8气流磨.ppt

1 概述 非金属矿超细粉碎的特点粒度和粒度分布纯度粉体颗粒的形状 2 概述 超细粉碎过程的机械化学现象晶体结构的变化机械化学反应物理化学性质的变化 3 acm型机械式冲击粉碎机结构示意图1 粉碎盘 2 齿圈 3 锤头 4 挡风盘 5 机壳6 加料螺旋 7 导向圈 8 分级叶轮 9 机盖 4 超细粉碎设备与工艺 机械冲击式超细粉碎机气流粉碎式超细粉碎机搅拌磨振动磨其它超细粉碎设备 5 气流粉碎式超细粉碎机 气流粉碎机 也称气流磨 喷射磨或能流磨 在高速气流 300 1200m s 或过热蒸汽 300 400 的作用下 通过颗粒之间的撞击 气流对物料的冲击剪切作用 以及物料与其它部件的冲击 摩擦 剪切作用 导致物料粉碎的一种超细粉碎设备 6 气流粉碎式超细粉碎机 扁平式气流粉碎机循环管式气流磨对喷式气流粉碎机流化床对撞式气流粉碎机靶式气流粉碎机 7 扁平式气流粉碎机 扁平式气流粉碎机 也称圆盘式气流磨 是美国fluidenergy公司在1934年研制成功的 扁平式气流粉碎机是工业上应用最早和最广泛的气流粉碎机 国外商品名称micronizer 8 扁平式气流粉碎机 粉碎过程 气流在自身压力下 强行通过喷嘴时 产生高达每秒几百米至上千米的气流速度 气流入口与固定的喷管成一定的角度 使喷射气流产生的旋转涡流既能使粒子得到良好的冲撞 摩擦 剪切 又能在离心力的作用下达到正确的分级 高压气流经气流入口进入与粉碎室相通的气流分配室 9 10 扁平式气流粉碎机 粉碎过程 物料经加料口由喷射式加料器的喷嘴加速 导入粉碎室 在旋转气流带动下发生相互碰撞 摩擦 剪切而粉碎 细粉被气流推到粉碎室中心出口管 在旋风分离器中呈螺旋状运动缓降到贮斗中 废气由废气排出管排出 粗粒在离心作用下被甩到粉碎室周壁作循环粉碎 11 扁平式气流粉碎机 优点 结构简单 操作方便 拆卸 清理 维修容易 并能自动分级 缺点 当被粉碎的物料速度较高时 随气流高速运动与磨腔内壁会产生剧烈的冲击 摩擦 剪切作用 导致粉碎室壁的磨损 并造成粉体的污染 尤其是对于硬度很高的材料 如碳化硅 氧化硅 磨损更严重 12 扁平式气流粉碎机 注意 粉碎室的内壁应选用超硬 高耐磨的材料制造 例如刚玉 氧化锆 超硬合金等 扁平式气流磨不适合于超硬 高纯材料的超细粉碎 13 循环管式气流磨 循环管式气流磨 又称为立式环形喷射式气流磨 也具有内分级作用 循环管式气流磨可分为等圆截面和变截面循环管式气流磨 其中用得最多的是jom系列 也称o型 变截面循环管式气流磨 14 循环管式气流磨 工件原理 物料颗粒高速进行粉碎区后 高压空气带动颗粒沿管道运动 由于管道呈o型 内外圈半径不同 内外层物料运动路径及速度都不同 各层物料颗粒之间产生相对运动 发生摩擦 剪切 碰撞粉碎作用 同时 由于离心力的作用 密集的颗粒流分层 粗粒处在外层 细粒在内层并向内聚集 最后由排料口排出 粗粒则继续粉碎 15 jom型循环管式气流磨工作原理 16 循环管式气流磨 特点 粉碎室内腔截面不是真正的圆截面 循环管各处截面也不等 而分级区和粉碎区的弧形部分也不是圆周的一部分 即曲率半径是变化的 颗粒在粉碎室内能加速运动 离开粉碎室后能减速上升 能加速颗粒在分级室内的运动 加大离心力场 提高粉碎和分级效果 17 循环管式气流磨 优点 主机结构简单 操作方便 粉碎的同时具有自动分级功能 主机设备体积小 生产能力大 产品细度好 可至3 0 2 m 缺点 气流与物料对管内壁的冲刷 磨损太严重 因此不适合硬度较高的材料的细化 粉碎效率是各类气流磨中最低的 能耗最大 18 气流粉碎式超细粉碎机 扁平式和循环管式气流磨有一共同点 即第一次撞击是物料在气流作用下 借助于管壁或板实现的 以后的撞击才可能是颗粒之间的撞击 对管壁的磨损和对产品的污染不可以加工较硬的物料 19 对喷式气流粉碎机 对喷式气流粉碎机 又称逆向喷射磨 是一种物料在超音速气流中自身产生对撞而实现超细粉碎的装置 特点 利用相对运动的气流 颗粒从第一次撞击开始就依靠相互之间的冲撞 减少了对管壁的磨损和对产品的污染 可以加工较硬的物料 20 对喷式气流粉碎机 对喷式气流粉碎机最早出现于德国 我国从20世纪80年代初开始从国外引进该类粉碎机 并自主开发 生产 目前 国内用得较多的是特罗斯特型 trostjetmill 马亚克型 mjp 和qlm型等 21 对喷式气流粉碎机 工作原理 物料由料斗进入 被加料喷嘴喷出的高速气流喷入粉碎室 同时粉碎喷嘴将分级室落下的粗粒喷入粉碎室 物料对撞并被粉碎后 随气流上升至分级室 在分级室 气流形成主旋流 使颗粒发生分级 由于粗粉位于分级室外围 在气流带动下 退回粉碎室进一步粉碎 细粉经中间出口排到机外进行气固分离和产品回收 22 trostjetmill的工作原理 23 对喷式气流粉碎机 优点 生产能力大 避免了颗粒对管壁的磨损以及管壁材料对粉粒的污染 能生产物料硬度较高的超细粉 缺点 结构复杂 体积庞大 能耗高 气固混合流对粉碎室及管道仍有一定磨损 24 流化床对撞式气流粉碎机 流化床对撞式气流粉碎磨 将对喷原理与流化床中膨胀气体喷射流相结合 流化床式气流粉碎机是德国20世纪80年代的新产品 主要生产厂家是德国alpine公司 美国 日本 中国也有公司生产 qld流化床式气流粉碎机 25 工作原理 26 流化床对撞式气流粉碎机 工件原理 物料通过阀门进入料仓 螺旋将物料送入研磨室 空气通过逆喷嘴喷入研磨室使物料呈流态化 被加速的物料在各喷嘴交汇点汇合 在此 颗粒互相冲撞 摩擦 剪切而粉碎 粉碎的物料由上升气流输送至涡轮式超细分级器 细粉产品经出口排出 较粗的颗粒沿机壁返回磨矿室 尾气进入除尘器排出 27 流化床对撞式气流粉碎机 粒子在高速喷射气流交点碰撞 该点位于流化床中心 靠气流对粒子的高速冲击及粒子间的相互碰撞而使粒子粉碎 与腔壁影响不大 磨损大大减弱 流化床内对撞气流交汇点示意图 28 流化床对撞式气流粉碎机 优点 粉碎效率高 能耗低 气流带颗粒呈多角度对撞 作用力大 粉粒的受力复杂 外加的能量被粉粒充分吸收 喷射功损耗少 把流化床原理与平卧式涡轮超细分级器相结合 使细料及时排出 减少了因细粉过粉碎而损失的能量 与圆盘式气流磨相比 平均能耗减少30 50 29 流化床对撞式气流粉碎机 磨损轻 污染少 从第一次撞击 粉粒主要是进行相互之间的冲撞 对室外壁冲撞少 设备体积小 占地面积少 在同等生产能力的前提下 流化床对撞式气流磨比圆盘式气流磨体积减少10 15 占地面积减少15 30 自动化程度高 噪声小 生产能力大 适合于大规模工业化生产 30 流化床对撞式气流粉碎机 缺点 颗粒不断高速冲击分级叶片 在生产超硬粉粒时 分级叶片的磨损仍很严重 应用 高硬物料 高纯物料 难粉碎层状非金属矿 热敏性和密集气孔性物料等 31 靶式气流粉碎机 靶式气流粉碎机 又称单喷式气流粉碎机 是使物料高速冲击各种形状的固定或活动靶板进行粉碎的装置 靶式气流磨是最早出现的气流磨之一 固定靶板一般用坚硬的耐磨材料制造 并可以拆卸和更换 32 靶式气流磨1 加料斗 2 高压气体 3 靶板 4 被粉碎的物料与气流出口 靶式气流粉碎机 33 靶式气流粉碎机 工作原理 粉碎物料在混合管中与高压气流相混合并加速 高速冲击靶板而粉碎 细粉随气流从出口排出 并进入分级器中分级 粗粉返回加料斗重新导入粉碎室继续粉碎 为了更好地混合和加速 混合器大多做成超音速喷管状 34 靶式气流粉碎机 优点 简单 操作方便 粉碎力特别大 粉碎效率高 尤其运用于低熔点 热敏性物料以及高分子聚合物的粉碎 缺点 产品较粗 能耗大 高速运动的物料颗粒和气流对靶板有强烈的冲蚀作用 靶板磨损严重 会造成产品的污染 qbn450型靶式气流粉碎机 35 气流粉碎式超细粉碎机 影响气流粉碎的因素粉料的物性硬度粘性进料粒度粉碎时的工艺参数气体压力及流量的大小加料速度 36 气流粉碎系统 在气流粉碎工艺系统中 包括气流磨 气流产生设备 气流净化和处理设备 加料装置 成品收集设备 废气流夹带物料的捕集回收设备等辅助设备 常温空气气流粉碎系统过热蒸汽气流粉碎系统流化床对喷超细粉碎工艺系统易燃易爆物料的气流超细粉碎系统超声速靶式气流粉碎工艺系统 37 常温空气气流粉碎系统 空气压缩机送出一定温度的压缩空气 经冷却器冷却后 压入贮气罐 再在干燥器中除油 除水 成为纯净的常温压缩空气 然后分为两路 一路进入喷射式加料器 使粉粒加速 另一路进入气流磨 被粉碎后的细粉落入成品输送器输出 废气带走的物料颗粒经旋风分离器预捕集和布袋捕集器捕集后 其中成品也落入成品输送器中 废气则由通风机排空 38 常温空气气流粉碎系统 39 气流粉碎机的评价与选择 气流粉碎机是国内研究生产最多的超细粉碎设备 机型也是所有超细设备中最为齐全的 优点 气流磨为干法生产 省去了烘干工艺 工艺流程相对较简单 具有生产能力大 连续 自动化程度高 产品性能稳定 适用范围广 既可用于莫氏硬度不大于9的高硬度物料的超细粉碎 又可用于热敏 低熔点及生物活性制品的粉碎 40 气流粉碎机的评价与选择 优点 产品粒度分布范围窄 扁平式 对撞式 循环式气流磨 在粉碎过程中由于气流旋转离心力的作用 能使粗 细颗粒自动分级 其它类型的气流磨也可与分级机配合使用 能获得粒度均匀的产品 系统温度低 气流磨通过压缩空气形成高速气流 压缩气体在喷嘴处绝热膨胀会使粉碎机温度下降 所以粉碎过程温度不会太高 可在粉碎的同时 实现物料干燥 表面包覆与改性 41 气流粉碎机的评价与选择 缺点 制造成本高 一次性投资大 能耗高 粉体加工成本大 alpine公司的流化床气流磨afg 以压缩空气为介质时 生产锆英矿d97 5 m 能耗为4500kw t d97 10 m 能耗为1400kw t 难以实现亚微米级粉碎 产品粒度小于10 m时 成本大幅度上升 产量急剧下降 在非金属矿粉碎上的应用受到了限制 42 气流粉碎机的评价与选择 相比较而言 流化床对撞式气流粉碎机比其它几种气流磨具有明显的优势 主要体现在节约能量 加工能力强 磨损小 结构紧凑 体积小 温升少等