[發明專利]流化床式氣流粉碎改性系統及其應用

有效

• 申請號: 201510574013.4
• 申請日: 2015-09-10
• 公開（公告）號: CN105107595B
• 公開（公告）日: 2017-12-05
• 發明（設計）人: 楊云濤;葉坤;左金;楊光成;王軍;譙志強;沈金朋;李瑞;劉有松
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院化工材料研究所;中國空氣動力研究與發展中心高速空氣動力研究所
• 主分類號: B02C19/06
• 分類號: B02C19/06;B02C23/14;B02C23/00;B02C23/06;B01J2/00;B01J19/00
• 代理公司: 四川省成都市天策商標專利事務所51213
• 代理人: 劉興亮

技術領域

本發明涉及一種超細粉體材料粉碎技術領域，具體涉及一種流化床式氣流碎粉改性系統及其應用。

背景技術

超細粉體是指尺度介于分子，原子與塊狀材料之間，通常泛指微米到納米級粒徑范圍內的微小固體顆粒。包括金屬，非金屬，有機，無機和生物等多種材料顆粒。超細粉體通常又分為微米級、亞微米級及納米級粉體材料。

超細粉體技術是指與超細粉體相關的制備及應用技術。主要涉及超細粉體的制備、分級、分離、干燥、輸送、混合與均化、表面改性技術，以及在制造、存數、檢測過程中包裝、運輸等安全技術。超細粉體技術與化工、材料、醫藥、軍工、航天和電子等諸多領域息息相關，交叉性高，應用廣。

粉體超細化后，表面分子電子結構和晶體結構發生巨大改變，伴隨產生一系列宏觀粗粉不具備的表面效應、小尺寸效應等，使得超細粉體相比較普通粉體產生一系列優異的物理、化學、表面及界面性質。但在優點帶來的同時，因其表面與界面的活潑的性質導致了超細粉體容易產生團聚等現象，嚴重影響了超細粉體優異性能的發揮。

從制備的角度，目前獲得超細粉體的方法主要分為化學法和物理法。化學法主要包括沉淀法、水解法、氣相法、噴霧法等。其中沉淀法、噴霧法已經在工業上用于大規模制備超細粉體。物理法主要包括機械粉碎法及構筑法。粉碎法主要通過借助機械力、流能力等使塊狀材料破碎成為超細粉體。由于化學法容易引入雜質且相對成本較高，目前工業上使用最多的是粉碎法。

制備超細粉體的機械設備主要有高速機械沖擊式磨機、輥壓機、攪拌磨、氣流粉碎機、液流粉碎機等。其中，氣流粉碎機以其產品純度高、粒度分布窄等優點在業內普遍受到歡迎。到目前，對撞式氣流粉碎機因其能耗低、磨損小、結構緊湊和易于拆洗等優點而受到廣大使用者青睞。

但在氣流粉碎的同時，也會產生超細物料的團聚等問題。目前普遍采用后處理的方式，即在物料粉碎后進一步混入表面活性劑，在一定的溫度和攪拌條件下對超細粉體進行表面改性，達到解團聚的目的。

發明內容

[要解決的技術問題]

本發明的目的是針對上述現有技術的問題，提供一種流化床式氣流碎粉改性系統及其應用。該系統在物料粉碎的同時加入霧化的表面活性劑，達到粉碎與表面改性同時進行的效果。

[技術方案]

為了達到上述的技術效果，本發明采取以下技術方案：

本發明利用氣流對撞實現物料的粉碎，并且通過熱空氣攜帶已經粉碎的物料與霧化的表面活性劑在粉碎腔內循環碰撞以實現超細粉末的表面改性。

一種流化床式氣流粉碎改性系統，它包括依次串聯的空壓機、氣流粉碎和分級裝置、旋風分離器、布袋收集器和引風機，其特征在于所述空壓機與氣流粉碎和分級裝置之間還串聯有加熱器；所述氣流粉碎和分級裝置包括粉碎腔、分級輪和超音速噴嘴，所述粉碎腔側壁居中部位開孔安裝霧化噴嘴，所述霧化噴嘴通過管道與空壓機連接，所述超音速噴嘴安裝于粉碎腔靠近底部的位置，所述分級輪設置在粉碎腔的頂部。

本發明更進一步的技術方案，所述加熱器為空氣加熱器，其通過不銹鋼電加熱管或電阻絲加熱，所述加熱器內腔設置兩個以上的折流板，引導氣體流向，所述加熱器出口端安裝有耐沖擊溫度探頭，用以檢測加熱器出口端氣體溫度。

本發明更進一步的技術方案，所述加熱器出口端與超音速噴嘴通過不銹鋼管道或金屬軟管連接，所述不銹鋼管道或金屬軟管上上安裝進氣壓力表。

本發明更進一步的技術方案，所述空壓機、加熱器、氣流粉碎和分級裝置、旋風分離器、布袋收集器和引風機之間通過不銹鋼管道或金屬軟管依次密閉連接。

本發明更進一步的技術方案，所述分級輪為立式分級輪，所述分級輪上下均安裝軸承，以避免分級輪偏心旋轉。

本發明更進一步的技術方案，所述霧化噴嘴為二流體精細霧化噴嘴，其包括進液口、進氣口和流量調節閥。

本發明更進一步的技術方案，所述超音速噴嘴有三個，其在一個水平面并互呈120°夾角。

上述流化床式氣流粉碎改性系統的應用，其用于粉體的粉碎改性，所述粉體的粉碎改性方法如下：

首先，開啟空壓機，控制氣體流量為1～2m³/min、氣體壓力為0.2～0.4MPa；接著，開啟加熱器，待加熱器出口端溫度穩定在80～120℃時，開啟引風機，控制氣體壓力為0.7～0.9MPa，并穩定加熱器出口端溫度在70～110℃；