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CHAPTER SIX
POVERIZING PROSSESS
AND EQUIPMENTS
6.7 超细粉碎机械
Equipments for Super-fine
Comminution
Rumpf:
FINE PARTICLES
MUST BE FINE!
6.7.1 搅拌磨(Agitating Mill or Stirring
Mill)
• 20世纪60年代开始应用,早期称为砂磨机,主要用
于染料、油漆、涂料行业的料浆分散与混合,逐渐
发展成为一种新型的高效超细粉碎机。
•
•
•
•
迄今为止能量利用率最高的超细粉磨设备。
与普通球磨机在粉磨机理上的不同点:
输入功率直接高速推动研磨介质来磨细物料。
内置搅拌器的高速回转使研磨介质和物料在整个筒
体内不规则翻滚,产生不规则运动,研磨介质和物
料之间产生相互撞击和摩擦的双重作用,使物料被
磨细并均匀分散。
6.7.1.1 搅拌磨的分类及构造
•
•
•
•
•
•
•
(1)分类
按结构形式分:盘式、棒式、环式和螺旋式;
按工作方式分:间歇式、连续式和循环式;
按工作环境分:干式搅拌磨和湿式搅拌磨(湿法居多);
按安放形式分:立式和卧式搅拌磨;
按密闭形式分:敞开式和密闭式。
最初型式:立式敞开型容器,容器内装一缓慢运转的搅拌
器。
• 改进型式:立式或卧式密闭型。
研磨介质
搅拌器
冷却夹套
Cooling
Water
立式敞开型
卧式密闭型
进料口
出料口

图6-117 早期典型的搅拌磨结构示意图
连续式
间歇式
循环式
图6.118 搅拌磨的类型
主要组成部分:
带冷却套的研磨筒、搅拌装置和循环卸料装置等。
冷却套内通入不同温度的冷却介质以控制研磨时的温度。
研磨筒内壁及搅拌装置外壁根据不同用途镶不同材料。
循环卸料装置既可保证研磨过程中物料的循环,又可保证
最终产品及时卸出。
连续式搅拌磨:研磨筒高径比较大,筒体上下装有隔栅,
产品细度通过调节进料流量同时控制物料在研磨筒内的滞留时
间来保证。
循环式搅拌磨由搅拌磨和大容积循环罐组成,循环罐容积
约为磨机容积的10倍。
特点:产量大,产品质量均匀,粒度分布较集中。
搅拌器的结构除叶片式外,还有:
偏心环式—偏心环沿轴向布置成螺旋形,以推动磨介运
动并防止其挤向一端;
销棒式—搅拌轴上的销棒与筒内壁上的销棒相对交错设
置,将筒体分成若干个环区,增大了研磨介质相互冲击和回
弹冲击力,从而提高粉磨效率。
偏心环
式
销棒式
6.7.1.2 工作原理
• 电机通过变速装置带动搅拌器回转,搅拌器叶片端部线速
度约为3~5m/s,高速搅拌时大4~5倍。
• 在搅拌器搅动下,研磨介质与物料作多维循环运动和自转
运动,从而在磨筒内不断上下、左右相互置换位置产生激
烈运动,由研磨介质重力及螺旋回转产生的挤压力对物料
进行摩擦、冲击、剪切作用而粉碎。综合了动量和冲量作
用,能有效地进行超细粉磨,使产品细度达亚微米级。
• 能量绝大部分直接用于搅动研磨介质,能耗明显低于球磨
机和振动磨。
• 多功能:不仅具有研磨作用,还具有搅拌和分散作用
连续粉磨时,研磨介质和粉磨产品要用分离装置分离。
分离装置阻止研磨介质随产品一起排出。
常用的分离装置—圆筒筛,其筛面由两块平行的筛板组
成,工作时,介质不直接打击筛面,因而筛面不易损坏;由
于筛子的运动,筛面不易堵塞。筛孔尺寸为50~100μm。为
防止磨损,筛子的前沿和尾部采用耐磨材料制作。不足:难
以分离粘度较高的料浆。
摩擦间隙分离器:用于处理粘度高达5Pa·S的高粘度料浆。
特点:旋转环固定在搅拌轴上以及反向环连接在底盘上。摩
擦间隙的宽度可根据保持的大小进行调节,最小间隙为
100μm。摩擦间隙的宽度及筛孔尺寸须小于分离介质直径的
1/2。具有自动清洗功能,不会出现阻塞现象。
研磨介质
形状:一般为球形。
大小:平均直径小于6mm,用于超细粉碎时,小于1
mm。直径越大,产品粒径越大,产量越高;反之,介质粒径
小,产品粒度越小,产量越低。介质直径须大于给料粒度的10
倍。研磨介质的粒度分布越均匀越好。
密度:介质密度越大,研磨时间越短。
硬度:莫氏硬度应比被磨物料的硬度大3级以上。
种类:天然砂、玻璃珠、氧化铝、氧化锆、钢球等。
搅拌磨常用研磨介质的密度和直径
表6.11
研磨介质
玻璃(含
铅)
玻璃(不
含铅)
氧化铝
锆砂
氧化
锆
钢球
密度
(g/cm3)
2.5
2.9
3.4
3.8
5.4
7.8
0.3~3.5
0.3~3.5
0.3~
3.5
0.3~
1.5
0.5~
3.5
0.2~
1.5
直径(mm)
研磨介质的装填量:视研磨介质粒径而定,但须保证在分
散器内运动时,介质空隙率不小于40%。通常,粒径大,装填
量也大;反之亦然。
研磨介质的填充系数:
敞开立式搅拌磨:50~60%;
密闭立式和卧式搅拌磨:70~90%(80~85%)。
6.7.1.3 影响搅拌磨粉碎效果的主要因素
• (1)物料特性参数
• 强度、弹性、极限应力、流体(料浆)粘度、颗粒大小和形
状、料浆及物料的温度、研磨介质温度等。
• 物料特性对粉磨效果的影响与球磨机情况大致相同,即韧性、
粘性、纤维类材料较脆性材料难粉碎;流体(料浆)粘度高、
粘滞力大的物料难粉碎,能耗高。
• (2)过程参数
• 应力强度、应力分布、通过量及滞留时间、物料充填率、料
浆浓度、转速、温度、界面性能及助磨剂的用量和特性等。
料浆浓度对粉磨效果的影响:
浓度太低时,研磨介质间被研磨的固体颗粒少,易形成
“空研”现象,因而能量利用率低,粉磨效果差;
浓度太高时,料浆粘度增大,研磨能耗高,料浆在磨腔介
质间的运动阻力增大,易出现堵料现象。
对于重质碳酸钙、高岭土等,浓度可达70%以上;对于某
些特殊的涂料和填料,浓度一般不大于25%~35%。
随粉磨过程的进行,物料比表面积增大,料浆粘度也逐渐
增大。因此,在粉磨过程中,需添加一定的助磨剂或稀释剂来
降低料浆粘度,以提高粉磨效率和降低粉磨能耗。
添加剂用量与其特性和物料性质、工艺条件有关,最佳用
量通过实验确定,一般<0.5%。
(3)结构形状和几何尺寸
磨腔结构及尺寸、搅拌器的结构和尺寸、研磨介质的直径
及级配等。
卧式比立式效果好,但拆卸维修装配较麻烦。在卧式搅拌
磨中,弯曲上翘型比简单直筒型效果好,原因:改变了料浆在
磨腔内的流场,提高了物料在磨腔内的研磨效果。
搅拌器的形状通常圆盘形、月牙形、花盘形搅拌器比棒形
搅拌器研磨效果好。
搅拌器的搅拌片或搅拌棒数量适当增多可提高研磨效果,
但数量太多时反会降低研磨效率。
磨腔及搅拌器尺寸太大或太小都对研磨效果不利,单台搅
拌器的容积一般为50~500L。
6.7.1.4 立式搅拌磨与卧式搅拌磨的比较
• (1)立式结构比卧式简单,易更换筛网及其它配件;卧式结
构较复杂,拆装和维修较困难,另外,筛网磨损较快。
• (2)立式的稳定性不如卧式,操作参数比卧式要求严格,如
搅拌器的运转、磨腔内的流动状况等。原因:立式搅拌磨从顶
端到底部研磨介质分布不均匀,下端研磨介质聚集较多,压实
较紧,因此,上下层间应力分布不均匀。
• (3)立式:研磨介质大部分在底部,压应力大,筒体越高,底
层压应力越大,故研磨介质的破碎现象比卧式严重得多。
• (4)卧式研磨介质填充率可在较大范围(50~90%)内变化,
立式研磨介质的填充率不宜过大,否则,会使磨机启动功率增
大,甚至启动困难。
6.7.2 胶体磨或分散磨(Colloid or Dispersion Mill)*
• 利用固定磨子(定子)和高速旋转磨体(转子)的相对运动
产生强烈的剪切、摩擦和冲击等力。料浆通过两磨体之间的
微小间隙,在上述各力及高频振动的作用下被有效地粉碎、
混合、乳化及微粒化。
• 在较短时间内对颗粒、聚合体或悬浊液等进行粉碎、分散、
均匀混合、乳化处理;产品粒度可达几微米甚至亚微米。
• 两磨体间隙可调(最小可达1μm),易于控制产品粒度。
• 结构简单,操作维护方便;占地面积小。
• 固定磨体和高速旋转磨体间隙小,因此,加工精度要求高。
• 分类:按结构分为:盘式、锤式、透平式和孔口式等。
盘式胶体磨:
由一个快速旋转盘和一个固定盘组成,两盘之间有
0.02~1mm的间隙。
盘的形状:平的、带槽的和锥形的。
旋转盘转速:3000~15000r/min,圆周速度可达40m/s,
粒度小于0.2mm物料以浆料形式给入圆盘之间。盘的圆周速
度越高,产品粒度越小,可达1μm以下。
立式胶体磨:
物料自给料斗给入机内,在快速旋转的盘式转齿和定齿
之间的空隙内受到研磨、剪切、冲击和高频振动等作用而被
粉碎和分散。定子和转子构成所谓磨体,其间的间隙可由间
隙调节套10调节,最小间隙为0~0.03mm,调节套上有刻度
可以检查间隙的大小。定齿和转齿均经精细加工。
7—产品溜槽;8—水入口;
图6.120 M型胶体磨图
1- 调节手轮;2-锁紧螺钉;
3-水出口; 4-旋转盘和固定
盘;
5-混合器;6-给料;
7-产品溜槽;8-水入口;
图6.121 JTM120型立式胶体磨
1–电机;2 –机座;3 –密封盖;4 –排料
槽;5 –圆盘 6、11、20、21 – O型丁腈橡
胶密封圈;7 –定齿;8 –转齿; 9 –手柄;
10 –间隙调整套;12 –垫圈;13 –给料斗;
14 –盖形螺母;15 –注油孔;16 –主轴;17
–铭牌;18 –机械密封;19 –甩油盘
6.7.3 高速机械冲击式磨机
• 高速机械冲击式磨机:利用围绕水平或垂直轴高速旋转的
回转体(棒、锤和叶片等)对物料进行强烈的冲击,使之
与固定体或颗粒间冲击碰撞,以较强大的力量使颗粒粉碎
的超细粉碎设备。
• 冲击式磨机的优点:与其它型式的磨机相比,单位功率粉
碎能力大,易于调节粉碎产品粒度,应用范围广,占地面
积小,可进行连续、闭路粉碎等。
• 缺点:由于机件的高速运转及颗粒的冲击、碰撞,磨损较
严重,因而不宜用于粉碎硬度太高的物料。
6.7.3.1 超细粉碎机(Super Micro Mill)
*
• 结构:
• 由机座、机壳和在机壳上装有衬套、撞击销、隔环(将机壳
分为第一、二粉碎室和鼓风机室)、两端轴承及水平主轴、
装在轴上位于第一、二粉碎室内的风机叶轮和内分级叶轮、
在鼓风机室内的风机叶轮所组成。
• 通过皮带轮带动进行高速旋转。在第一、二粉碎室内分级叶
轮下方装有排渣装置。
• 为了连续加料,在粉碎机的加料装置的入口上装有加料器。
图6.122 超细粉碎机(Super Micro Mill)
1—机座;2—排渣装置;3a, b—轴承座;4—加料装置;5—加料器;6—加料斗;
7a, b—衬套;8a, b—叶轮;9a, b—撞击销;10a, b—内分级叶轮;11a, b—隔环;
12—蝶阀;13—机壳;14—风机叶轮;15—主轴;16—皮带轮
图6.123 排渣原理示意图
1-粗粒;2—螺旋排料器;3—粗颗粒;4—细粉;
5—分级叶轮;6—衬套;7—壳体
粉碎及内分级原理:
将小于10mm的颗粒物料由加料器经加料装置连续加至
第一粉碎室内,第一段粉碎叶轮的五支叶片具有300的扭转
角,它有助于形成螺旋风压,但第二段分级叶轮相对应的五
支叶轮不具有扭转角,所以形成气流阻力。
第一段叶轮形成的风压在第一粉碎室引起气流循环,随
气流旋转的颗粒之间相互冲击、碰撞、摩擦、剪切,同时受
离心力的作用,颗粒冲向内壁受到撞击、摩擦、剪切等作
用,被反复粉碎成细粉。
第二段分级叶轮具有分级作用。细粉在分级叶轮端部的
斜面和衬套锥面之间的间隙也进行较有效的粉碎。
最有效的粉碎作用是在第一、二段叶轮之间的滞流区。
由于叶轮高速旋转(圆周速度为50m/s),物料被急剧搅拌、
强制颗粒相互冲击、摩擦、剪切而粉碎。
由于上述作用,颗粒被粉碎至数十μm到数百μm ,细粒
和较粗的颗粒同时旋转于第一粉碎室内,在离心力的作用下,
粗颗粒沿第一粉碎室内壁旋转同加入的新物料继续被粉碎,而
细颗粒则随气流趋向中心部位,并由鼓风机吸入的气流带入第
二粉碎室。
分级是由第二段分级叶轮所产生的离心力和隔环内径之间
产生的气流吸力来决定的。若颗粒受的离心力作用大于气流吸
力,则颗粒继续留下来被粉碎;反之,若颗粒所受离心力小于
气流吸力,则被吸向中心随气流进入第二粉碎室。
细颗粒进入第二粉碎室内同样被反复粉碎和分级。由于第
二粉碎室的粉碎叶轮和分级叶轮直径比第一粉碎室的大,因而
旋转速度更高(达55 m/s),又因第三段叶轮叶片扭转角也大
,所以风压更大,颗粒相互冲击等力也更大,粉碎效果增强。
同时,该室内的风速因粉碎室直径增大而减缓,分级精
度提高。这样使细颗粒粉碎成几μm至数十μm的超细粉。
超细粉被气流吸出,经鼓风机室排出机外进行捕集和筛析。
物料中所含的较粗颗粒或密度高的杂质由于旋转时受分
级叶轮离心力的作用被甩向衬套内壁上,最后降至粉碎室底
部排渣孔,由排渣装置的螺旋器不断地排出机外,从而提高
了成品的质量和纯度。
粉碎产品的细度调节:调整风量、分级叶轮与隔环的间
隙、隔环直径。
超细粉碎机的特点:
动力消耗低,粉碎产品粒度小,纯度高,操作环境好,
调节容易,操作方便。
6.7.3.2 喷射粉磨机*
• 主要组成部分:
• 重锤式冲击部件、分级轮、风扇轮、环形空气入口管、产品
出口管、螺旋给料机和转子轴等。
• 工作原理:两边有通风机,空气按箭头所指方向流动。在转
子轴的附近装有分级叶片,靠叶片的旋转,粗颗粒返回粉碎
室,已被粉碎的细颗粒则借气流输送通过分级叶片,再经风
扇室送至机外被收集。产品细度可通过改变转子的转速和分
级叶片的长度来调节,也可用风量调节。为此,备有三种分
级叶片和风扇轮作为配件。
• 性能:由于具有内分级功能,因而产品的粒度分布均匀。
• 应用:非金属及化工原料等的细磨或超细磨。
图6.124 喷射粉磨机的结
构和工作原理
1—冲击部件;
2—分级轮;
3—风扇轮;
4—环形空气入口;
5—产品出口;
6—螺旋给料机;
7—转子轴
喷射粉磨机的粉碎产品细度和生产能力
物 料
产品平均粒度
(μm)
表6.13
生产能力(Kg/h)
3.7kw
55kw
氢氧化铝
15
50
15~
18kw
200
滑石
15
60
240
840
碳酸钙
8
50
200
700
碳黑
7
75
300
1000
粘土
5
45
180
630
石膏
10
75
300
1000
氧化铁
5
40
160
550
700
6.7.4 气流粉碎机(高压气流磨或流能磨 )
Jet Mill /Fluid Energy Mill
• 利用高速气流(300~500m/s)或过热蒸汽(300~
400℃)的能量使颗粒产生相互冲击、碰撞、摩擦剪切而实
现超细粉碎,广泛应用于化工、非金属矿物的超细粉碎,
是最常用的超细粉碎设备之一。
• 产品的d95可达5~10μm;经预先粉碎降低入料粒度后,
可获得平均粒度为1μm的产品。
• 产品特点:
• 细度高,粒度集中,颗粒表面光滑,形状规整,纯度高,
活性高,分散性好。
• 由于粉碎过程中压缩气体绝热膨胀产生焦耳-汤姆逊降温效
应,还适用于低融点、热敏性物料的超细粉碎。
气流磨的类型:
扁平式气流磨;循环式气流磨;对喷式气流磨;靶式气
流磨和流态化对喷式气流磨。
气流磨的工作原理:
将无油的压缩空气通过拉瓦尔喷管加速成亚音速或超音
速气流,喷出的射流带动物料作高速运动,使物料碰撞、摩
擦剪切而粉碎。
被粉碎的物料随气流至分级区进行分级,达到粒度要求
的物料由收集器收集下来,未达到粒度要求的物料再返回粉
碎室继续粉碎,直至达到要求的粒度并被捕集。
6.7.4.1 扁平式气流磨(spiral jet pulverizer )
• 工作原理:
• 待粉碎物料由文丘里喷嘴加速至超音速导入粉碎室内。
• 高压气流经入口进入气流分配室,分配室与粉碎室相通,
气流在自身压力下通过喷嘴时产生超音速甚至每秒上千米
的气流速度。
• 喷嘴与粉碎室成一锐角,故以喷射旋流粉碎室并带动物料
作循环运动,颗粒与机体及颗粒之间产生相互冲击、碰撞、
摩擦而粉碎。粗粉在离心力作用下被甩向粉碎室周壁作循
环粉碎,微细颗粒在向心气流带动下被导入粉碎机中心出
口管进入旋风分离器进行捕集。
• 气流粉碎机的规格:以粉碎室内径尺寸(mm)表示。
外壳
喷嘴
文丘里喷嘴
粉碎室
内衬
图6.125 扁平式气流磨工作原理图图
6.126 扁平式气流磨结构示意图
表6.14
QS型气流磨的主要技术参数
规格
QS—50
粉 碎 室
直
径
(mm)
50
QS—100
100
0.7~0.9
0.6~0.8
0.5~2
7.5
QS—300
300
0.6~0.8
5~6
20~75
37
QS—350
350
0.7~1.0
0.3~0.5
8~10
75~150
65~75
QS—500
500
0.7~1.0
0.3~0.5
23~25
QS—600
600
0.6~0.8
0.6
23
190
*QSB—
200
0.7~1.0
0.2~0.3
5~6
250~
500
300~
600
30~75
280
0.7~1.0
0.2~0.3
7~10
50~150
65~75
500
0.6~0.8
0.2~0.5
1718
200~
500
150
200
QSB—
280
QSB—
500
粉 碎 压
加 料 压
耗 气 量
处 理 量
( m3/min) (kg/h)
力
力
(
MPa) (
MPa) 0.6~0.8
0.7~0.9
0.2~0.3
1~3
*QSB系列为带内分级,粗粉循环粉碎。
空 压 机
功
率
(kw)
7.5
37
6.7.4.2 循环管式气流磨
• 原料由文丘里喷嘴加入粉碎区,气流经一组喷嘴喷入不等径
变曲率的跑道形循环管式粉碎室,并加速颗粒使之相互冲击、
碰撞摩擦而粉碎。
• 旋流带动被粉碎颗粒沿上行管向上进入分级区,在分级区离
心力场的作用下使密集的料流分流,细颗粒在内层经百叶窗
式惯性分级器分级后排出即为产品,粗颗粒在外层沿下行管
返回继续循环粉碎。
• 循环管的特殊形状具有加速颗粒运动和加大离心力场的功能,
以提高粉碎和分级的效果。
• JOM型气流磨的粉碎粒度可达3~0.2μm,广泛应用于填料、
颜料、金属、化妆品、医药、食品、磨料以及具有热敏性、
爆炸性化学品等的超细粉碎。
Fine Powder
Classifier
图6.127
JOM型循环气流磨
工作原理图
Coarse
powder
文丘里
Nozzle
Comminuting
Room
Compressed
Air
循环管式气流磨的主要技术参数
型 号
QON7
5
QON1
00
粉碎压
力/MPa
0.7~
0.9
0.7~
0.9
加料压
力/MPa
耗气量
/ m3/mi
n
处理量
/kg/h
0.2~
0.5
6.5~
9.38
0.2~
0.5
15.2
~
20.6
50~
150
100~
500
进料粒
度/mm
<0.5
<0.8
粉碎比
5~50
5~50
动 力
/kw
65~
75
125~
135
JOM
—
0101F
4C
JOM
—
0202F
4C
JOM
—
0304F
4C
表6.15
JOM
—
0405F
4C
JOM
—
0608F
4C
JOM
—
0808F
4C
6.5~7.5
1.0
2.6
7.6
16.1
26.4
35.0
0.5~
2.0
2.0~
20
20~
100
50~
300
200~
600
400~
1000
11
22
55
125
150
220
6.7.4.3 靶式气流磨
(Target Type Fluid Energy Mill)
• 利用高速气流挟带物料冲击在各种形状的靶板上进
行粉碎。除物料与靶板发生强烈冲击碰撞外,还发
生物料与粉碎室壁多次的反弹粉碎,因此,粉碎力
特别大,尤其适合于粉碎高分子聚合物、低熔点热
敏性物料以及纤维状物料。
• 根据原料性质和产品粒度要求选择不同靶板形状。
• 靶板作为易损件,必须采用耐磨材料制作,如碳化
物、刚玉等 。
Impacting
Target
Feed
早期靶式气流磨:
物料由加料管进入粉碎室,
经喷嘴喷出的气流吸入并加速,
再经混合管进一步均化和加速后,
直接与冲击板(靶板)发生强烈
Mixing
Pipe
碰撞。
为了更好地均化和加速,混
合管大多做成超音速缩扩型喷管
Jet Nozzle
状。粉碎后的细颗粒被气流带出
粉碎区,进入位于冲击板上方的
分级区进行分级,经分级的颗粒
Comminuting
Room
图6.128早期靶板式气流磨结构
被气流带出机外捕集为成品,粗
颗粒返回粉碎区再行粉碎。
粉碎产品较粗,动力消耗也较大,因而应用受到限制。
图6.129 改进型靶式气流磨
1—气流磨;
2—混合管;
3—粉碎室;
4—靶板;
5—调节装置;
6—上升管;
7—分级器;
8—粗颗粒收集器;
9—风动振动器;
10—螺旋加料机
改进的靶式气流磨:
此机型多采用气流分级器取代转子型离心通风式风力分级器,
这种气流磨进料一般很细,其中可能含有相当部分合格粒级,故
物料在粉碎前于上升管中经气流带入分级器进行预分级,只有粗
颗粒才进入粉碎室粗碎,可降低磨机负荷,节约能量。
应用:特别适合于粉碎高分子聚合物、低熔点热敏性物料、
纤维状物料及其它聚合物,可将许多高分子聚合物粉碎至微米级,
以满足注塑加工、粉末涂料、纤维和造纸等工业的需要。
QBN450型气流磨的主要技术参数
表6.16
粉碎压力(MPa)
0.65~0.75
耗气量(m3/min)
9~10
处理量(kg/h)
10~100
空压机功率(kw)
65~75
6.7.4.4 对喷式气流磨(Opposed Jet Mill)
• 利用一对或若干对喷嘴相对喷射时产生的超音速气
流使物料彼此从两个或多个方向相互冲击和碰撞而
粉碎。
• 由于物料高速直接对撞,冲击强度大,能量利用率
高,可用于粉碎莫氏硬度9.5级以下的各种脆性和
韧性物料,产品粒度可达亚微米级。
• 还克服了靶式靶板和循环式磨体易损坏的缺点,减
少了对产品的污染,延长了使用寿命。
• 是一种较理想和先进的气流磨。
(1) 布劳一诺克斯型气流磨
• 设有四个相对的喷嘴,物料经螺旋加料器进入喷射式加料
器中,随气流吹入粉碎室,在此受到来自四个喷嘴的气流
加速并相互冲击碰撞而粉碎。
• 被粉碎的物料经一次分级室惯性分级后,较粗颗粒返回粉
碎室进一步粉碎;较细颗粒进入风力分级机进行分级,细
粉排出机外捕集。
• 为更完全分离细颗粒,经入口向风力分级器通入二次风。
• 分级后的粗粉与新加入的物料混合后重新进入粉碎室。
• 产品细度可通过调节喷射器的混合管尺寸、气流压力、温
度经及分级器转速等参数来调节。
图6.130
布劳一诺克斯型气流磨
1—风力分级机;
2—二次风入口;
3—螺旋加料器;
4—一次分级室;
5—喷嘴;
6—粉碎室;
7—喷射器混合管;
8—气流入口;
9—喷射式加料器;
10—物料入口
(2)特劳斯特型气流磨
• 粉碎部分采用逆向气流磨结构,分级部分则采用扁平式气
流磨结构,因此它兼有二者的特点。
• 内衬和喷嘴的更换方便,与物料和气流相接触的零部件可
用聚氨酯、碳化钨、陶瓷、各种不锈钢等耐磨材料制造。
• 工作过程:
•
由料斗喂入的物料被喷嘴喷出的高速气流送入粉碎室,
随气流上升至分级室,在此气流形成主旋流使颗粒分级。
•
粗颗粒排至分级室外围,在气流带动下返回粉碎室再
行粉碎,细颗粒经产品出口排出机外捕集为成品。
Classifying
Room
liner
Output of
product
Bin
Nozzle
Comminuting Room
Nozzle
图6.131 特劳斯特型气流磨结构示意图
(3) 马亚克型气流磨
• 工作过程:
•
物料经螺旋加料器进入上升管中,被上升气流带入分
级室后,粗颗粒沿回料管返回粉碎室,在来自喷嘴的两股
高速喷射气流作用下冲击碰撞而粉碎。
•
粉碎后的物料被气流带入分级室进行分级。细颗粒通
过分级转子后成为成品。
•
在粉碎室中,已粉碎的物料从粉碎室底部的出口管进
入上升管中。
•
•
出口管在粉碎室底部,可防止物料沉积后堵塞粉碎室。
为更好地分级,在分级器下部经入口通入二次空气。
图6.132
马亚克型气流磨结构示意图
1—传动装置;
2—分级转子;
3—分级室;
4—一入口;
5—螺旋加料器;
6—喷嘴;
7—混合管;
8—粉碎室;
9—上升管;
10—回料管;
11—二次风入口;
12—产品出口
产品粒度的控制方法:
1)控制分级器内的上升气流速度,以确保只有较细的颗粒
才能被上升气流带至分级器转子处。
2)调节分级转子的转速。
特点:
颗粒以极高的速度直线迎面冲击,冲击强度大,能量利用率
高;粉碎室容积小,内衬材料易解决,故产品污染程度轻;
粉碎产品粒度小,一般从一200目到亚微米级;
气流可以用压缩空气也可用过热蒸汽,粉碎热敏性物料时还
可用惰性气体。
同类设备中较先进。
马亚克型气流磨的应用实例
处理
能力
/kg/h
表6.17
耗 气 量
物料
名称
产品细
度
规
格
/mm
氧化
铝
邻苯
二甲
酸二
甲酯
d50=3.0μ
m
380
5450
d50=4.2μ
m
50
~
150
200
510
烟 煤
―325目
90%
510
3630
5100
云 母
―325目
90%
205
725
1225
稀土
矿
―1μm
60%
189
180
1225
空气
/m3/h
___
过热
蒸汽
/kg/h
2860
____
____
____
____
气流
压力
/MPa
气流
温度
/℃
0.7
400
0.7
20
0.7
20
0.7
425
0.7
425
6.7.4.5 流化床对喷式气流磨
(Fluidised Bed Opposed Jet Mill)
• 是在对喷式气流磨的基础上开发的,属20世纪90年代最
新型的超细粉碎设备。
• 喂入磨内的物料利用二维或三维设置的3~7个喷嘴喷汇
的气流冲击能及气流膨胀呈流态化床悬浮翻腾而产生的碰
撞、摩擦进行粉碎,并在负压气流带动下通过顶部设置的
涡轮式分级装置,细粉排出机外由旋风分离器及袋式收尘
器捕集,粗粉受重力沉降返回粉碎区继续粉碎。
CGS型(喷
嘴二维设置)
AFG型(喷嘴三
维设置)
图6.133 流化床对喷式气流磨
流化床对喷式气流磨的特点:
产品细度高(d50=3~10μm),粒度分布窄且无过大颗粒;
粉磨效率高,能耗低,比其它类型的气流磨节能50%;
采用刚玉、碳化硅、、或PU(环)等作易磨件因而磨耗
低,产品受污染少,可加工无铁质污染的粉体,也可粉碎硬
度高的物料;
结构紧凑;
噪音小;
可实现操作自动化。
但造价较高。
CGS型流态化对喷式气流磨的主要技术参数
表6.18
分 级 装 置
规
格
细 度
(μm)
耗气
量
(m3/h)
喷嘴个
数×直
径(mm)
CFS型
Nmax(r/m
in)
8
15000
功率
(kw
)
2.2
16
2~70
50
2×3.2
32
3~70
300
2×6.0
8000
4.0
50
4~80
850
3×8.5
85
5000
5.7
71
5~85
1700
3×12
170
3600
11
100
6~90
3400
3×17
340
2500
15
120
6~90
5100
3×21
510
2000
22
30
作业题:
• 1、φ1800×2800mm球磨机的研磨体装
填量、转速、需用电机功率(磨机有
效容积为5.7m3, 瓷球比重为3.9,填
充率为45%)。
• 2、比较各种粉磨设备的性能和用途,
并谈谈你的改进设想。
思考题:
• 气流粉碎机的种类、工作原理、性能
特点、产品粒度调节方法