氣流粉碎原理

氣流粉碎機(jī)亦稱氣流磨、噴射磨或流能磨，它是利用高速氣流或過(guò)熱蒸汽的能量使顆粒相互產(chǎn)生沖擊、碰撞、摩擦而實(shí)現(xiàn)超細(xì)粉碎或解聚的設(shè)備。氣流粉碎的一般原理：將干燥無(wú)油的壓縮空氣或過(guò)熱蒸汽通過(guò)拉瓦爾噴管加速成超音速氣流，噴出的高速射流帶動(dòng)物料做高速運(yùn)動(dòng)，使顆粒相瓦碰撞、摩擦而被粉碎。被粉碎的物料隨氣流到達(dá)分級(jí)區(qū)，達(dá)到細(xì)度要求的物料最終由捕集器收集，沒(méi)有達(dá)到要求的物料再返凹粉碎室繼續(xù)粉碎，直至達(dá)到所需細(xì)度并被捕集為止。

氣流磨粉碎產(chǎn)品除粒度細(xì)之外，還具有粒度分布窄、顆粒形狀規(guī)整、純度高、活性大、分散性好等特點(diǎn)。

1．2氣流粉碎機(jī)分類

目前工業(yè)上應(yīng)用的氣流粉碎機(jī)主要有以下幾種類型：

(1)扁平式(亦稱水平圓盤式)氣流粉碎機(jī)；

(2)循環(huán)管式氣流粉碎機(jī)；

(3)對(duì)噴式(亦稱對(duì)撞式)氣流粉碎機(jī)；

(4)靶式氣流粉碎機(jī)；

(5)流化態(tài)對(duì)噴式氣流粉碎機(jī)。

以上幾種類型的氣流粉碎機(jī)工作原理在以前的文章中已做過(guò)詳細(xì)介紹，在此不再贅述。

2氣流粉碎在鈦白粉生產(chǎn)中的應(yīng)用

2．1鈦白粉對(duì)粉碎的要求

作為顏料使用的鈦白粉，具有優(yōu)異的光學(xué)性能和穩(wěn)定的化學(xué)性能。因此，鈦白粉對(duì)粒度及粒度分布，純度要求非常高。一般鈦白粉的制取粒徑是按可見(jiàn)光的波長(zhǎng)段為標(biāo)準(zhǔn)的，即在0．15m～0．35m。并且作為白色基礎(chǔ)顏料，對(duì)雜質(zhì)特別是鐵類雜質(zhì)的增加非常敏感，要求粉碎時(shí)增加量小于5 ppm。除此之外，還要求鈦白粉在不同的涂料體系中具有良好的分散性。因此，一般的機(jī)械式粉碎設(shè)備難以達(dá)到要求，所以鈦白粉的最終粉碎(成品粉碎)，目前國(guó)內(nèi)外均選用氣流粉碎機(jī)。

2．2鈦白粉生產(chǎn)對(duì)氣流粉碎機(jī)的選擇

20世紀(jì)鈦白粉工業(yè)的重要進(jìn)展之一，就是選用氣流粉碎機(jī)作為成品的最終粉碎。根據(jù)鈦白粉的粉碎要求：粒度分布窄、夾雜增加少、分散性好等，及鈦白粉物料特性：粘度高、流動(dòng)性差、粒度細(xì)容易附壁等，目前國(guó)內(nèi)外鈦白生產(chǎn)廠家均選用具有自分級(jí)功能的扁平式(亦稱水平圓盤式)氣流粉碎機(jī)作為鈦白粉的最終粉碎設(shè)備；并且使用過(guò)熱蒸汽為粉碎工質(zhì)。因蒸汽易得、便宜，蒸汽工質(zhì)的壓強(qiáng)比壓縮空氣高得多且也易提高，因而蒸汽氣流動(dòng)能比壓空大。同時(shí)過(guò)熱蒸汽的潔凈度比壓空高，粘度低、不帶靜電，而且粉碎的同時(shí)，可以消除物料因碰撞、摩擦而產(chǎn)生的靜電，減少粉后物料的二次內(nèi)聚現(xiàn)象。并且，在高溫狀況下粉碎，可提高鈦白粉的應(yīng)用分散性，增加鈦白粉的流動(dòng)性。能耗低，僅為壓空的1／3～2／3。另外，使用扁平式氣流磨，在粉碎的同時(shí)，可加入有機(jī)助劑，對(duì)鈦白粉進(jìn)行表面有機(jī)改性，以增加鈦白粉在不同應(yīng)用體系中的分散性。

3 氣流粉碎在我國(guó)鈦白粉生產(chǎn)中的應(yīng)用及發(fā)展

3．1氣流粉碎的應(yīng)用

我國(guó)鈦白工業(yè)在20世紀(jì)80年代末之前，發(fā)展較為緩慢，生產(chǎn)企業(yè)多為1萬(wàn)t／a以下的小型生產(chǎn)廠家，并且產(chǎn)品多為低檔的銳鈦型鈦白粉，僅有為數(shù)很少的生產(chǎn)金紅石型的小型企業(yè)。從20世紀(jì)90年代初，國(guó)內(nèi)三家企業(yè)從國(guó)外引進(jìn)了三條年產(chǎn)1．5萬(wàn)t的金紅石型鈦白粉生產(chǎn)線，白此，大規(guī)格的扁平式氣粉機(jī)才進(jìn)入中國(guó)，并隨著國(guó)內(nèi)鈦白行業(yè)的發(fā)展，得到了推廣使用。但氣粉機(jī)作為一種特殊的粉碎設(shè)備，因其具有的高技術(shù)含量，國(guó)外的技術(shù)壟斷很嚴(yán)。故而，在1997年之前，劇內(nèi)鈦白生產(chǎn)企業(yè)所用的大規(guī)格氣粉機(jī)均是從國(guó)外整機(jī)進(jìn)口，價(jià)格非常昂貴，從一定程度上制約了國(guó)內(nèi)鈦白的發(fā)展。從1997年起，國(guó)內(nèi)的一些企業(yè)開(kāi)始研制大規(guī)格氣粉機(jī)，并于1998年投入鈦白生產(chǎn)線，取得了較好的使用效果。隨著研究的不斷深入，對(duì)氣粉機(jī)的不斷改進(jìn)，到2000年，國(guó)產(chǎn)大規(guī)格氣粉機(jī)已能達(dá)到鈦白粉的生產(chǎn)要求，可完全替代進(jìn)口設(shè)備，為國(guó)內(nèi)鈦白行業(yè)的發(fā)展也起到了一定的推動(dòng)作用。

3．2氣流粉碎的發(fā)展

隨著鈦白工業(yè)的急速發(fā)展，對(duì)設(shè)備的要求也越來(lái)越高。在滿足工藝條件、質(zhì)量要求的前提下，設(shè)備的大型化及系統(tǒng)化顯得尤為重要，氣流粉碎亦伴隨著鈦白的發(fā)展在不斷的提高。氣粉機(jī)產(chǎn)能也從最初的1．2t／h～1．5 t／h，到現(xiàn)在2．5 t／h～3．5 t／h，氣粉系統(tǒng)的生產(chǎn)能力也從單線1萬(wàn)t／a，到現(xiàn)在的單線2萬(wàn)t／a，收集方式也從較為落后的濕法收集改為先進(jìn)的干法收集，極大地提高了一次收得率，減少了浪費(fèi)。隨著節(jié)能減排，降低成本的要求起來(lái)越高，氣粉系統(tǒng)的配置也越趨合理，對(duì)尾氣的余熱也可進(jìn)行充分的利用，下面就目前較為先進(jìn)的氣粉系統(tǒng)作一介紹。

4 氣粉系統(tǒng)

(1)以前氣粉的收集方式主要為濕法收集，即從氣粉機(jī)出來(lái)的物料，先進(jìn)入旋風(fēng)器進(jìn)行汽固分離，分離出的物料經(jīng)旋風(fēng)下部的星形卸料器卸出進(jìn)行冷卻包裝，未分離的物料隨氣流進(jìn)入噴淋塔進(jìn)行噴淋冷卻、收集，經(jīng)噴淋塔收集的物料為漿狀，須經(jīng)沉降、壓濾、干燥后再返回氣粉機(jī)。該工藝一次收得率很低，最高達(dá)90％，能耗大，尾氣余熱無(wú)法利用，現(xiàn)已基本淘汰。

(2)目前氣粉的收集方式主要為干法收集，即從氣粉機(jī)出來(lái)的物料，先進(jìn)入高溫袋濾器進(jìn)行汽固分離，現(xiàn)在的表面覆膜耐高溫濾料，分離率可達(dá)99．5％以上，分離出的物料，經(jīng)高溫袋濾器下部星形卸料器卸出，進(jìn)行冷卻包裝，分離出的高溫尾氣從高溫袋濾器上部?jī)魵馐遗懦觯M(jìn)入尾氣余熱回收裝置進(jìn)行余熱利用。

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