了解流化床氣流磨及其優(yōu)點

簡介

氣流粉碎分級設(shè)備自上世紀30年代問世以來，類型不斷更新，結(jié)構(gòu)不斷改進，主要有扁平式氣流磨、循環(huán)式氣流磨、沖擊式氣流磨、對噴式氣流磨、靶式氣流磨和流化床（對噴）式氣流磨等。

流化床式氣流磨是70年代末80年代初德國Alpine公司開發(fā)并投入使用的新機型，具有能耗低、磨損輕、污染小、噪聲低、產(chǎn)品粒度細且分布較均勻等特點，在合成樹脂、酚醛樹脂、PVC、顏料和染料、粉末涂料、成色劑、醫(yī)藥、化妝品、高級陶瓷、磁粉、磨料、金屬粉末、食品、香料、硬脂酸、脂肪、蠟、礦粉以及農(nóng)藥和可濕性粉劑等生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。

基本原理

（流化床式氣流磨的研磨室截面）

一種流化床式氣流磨的研磨室截面如上圖所示，流化床式氣流粉碎機是將單向噴射氣流與逆向?qū)姎饬飨嗷サ樱瑔蜗驀娚涞臍饬魇ㄟ^噴嘴進入粉碎室，在粉碎區(qū)形成對心逆噴射流場，被粉碎的物料在壓差作用下形成流態(tài)化。流態(tài)化是指在流場中使顆粒床層在臨界流態(tài)化速度下膨脹，床層中的固體顆粒具有流體的流動特征。

粉碎區(qū)的被粉碎物料在高速對心逆噴射流場中被加速，在各噴嘴噴出的射流交匯點處產(chǎn)生劇烈的沖擊碰撞、摩擦及剪切，導(dǎo)致物料被粉碎。經(jīng)粉碎后的物料在匯交點周圍形成一股向上的氣流，把物料帶到上部的水平放置的渦輪分選機中自動分級，符合要求的粉末顆粒被分選機選出再由旋風(fēng)收集，而粗顆粒則沿壁滑回研磨腔繼續(xù)研磨，直到被分離為止。因此通過流化床氣流磨粉碎分級處理能獲得分散性好、粒度分布窄的粉體。

主要優(yōu)點

（1）將傳統(tǒng)氣流粉碎機的線、面沖擊粉碎改為空間立體式?jīng)_擊粉碎，并將噴射沖擊產(chǎn)生的高速氣流能充分利用于粉碎室物料的流動中，使粉碎區(qū)產(chǎn)生類似于流化狀態(tài)的氣固粉碎及分級循環(huán)流動效果，提高了沖擊粉碎的效率和能量綜合利用率，與其他傳統(tǒng)方法相比，耗能平均減少了30~40%；

（2）由于沖擊粉碎區(qū)和氣固流動帶置于粉碎室中部空間，避免了粉碎室壁面受到高速氣流帶動的物料的沖擊磨蝕作用，改善了噴射沖擊粉碎中最嚴重的磨損問題，并大大減少了物料被污染的可能性；

（3）釆用高純氮氣或者氬氣等保護性氣體作為工作介質(zhì)，防止氧化，而且閉環(huán)運行氣耗小，降低成本；

（4）完全閉環(huán)運行過程沒有粉塵飛揚，對環(huán)境無任何污染，對人體無害；

（5）氣流磨后，粉體的活性增大。氣流磨粉碎分級處理過程中高速噴氣流所具有的能量，不僅能使顆粒發(fā)生沖擊破碎，而且還會使顆粒內(nèi)部組織特別是表面狀態(tài)，發(fā)生一定程度的變化。氣流能量從顆粒晶格上移走了若干原子或離子，使結(jié)晶組織發(fā)生機械損失。這樣，粉體物料在超微粉碎的同時，顆粒表面能或內(nèi)能增大，顆粒的活性提高。顆粒的活性增大，不僅利于化學(xué)反應(yīng)的進行，而且還有利于顆粒的吸附、包膜等。

（6）產(chǎn)品粒度細，產(chǎn)量大，適合大型生產(chǎn)；顆粒分級精度高，因而產(chǎn)品的粒度分布窄，并且產(chǎn)品的粒度也易于調(diào)節(jié)。

其它

流化床氣流磨具有能耗低、磨損小、分級精度高等諸多優(yōu)點，在目前的超細粉碎設(shè)備中使用范圍非常廣。但由于沒有具體的理論指導(dǎo)，常常依靠工程實踐來進行流化床氣流磨的結(jié)構(gòu)設(shè)計。

人們對噴嘴研究較多，但對流化床氣流磨內(nèi)部的流場的研究還僅限于理論上的分析。人們對流化床氣流磨的粉碎應(yīng)用的較多，但在氣流粉碎工藝過程中常常依賴經(jīng)驗來調(diào)節(jié)工藝參數(shù)，缺乏理論研究的支持和指導(dǎo)。

因此，應(yīng)進一步加深流化床氣流磨氣流粉碎工藝的應(yīng)用基礎(chǔ)研究，加強對流化床氣流磨粉碎機理的理解和認識。隨著流化床氣流磨粉碎技術(shù)的不斷發(fā)展以及其應(yīng)用范圍的拓寬，流化床氣流磨粉碎技術(shù)必將發(fā)揮越來越重要的作用。

參考資料：

肖正強等.流化床氣流磨的發(fā)展及研究現(xiàn)狀.江西省科學(xué)院生物資源研究所

李睿.鎢粉顆粒粒度形貌優(yōu)化及其近終成形.北京科技大學(xué)

彭飛.陶瓷顆粒在流化床式氣流磨中粉碎行為的研究.華南理工大學(xué)

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