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：將干燥無油的壓縮空氣或過熱蒸汽通過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t／a，到現(xiàn)在的單線2萬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?，進(jìn)入尾氣余熱回收裝置進(jìn)行余熱利用。

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