流化床气流磨工艺

流化床气流磨

一、流化床气流磨原理简介

流化床气流磨是压缩空气经拉瓦尔喷咀加速成超音速气流后射入粉碎区使物料呈流态化（气流膨胀呈流态化床悬浮沸腾而互相碰撞），因此每一个颗粒具有相同的运动状态。在粉碎区，被加速的颗粒在各喷咀交汇点相互对撞粉碎。粉碎后的物料被上升气流输送至分级区，由水平布置的分级轮筛选出达到粒度要求的细粉，未达到粒度要求的粗粉返回粉碎区继续粉碎。合格细粉随气流进入高效旋风分离器得到收集，含尘气体经收尘器过滤净化后排入大气。流化床气流磨用于各种硬度工业废弃物微粉化的研究与产品开发。

二、工艺流程介绍

流化床气流磨对压缩空气的要求在0.7－0.8MPa之间，需要保持压力稳定，即使有波动，但是频率不宜过高，否则将会影响产品的质量。其次，对气体质量，要求洁净、干燥，应对压缩空气进行净化处理，把气体中的水份、油雾、尘埃清除，使被粉碎的矿产物料不受污染，特别对要求纯度较高的物料的粉碎要求更高，因此当需要一级、二级过滤器以及冷冻式干燥机对空气进行净化处理。

用提升机把原料提升原料仓内，然后通过输料阀把原料送入气流粉碎机的粉碎室。原料输送机输送原料的速度采用自动控制保持粉碎室的原料和空气混合的浓度相对稳定，我们采用这样的方法可以达到粉碎时超细粉产量最佳。粉碎室内对称安装有两对喷嘴，压缩空气通过喷嘴时形成超音速气流带起原料进行加速，在空间相互碰撞，把原料粉碎成超细粉，粉碎效果和喷嘴内径形状、距离，对称性以及原料和空气的混合浓度有关。喷嘴内径形状决定其形成音速的最佳速度、距离以及决定原料加速路程。

分级是通过高速旋转的分级轮进行，分级轮像一个圆“铁桶”底部的中心固定在直连电机的主轴上，由电机驱动高速旋转，开口处和微粉收集系统的管道入口相对，且保持一定间隙也不能过大，否则未经分选的粗粉从间隙进入微粉收集系统的管道，影响产品质量，为防止此类事件发生，在间隙处进行气封处理。分级轮的用边安装有叶片，叶片间的缝隙为分选微粉的通道。被粉碎的微粉随气流飘起，超细粉由于粒径小便于通过叶片间的缝隙进入微粉收尘器，较大的颗粒，在

分级轮的离心力作用下，飞溅到外壁后降落，进行再次粉碎。调整分级轮的转速，可以得到不同粒径的产品。

对于粉碎室内，原料和空气的混合浓度的控制，可以用电容式物料密度控制开关或传感器控制。当物料和空气混合浓度增加时，随气流飘起的粉尘密度增加，撞击分级轮的粉尘增加，使驱动电机的电流增加，反之驱动电机的电流减小，利用电机电流的大小，控制输送原料的多少，可使物料和空气的混合浓度调到最佳，当驱动电流增加立即停止输料，以达到出粉和输料保持动态平衡，保证产品质量的稳定。

微粉收集系统由旋风分离器和粉尘收集组成，超细粉通过密封管道进入旋风分离器，气流在旋风分离器内旋转，把超细粉甩出降落，由排料系统排出包装即是成品。旋风分离器可以用一级或两级，从旋风分离器飘出的气流，还有部分粉尘进入粉尘收集器，通过布袋上的粉尘，其尾气在引风机的作用下抽出，粉尘含量非常少，为防止这些粉尘排入大气中污染环境，可以增加一套粉尘过滤器，回收粉尘，尾气最后排入大气中。

整个生产过程由控制柜自动控制进行，控制柜供给整个生产用电机（不包括气源用电），还可以控制参数调整，自动启停，自动保护，故障报警及自动停机。保障设备安全运行和产品质量的稳定。图1所示为其工艺流程图。

压力表

压力表

温度表气流磨

压力表

原料仓

收尘器

调节阀

包装袋

包装袋

气罐

储气罐

冷冻式干燥机

一级过滤器

二级过滤器

空气压

缩机

旋风分离器

原料

调速电机

图1 流化床气流磨工艺流程图

三、主要设备

由上面的工艺流程介绍，我们可以发现，一台完整的流化床气流磨系统由表1所列出的部件所组成。

表1 流化床气流磨主要设备构成

序号部件名称规格、型号、材质数量备注

1 喂料系统\ 1

变频喂料，下料机速度受机内料量

和分级轮电流控制。

2 磨主机\ 1 分级轮电机与分级轮直联。

3 旋风分离器\ 1 特殊装置能更好地使含尘气体作旋转运动，借助于颗粒的离心力使其

从气体分离。

4 布袋式除尘器\ 1

脉冲电磁阀清灰，粉尘排放符合国

家环保排放标准。

5 高压引风机\ 1 带风量调节阀门，输出管道等。

6

控制系统与软

件\ 1

变频器、PLC、接触器、空开以及

热继电器等。

7 其他\ 配套\

四、控制要求

4.1需要控制的参量

①氮气浓度

此系统内含一套高精度氧含量检测装置和自动补氮装置，其功能是在线实时控制。将系统内的氧气含量检测出来，然后根据检测的结果来决定是否需要进行补氮。如果系统中氧含量超标，则系统自动地启动补氮阀，高纯氮自动向系统补充。当系统达到所需的氮气纯度时，补氮阀自动关闭。在系统粉碎易燃物料时，该设备配套防火装置。系统氧含量超标且不能及时补充纯氮时，系统会自动切断闭环系统的通路，以防止系统中火源进入过滤器和压机。

②分级机的转速

在分级轮的离心力作用下，飞溅到外壁后降落，进行再次粉碎。调整分级轮的转速，可以得到不同粒径的产品。

③气流磨喷嘴加速距离

喷嘴出口到碰撞面的距离越短，颗粒的碰撞速度越高，从而粉碎产生的颗粒越细。

④给料量

磨机内颗粒浓度是影响颗粒碰撞几率和颗粒所携平均动能的重要因素之一。在气流磨中给料量的大小与其中的颗粒浓度极为相关。当给料量大时，颗粒相互碰撞的几率较大，同时颗粒所携平均动能也较低。在给料量较低的情况下，气流粉碎过程受颗粒所携平均动能的影响比颗粒碰撞几率的影响更大，粉碎产生的细颗粒也越多。

⑤气流磨的工作压力

气流磨的工作压力是影响喷射气流速度的重要因素，往往工作压力越大，喷射气流速度越高。在气流平稳、颗粒随流性较好的情况下，喷射气流的速度越高，往往被加速的颗粒其碰撞速度越高，因而粉碎程度越大，产品粒度越小，然而，当工作压力过高时，喷射气流速度随工作压力提高而增加缓慢，颗粒的粒径下降已不明显，而能耗急剧增大，因此一

般采取的压力不宜过高；喷嘴入口压力与出口压力必须满足一定的条件才能使出口气流速度达到设计的值（音速或一定马赫数）当提高入口压力无法获得相应的高产量和足够的细度时，必须考虑能耗、成本及磨机的效率等问题。

⑥速度影响

相应的气流粉碎工作时,其高速的气流能够带动物料,通过高速的转动将动能转化为对物料颗粒的粉碎能力,不过喷嘴的气流速度下降比较快,如果物料的粒度越小,那么其被加速达到的速度就会越大,其最大速度需要的加速距离也就越短;如果粒度越大,其需要的被加速达最大速度也就越小,则其加速的距离也相对越长。所以，对于流化床气流磨的喷嘴的速度调整的合适与否。直接影响着物料的最终粉碎效果。其喷嘴的加速距离和颗粒的密度,进料的粒度,物料的气固浓度以及产品的力度存在着较为紧密的关系。

⑦原料和空气混合的浓度

当物料和空气混合浓度增加时，随气流飘起的粉尘密度增加，撞击分级轮的粉尘增加。