粉體輸送中的分離和分層

如果材料在顆粒大小、密度、形狀和彈性方面存在差異，那么它們在處理系統中可能會發生分離。關于顆粒分離，最迫切的需要是負責設計固體處理裝置的工程師應該了解分離的原因，應該意識到在一個過程中最可能發生分離的點，這樣在設計裝置時，他們就可以將其影響最小化。

在處理粉體顆粒物料時，有幾個主要的機制被認為是造成大多數分離問題的原因。

在灌裝過程中，細顆粒集中在容器中心，粗顆粒滾向容器外圍，發生篩分偏析，必須滿足以下條件:

(1)單個組分之間顆粒大小的差異。一般來說，顆粒尺寸之比越大，顆粒通過篩分離析的傾向就越大。

(2)足夠大的平均粒子直徑。通過篩分低于500微米的顆粒來分離的趨勢大大降低。這可能是由于作用于更細顆粒之間的引力與它們的重量相比變得突出，這阻礙了顆粒的流動性。

(3)自由流動的物料。為了在不同大小的顆粒之間進行篩分，無論是給定大小的顆粒之間還是不同大小的顆粒之間，都不能結塊。

(4)粒子間應該有運動，換句話說，在較大和較小的粒子之間必須存在速度梯度。

篩分偏析有關的自發分層。較小的粒子集中在中心，較大的粒子進一步流向外圍。同時，混合物自發地分層成大小顆粒交替層。值得注意的是，分層與較大顆粒和較小顆粒之間的休止角的差異有關。只有當大顆粒的休止角大于小顆粒時，才會發生分層。否則，只能得到偏析而不能得到分層。

休止角與分離的相關性。如果材料的休止角不同，即使是不同材料的混合物中均勻大小的顆粒，在加工過程中也會發生明顯的分離。具有較大休止角的材料傾向于集中在中心，而具有較小休止角的材料將在外圍沉降。在這種情況下，分離不再是由篩分機制引起的。空氣夾帶(流化)偏析通常發生在平均粒徑小于100微米的粉末中。當細料通過氣動輸送進入儲存容器時，或當空氣流動與固體流動相反時，很可能發生這種情況。在流化分離過程中，較細較輕的顆粒上升到流化床的頂部，而較大較重的顆粒則集中在底部。