流化床式气流粉碎改性系统及其应用技术方案

本发明专利技术公开了一种流化床式气流碎粉改性系统及其应用。本发明专利技术的流化床式气流碎粉改性系统包括空压机、加热器、气流粉碎和分级装置、旋风分离器、布袋收集器、引风机和雾化喷嘴。本发明专利技术通过热空气携带粉料进行气流粉碎，雾化喷嘴将表面活性剂溶液雾化后喷射入粉碎腔中；热空气在保持干燥物料的同时，给表面活性剂在物料表面的包覆反应提供了一定的环境温度，使得表面活性剂更好的在粉体颗粒表面交联成膜，达到粉碎与改性同时进行的效果。本发明专利技术是一种超细粉体粉碎改性一体化工艺，本发明专利技术的流化床式气流碎粉改性系统主要用于解决粉体在超细化过程中表面能增大而引起的团聚现象，增加粉体流动性，使其保持较好的使用性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种超细粉体材料粉碎
，具体涉及一种流化床式气流碎粉改性系统及其应用。
技术介绍
超细粉体是指尺度介于分子，原子与块状材料之间，通常泛指微米到纳米级粒径范围内的微小固体颗粒。包括金属，非金属，有机，无机和生物等多种材料颗粒。超细粉体通常又分为微米级、亚微米级及纳米级粉体材料。超细粉体技术是指与超细粉体相关的制备及应用技术。主要涉及超细粉体的制备、分级、分离、干燥、输送、混合与均化、表面改性技术，以及在制造、存数、检测过程中包装、运输等安全技术。超细粉体技术与化工、材料、医药、军工、航天和电子等诸多领域息息相关，交叉性高，应用广。粉体超细化后，表面分子电子结构和晶体结构发生巨大改变，伴随产生一系列宏观粗粉不具备的表面效应、小尺寸效应等，使得超细粉体相比较普通粉体产生一系列优异的物理、化学、表面及界面性质。但在优点带来的同时，因其表面与界面的活泼的性质导致了超细粉体容易产生团聚等现象，严重影响了超细粉体优异性能的发挥。从制备的角度，目前获得超细粉体的方法主要分为化学法和物理法。化学法主要包括沉淀法、水解法、气相法、喷雾法等。其中沉淀法、喷雾法已经在工业上用于大规模制备超细粉体。物理法主要包括机械粉碎法及构筑法。粉碎法主要通过借助机械力、流能力等使块状材料破碎成为超细粉体。由于化学法容易引入杂质且相对成本较高，目前工业上使用最多的是粉碎法。制备超细粉体的机械设备主要有高速机械冲击式磨机、辊压机、搅拌磨、气流粉碎机、液流粉碎机等。其中，气流粉碎机以其产品纯度高、粒度分布窄等优点在业内普遍受到欢迎。到目前，对撞式气流粉碎机因其能耗低、磨损小、结构紧凑和易于拆洗等优点而受到广大使用者青睐。但在气流粉碎的同时，也会产生超细物料的团聚等问题。目前普遍采用后处理的方式，即在物料粉碎后进一步混入表面活性剂，在一定的温度和搅拌条件下对超细粉体进行表面改性，达到解团聚的目的。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述现有技术的问题，提供一种流化床式气流碎粉改性系统及其应用。该系统在物料粉碎的同时加入雾化的表面活性剂，达到粉碎与表面改性同时进行的效果。为了达到上述的技术效果，本专利技术采取以下技术方案:本专利技术利用气流对撞实现物料的粉碎，并且通过热空气携带已经粉碎的物料与雾化的表面活性剂在粉碎腔内循环碰撞以实现超细粉末的表面改性。—种流化床式气流粉碎改性系统，它包括依次串联的空压机、气流粉碎和分级装置、旋风分离器、布袋收集器和引风机，其特征在于所述空压机与气流粉碎和分级装置之间还串联有加热器；所述气流粉碎和分级装置包括粉碎腔、分级轮和超音速喷嘴，所述粉碎腔侧壁居中部位开孔安装雾化喷嘴，所述雾化喷嘴通过管道与空压机连接，所述超音速喷嘴安装于粉碎腔靠近底部的位置，所述分级轮设置在粉碎腔的顶部。本专利技术更进一步的技术方案，所述加热器为空气加热器，其通过不锈钢电加热管或电阻丝加热，所述加热器内腔设置两个以上的折流板，引导气体流向，所述加热器出口端安装有耐冲击温度探头，用以检测加热器出口端气体温度。本专利技术更进一步的技术方案，所述加热器出口端与超音速喷嘴通过不锈钢管道或金属软管连接，所述不锈钢管道或金属软管上上安装进气压力表。本专利技术更进一步的技术方案，所述空压机、加热器、气流粉碎和分级装置、旋风分离器、布袋收集器和引风机之间通过不锈钢管道或金属软管依次密闭连接。本专利技术更进一步的技术方案，所述分级轮为立式分级轮，所述分级轮上下均安装轴承，以避免分级轮偏心旋转。本专利技术更进一步的技术方案，所述雾化喷嘴为二流体精细雾化喷嘴，其包括进液口、进气口和流量调节阀。本专利技术更进一步的技术方案，所述超音速喷嘴有三个，其在一个水平面并互呈120°夹角。上述流化床式气流粉碎改性系统的应用，其用于粉体的粉碎改性，所述粉体的粉碎改性方法如下:首先，开启空压机，控制气体流量为I?2m3/min、气体压力为0.2?0.4MPa ;接着，开启加热器，待加热器出口端温度稳定在80?120°C时，开启引风机，控制气体压力为0.7?0.9MPa，并稳定加热器出口端温度在70?110°C ;将烘干的物料缓慢加入粉碎腔中，粉碎I?2min后，将表面活性剂溶液虹吸进入喷嘴并雾化，使其喷射于超音速喷嘴形成的三股超音速射流汇聚点的附近；然后调整分级轮转频至60.0?70.0Hz范围内，使物料与表面活性剂在粉碎腔中碰撞改性5?1min后，降低分级轮转频至40?50.0Hz ;粉碎改性后，粒径合格的粉料在引风机的作用下，通过分级轮进入到旋风分离器后收集为成品，不合格物料回流至粉碎腔中继续与表面活性剂进行碰撞改性。本专利技术更进一步的技术方案，所述物料为无机矿物、有机粉料、植物中草药中的一种或多种。本专利技术更进一步的技术方案，所述表面活性剂为液体表面活性剂、固体表面活性剂中的一种或多种；所述液体表面活性剂选自硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂；所述固体表面活性剂选自硬脂酸、十二烷基苯磺酸钠或含氟聚丙烯酸酯。下面将详细地说明本专利技术。—种流化床式气流粉碎改性系统，它包括依次串联的空压机、气流粉碎和分级装置、旋风分离器、布袋收集器和引风机，其特征在于所述空压机与气流粉碎和分级装置之间还串联有加热器；所述气流粉碎和分级装置包括粉碎腔、分级轮和超音速喷嘴，所述粉碎腔侧壁居中部分开孔安装雾化喷嘴，所述雾化喷嘴通过管道与空压机连接，所述超音速喷嘴安装于粉碎腔靠近底部的位置，所述分级轮设置在粉碎腔的顶部；所述产品收集器安装于旋风分离器底部收集成品。本专利技术中所述的雾化喷嘴是可拆卸的。本专利技术更进一步的技术方案，所述加热器为空气加热器，其通过不锈钢电加热管或电阻丝加热，所述加热器内腔设置两个以上的折流板，引导气体流向，所述加热器出口端安装有耐冲击温度探头，用以检测加热器出口端气体温度。本专利技术加热器中的折流板即导流板是用于引导气体流向，延长气体在加热器内的滞留时间，从而使气体均匀充分加热，提高热交换效率。所述加热器可控制加热气体的温度从80?120°C范围内调节，并能保持在某一需要温度点O本专利技术更进一步的技术方案，所述加热器出口端与超音速喷嘴通过不锈钢管道或金属软管连接，所述不锈钢管道或金属软管上安装进气压力表。通过不锈钢管道或金属软管的连接，确保密封性及管路对高压热空气的耐受性。本专利技术更进一步的技术方案，所述空压机、加热器、气流粉碎和分级装置、旋风分离器、布袋收集器和引风机之间通过不锈钢管道或金属软管依次密闭连接。本专利技术更进一步的技术方案，所述分级轮为立式分级轮，所述分级轮上下均安装轴承，以避免分级轮偏心旋转。本专利技术更进一步的技术方案，所述雾化喷嘴为二流体精细雾化喷嘴，其包括进液口、进气口和流量调节阀。在工作时，空压机提供压缩空气，当雾化喷嘴虹吸方式进行液体后，利用压缩空气对液体进行雾化。雾化颗粒细小、均匀、溶剂完全蒸发。所述雾化喷嘴可以在较低的气压条件下实现微细雾化，节约能源。本专利技术更进一步的技术方案，所述超音速喷嘴有三个，其在一个水平面并互呈120°夹角。所述喷嘴射流汇聚于粉碎腔中心一点。上述流化床式气流粉碎改性系统的应用，其用于粉体的粉碎改性，所述粉体的粉碎改性方法如下:首先，开启空压机，控制气体流量为I?2m3/min、气体压力为0.2?0.4MPa ;接着，开启加热器，待加热器出口端温度稳定本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种流化床式气流粉碎改性系统，它包括依次串联的空压机(1)、气流粉碎和分级装置(3)、旋风分离器(8)、布袋收集器(10)和引风机(11)，其特征在于所述空压机(1)与气流粉碎和分级装置之间还串联有加热器(2)；所述气流粉碎和分级装置(3)包括粉碎腔、分级轮(7)和超音速喷嘴(5)，所述粉碎腔侧壁居中部分开孔安装雾化喷嘴(6)，所述雾化喷嘴(6)通过管道与空压机连接，所述超音速喷嘴(5)安装于粉碎腔靠近底部的位置，所述分级轮(7)设置在粉碎腔的顶部。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨云涛，叶坤，左金，杨光成，王军，谯志强，沈金朋，李瑞，刘有松，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院化工材料研究所，中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所，
类型：发明
国别省市：四川;51