立ちます。

機械式遠心空気分級機は、骨材、セラミック、化学薬品、食品、鉱物、金属、プラスチック、フライアッシュ、その他の材料の処理に広く使用されています。 通常、分離する必要がある粒子サイズが細かすぎてふるいにかけられない場合に使用されます。 風力分級製品は、微粉や塵がほとんど含まれない粒状の粗排出物、または粗大物質が非常に少ない微粉排出物のいずれかになります。

エア分級機は、スクリーンに伴う目詰まりや破損の問題を解消します。 これらは、遠心力、抗力、衝突、重力の物理原理のバランスをとることによって機能し、サイズと密度に従って粒子を分類する高精度の方法を生成します。 100 メッシュ以下の乾燥材料の場合、空気分級は、供給ストリームから製品を分離したり、粉塵を除去したり、粉砕装置と組み合わせて使用​​することで生産性を向上させるための最も効果的かつ効率的な手段となります。

風力分級機は乾式処理のみに使用できます。 微粉末を効果的に除去するには、飼料の表面水分が非常に低くなければなりません。

機械式遠心空気分級機は精度の達人です。 分離曲線またはカットポイントがスクリーンに対して細かすぎる場合（200 ～ 400 メッシュ以上）、容量がスクリーンに対して大きすぎる場合（最大 800 トン/h）、およびさまざまな条件を満たすために簡単な調整が必要な場合に、これらは良い選択肢です。製品仕様。

分級機の最も重要な利点の 1 つは、乾式プロセスであることです。 骨材の粉塵を除去する場合、乾式処理により水や沈殿池が不要になり、お金と土地を節約し、環境に利益をもたらします。

空気分級機は粉砕機のような激しい作業には対応せず、はるかに低速で動作するため、機器は摩耗しにくいです。 保護ライナーを追加すると、エア分級機を使用して、シリカ、フライアッシュ、セラミックなどの研磨粉も経済的に処理できます。

空気分級機は、80 メッシュ (180 μm) の粗い粉末と 2 ～ 3 μm の細かい粉末を分離する能力があります。 空気分級製品の細かさは、リジェクターブレードの量、リジェクターブレードの動作速度、空気流の速度、材料の供給速度の正確なバランスによって制御されます。 空気分級機は粉砕機の速度で動作せず、原料のほとんどが回転部品と接触しないため、壊れやすい粉末であっても、粒子が破壊されたり劣化したりすることはほとんどありません。

空気分級機は、供給物が微粉排出と粗粉排出に分割される開回路で単一の分級装置として使用できます。 この装置はミルを備えた閉回路でも使用できます。 この場合、空気分級機を使用すると、粉砕機がサイジング装置として機能する必要がなくなるため、粉砕機の能力が最大化され、粉砕機のエネルギー消費が削減されます (図 1)。

図 1. 機械式遠心空気分級機は分級装置として機能し、フィードが粗排出物と微粉に分割されます。

機械式遠心空気分級機は、次のような多くの用途に役立ちます。

• 石灰岩、花崗岩、トラップロック、砂岩、玄武岩、輝緑岩、斑れい岩、砂、砂利など、さまざまな種類の骨材石に含まれる望ましくない微粒子の除塵

• 鉄、金、リン酸塩、イルメナイト鉱石など、さまざまな種類の鉱物から貴金属を抽出するための水浮選システムにかかる微粉負荷を軽減します。

• 粉砕された石灰石、シリカ、長石、耐火スラグ、溶融ガラス、カイヤナイト、ジルコニア、アルミナ、炭酸リチウム、酸化銅などの粉末度の向上

• フライアッシュ、石炭、カオリン、消石灰、珪藻土、雲母に含まれる望ましくない汚染物質の除去

• 小麦粉、ひよこ豆粉、家禽粉動物飼料などのタンパク質含有量を増やす

密度は空気分級機の分離に一定の役割を果たしますが、内部の気流は主にフィード中の粒子の全体の質量と重量の影響を受けます。 軽くて小さい粒子は空気流によって除去されますが、重くて大きい粒子は空気流に取り込まれません。 低密度の材料の粒子サイズも細かい場合、空気分級機は非常に効果的です。 ただし、密度が低い大きな粒子は、密度が高い小さな粒子と同様の質量および重量を持つ可能性があります。 これにより、空気分級機の密度分離の効率が低下する可能性があります。

湿気の影響は、固有の水分ではなく、表面の水分によって制限されます。 空気中で自然乾燥した後、鉱石、鉱物、石砂の粒子の中に固有の水分が自然に存在します。 固有の水分は、空気分級機が粗大粒子から微粉末や微細粉塵を除去する能力を妨げません。 たとえば、粉砕石炭は 10% もの高い固有水分で空気分級に成功しています。

一方、表面水分は鉱石、鉱物、石砂の表面に見られ、降雨や、粉塵抑制中の骨材工場や採石場での散水によって発生します。 微粒子が大きな粒子に付着し、空気流がそれらを除去するのに十分ではないため、表面の湿気は空気分級機の性能に悪影響を及ぼします。 表面の水分が非常に高い場合、水も遠心分離され、機器の詰まりの原因となります。

骨材工場や採石場における空気分級機の性能は、石砂の表面水分によって制限されます。 岩石が乾燥しているほど (1 ～ 2%)、より多くの塵を除去できるため、多くの場合、水洗浄システムを空気分級機で完全に置き換えることができます。 石砂の表面水分が多くなると (2.5 ～ 3.0%)、微粒子が岩に付着し、効果を発揮するには通常よりも多くの空気流を備えた大型の空気分級機が必要になります。 表面水分が非常に高い場合 (3.5 ～ 4.0% 以上)、水が遠心分離されて装置が詰まります。

空気分級機は空気圧で供給でき、場合によっては空気圧搬送ラインに組み込むこともできます。 ただし、空気圧供給プロセスでは、粒子は重力で供給される粒子よりもはるかに速い速度で空気分級機に入ります。 これらの粒子が高速で分級器のリジェクタブレードに近づくと、通過する可能性が高くなります。そのため、これらの過大な粒子を阻止するには、より高いリジェクタ速度が必要になります。 リジェクタ速度が高くなると、摩耗が増加し、微粉除去効率が低下する可能性があります。

機械式遠心空気分級機には、内部ファン モデルと外部ファン モデルの 2 つのカテゴリがあります。

内部ファン空気分級機は空気をリサイクルするため、分離された微粉を収集するためにエアロック、サイクロン、バッグハウスを必要としません。 この設計には、飼料分配プレート、粒度選択ブレード、循環ファンという 3 つの回転要素を制御する 1 つのシャフトがあります (図 2)。

飼料分配プレートは飼料粒子に遠心力を加え、それらを分級ゾーンに移動させます。 粗大粒子は内側のコーンに落ち、粗大排出口から出ます。 循環ファンは上向きの空気のドラフトを生成し、より細かい粒子をフィードから運び、セレクターブレードを通過させます。 適切なサイズの微粒子は、空気に巻き込まれたまま内部ファンを通過します。 固定羽根が空気を分級機に再循環させ、適切なサイズの微粒子が気流から落下し、微粒子コーンを滑り落ちてそ​​こから排出されます。

外部ファン空気分級機 (図 3) では、分離された微粉を収集するためにサイクロンまたはバッグハウスが必要です。 この設計では、超微細かつ超効率的な用途向けに、複数の狭い間隔で配置されたリジェクター ブレードを備えた可変速ローターを使用します。 飼料分配プレートは飼料粒子に遠心力を加え、それらを分級ゾーンに移動させます。 粗大粒子は内側のコーンに落ち、粗大排出点から排出されます。 外部ファンは空気のドラフトを生成し、フィードからローターを通して細かい粒子を運びます。 空気中に取り込まれた適切なサイズの微粒子はローターを通過し、空気分級機から出ます。 分級された粒子を気流から回収するには、サイクロンまたはバグハウスが必要です。

機械式遠心空気分級機で粒子サイズを制御する最も一般的な方法は、リジェクター速度、リジェクター要素のケージ開口サイズ、空気流速度、および空気に対する供給速度の比率です。

リジェクターの速度は、空気混入粒子が空気分級機から出ようとする際の衝撃または衝突力を制御します。 速度が速いほど、最も細かい粒子のみが除去器を通過して収集されます。 これにより、より大きな粒子の除去が増加します (図 4)。

ファンによって生成される気流速度は、粒子が分級ゾーンに入るときにかかる抗力を制御します。 気流が高いと、より大きな粒子をフィードから除去できますが、気流が低いと、最も細かい粒子のみが除去器ケージを通過して収集されます。

リジェクタ要素/ケージ開口制御は、空気混入粒子が空気分級機から出ようとするときに、空気混入粒子に衝突力を与えます。 除去器要素 (ブレードまたはロッド) の量が増えると、ケージの開口部が小さくなり、最も細かい粒子のみが除去器を通過して収集できるようになります。 これにより、より大きな粒子の除去が増加します。

供給速度と空気の比により、空気流中の粒子の同伴が制御されます。 より高い送り速度により、最も細かい粒子のみが除去器ケージを通過して収集されます。 これにより、より大きな粒子の除去が増加します。

機械式遠心空気分級機の性能は、カットポイント、公差、歩留まり、効率を分析することで評価できます。

カットポイントは、単に分級を目的とした望ましい粒子サイズです。 この値は、ミリメートルメッシュまたはミクロンサイズで測定できます。 許容差は、最終製品に許容される過大または過大な粒子の割合です。 歩留まりは、単位送り速度あたりの生産率のパーセンテージです。 効率は、供給物中で利用可能な総量から生成物として回収される所望の粒径画分のパーセンテージである。

スコット・ジェンキンス編集

著者

Joseph Muscolino は、Sturtevant Inc. (348 Circuit St., Hanover, MA 02339; 電話: 800-992-0209; 電子メール: [email protected]; Web: www.sturtevantinc.com) の空気分級機の製品マネージャーです。 Muscolino は空気分級機とミルに関して 26 年の業界経験を持っています。 彼は National Stone, Sand and Gravel Assn. を含むさまざまな専門団体の会員であり、いくつかの技術記事や事例の著者でもあります。 彼は 1981 年にノースイースタン大学で機械工学の学士号を取得しました。