粉碎是指將物料顆粒通過一定手段進(jìn)行細(xì)化粉末化的過程，根據(jù)粉碎手段不同，粉碎技術(shù)包含球磨、沖擊、振動(dòng)、擠壓以及氣體粉碎等，而氣體粉碎因?yàn)槠浞鬯槟芰?qiáng)、粉碎時(shí)間短、粉碎純度高、均勻性與分散性好、生產(chǎn)能力和顆粒機(jī)自動(dòng)化程度高等特點(diǎn)，成為不可替代的粉碎技術(shù)。在食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。

氣流粉碎機(jī)是一種利用高速氣流來實(shí)現(xiàn)干式物料超細(xì)粉碎的設(shè)備。它由氣流粉碎機(jī)、旋風(fēng)收集器件、除塵器、引風(fēng)機(jī)、電控柜等組成。壓縮空氣經(jīng)顆粒機(jī)過過濾干燥除油后，通過特殊配置的噴嘴高速噴射入粉碎腔內(nèi)，在高壓氣流的作用下把物料粉碎，粉碎后的物料隨上升氣流進(jìn)入分級(jí)腔，在高速度運(yùn)轉(zhuǎn)的分級(jí)葉輪產(chǎn)生的離心力和氣流產(chǎn)生的向心力作用下，使粗細(xì)顆粒分開，符合顆粒機(jī)粒徑要求的細(xì)顆粒通過分級(jí)葉輪葉片間隙進(jìn)入旋風(fēng)收集器和除塵器收集，粗顆粒被分級(jí)葉輪甩出并下降至粉碎區(qū)繼續(xù)粉碎。

氣流粉碎機(jī)制備粉末過程中，主要是靠高壓氣流使粉末相顆粒機(jī)互撞擊來達(dá)到粉末細(xì)化的目的。研究發(fā)現(xiàn)，通過調(diào)整氣流粉碎機(jī)進(jìn)氣壓力、分級(jí)輪頻率以及上下風(fēng)門、引風(fēng)機(jī)開啟風(fēng)門大小等方面制取的粉末結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、比表面積小、化學(xué)純度高、耐燒結(jié)性好。

進(jìn)氣壓力與分顆粒機(jī)級(jí)輪頻率

在氣流粉碎機(jī)制備粉末過程中，通過以往的數(shù)據(jù)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了氣流粉碎機(jī)上下風(fēng)門及引風(fēng)機(jī)風(fēng)門開啟大小的篩選試驗(yàn)，確定了影響氣流粉碎機(jī)制備粉末費(fèi)氏粒徑Fsss的關(guān)鍵因子為氣流粉碎機(jī)分級(jí)輪頻率和進(jìn)氣壓顆粒機(jī)力。包璽芳等在《氣流粉碎機(jī)在高壓高比容鉭粉中的應(yīng)用研究》中，采用DOE試驗(yàn)設(shè)計(jì)對(duì)氣流粉碎機(jī)制取高壓高比容鉭粉。結(jié)果表明，經(jīng)過氣流粉碎機(jī)破碎、酸水洗處理制取的原始粉末，其粉末的原始顆粒粒徑（費(fèi)氏粒徑Fs顆粒機(jī)ss）大小受氣流粉碎機(jī)進(jìn)氣壓力和分級(jí)輪頻率大小的影響顯著。

進(jìn)氣壓力

壓縮氣體的壓力能是流化床氣流磨中顆粒加速的唯一動(dòng)力。一般來說，進(jìn)氣壓力越大，噴嘴出口處的空氣速率越高，顆粒加速獲得的動(dòng)能也越大，粉碎程顆粒機(jī)度也越大，產(chǎn)品粒度越小。然而，當(dāng)工作壓力過高（＞0.8MPa）時(shí)，噴嘴出口氣流速度隨工作壓力升高而增加緩慢，與此同時(shí)，能耗急劇增大；同時(shí)，噴嘴入口壓力必須與系統(tǒng)背壓滿足一定的條件時(shí)才能使出口氣流速度達(dá)顆粒機(jī)到設(shè)計(jì)的值。

進(jìn)氣壓力越高，顆粒碰撞越劇烈，往往產(chǎn)品的球形度比低進(jìn)氣壓力下要低，帶有尖銳的棱角。由于粗顆粒的裂紋多，缺陷多，進(jìn)氣壓力的提高對(duì)粗顆粒的粉碎影響大，對(duì)細(xì)顆粒影響小。

分級(jí)輪轉(zhuǎn)速

流化床氣流磨常見顆粒機(jī)的分級(jí)裝置有臥式分級(jí)輪。分級(jí)輪的作用是將粉碎腔中細(xì)顆粒分級(jí)出去形成粉碎產(chǎn)品，粗顆粒則被分級(jí)輪產(chǎn)生的離心力帶回粉碎腔中繼續(xù)粉碎，既保證了產(chǎn)品的細(xì)度，同時(shí)及時(shí)將細(xì)顆粒分出避免過粉碎。分級(jí)輪轉(zhuǎn)速越大，分級(jí)產(chǎn)顆粒機(jī)品也越細(xì)。分級(jí)輪直接控制產(chǎn)品的粒度，因此是影響產(chǎn)品粒度的一個(gè)重要因素，但當(dāng)進(jìn)料速率過大，分級(jí)輪將過載導(dǎo)致分級(jí)輪轉(zhuǎn)速降低，大顆粒就會(huì)進(jìn)入產(chǎn)品中。

進(jìn)料速率與進(jìn)料量

在進(jìn)氣壓力一定的情況下，粉碎腔中的進(jìn)料量由顆粒機(jī)進(jìn)料速率和分級(jí)輪對(duì)細(xì)顆粒的移出速率的質(zhì)量平衡決定。給定一對(duì)進(jìn)料速率和分級(jí)轉(zhuǎn)速，進(jìn)料量就確定了。進(jìn)料速率小時(shí)，顆粒濃度低，顆粒所攜帶的平均動(dòng)能大，但顆粒相互碰撞概率低。當(dāng)進(jìn)料速率過小時(shí)，顆粒粉碎速率可能顆粒機(jī)很低，在極端情況下，氣流磨可能處于一種“空磨”狀態(tài)，幾乎只做無用功。

Godet-Morand等指出，存在一個(gè)最小的進(jìn)料量來啟動(dòng)自粉碎過程。進(jìn)料速率大時(shí)，顆粒濃度增大，顆粒相互碰撞概率增加，但顆粒所攜帶顆粒機(jī)的平均動(dòng)能降低。當(dāng)進(jìn)料速率過大時(shí)，顆粒加速及流態(tài)化可能出現(xiàn)問題，還會(huì)出現(xiàn)分級(jí)機(jī)電流增大但轉(zhuǎn)速降低的過載情況，導(dǎo)致分級(jí)產(chǎn)品粒度不穩(wěn)定，出現(xiàn)粗顆粒。因此，對(duì)氣流磨而言，存在一個(gè)最佳進(jìn)料速率，使得產(chǎn)品的粒徑顆粒機(jī)最小，分布最窄。

噴嘴

在氣流粉碎過程中，顆粒的動(dòng)能由高速氣流的加速而獲得。陳海焱認(rèn)為噴嘴間的加速距離與氣固濃度、顆粒的性質(zhì)和產(chǎn)品的粒度要求有關(guān)。

噴嘴到氣流匯聚點(diǎn)的距離越短，顆粒的碰撞機(jī)率越大，顆粒碰撞時(shí)顆粒機(jī)具有的能量也越大，粉碎速率也就越大。噴嘴的喉部直徑也是影響粉碎的一個(gè)重要因素，在相同進(jìn)氣流量下，較小的喉部直徑產(chǎn)生的氣流速度越大，因而碰撞的能量也越大，粉碎也更劇烈，破碎后顆粒的尺寸往往也更小。

在噴嘴顆粒機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)要盡可能提高顆粒的動(dòng)能，相關(guān)的研究表明可以提高進(jìn)氣氣體溫度，使用熱蒸汽或者適當(dāng)提高噴嘴進(jìn)口壓力等方式來提高噴嘴出口氣體的動(dòng)能，使顆粒盡可量在較大速度下實(shí)現(xiàn)碰撞，提高顆粒粉碎效果。

合適的氣體介質(zhì)

氣流粉碎機(jī)因?yàn)槠浞鬯槟芰?qiáng)、粉碎時(shí)間短、粉碎純度高等特點(diǎn)，應(yīng)用于各行業(yè)，針對(duì)不同的行業(yè)需求，對(duì)于氣體的選擇也不同，例如一些易燃易爆的特殊物料，就可以采用惰性氣顆粒機(jī)體(二氧化碳、氮?dú)狻鍤?作為粉碎介質(zhì)。除了惰性氣體外，氣流粉碎的介質(zhì)還有蒸汽、空氣等。

氣固比

物料粉碎時(shí)的氣固比不僅是一項(xiàng)重要的技術(shù)參數(shù)、也是一項(xiàng)重要的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。氣固比過小，氣流的動(dòng)能就會(huì)不足致使影響顆粒機(jī)產(chǎn)品細(xì)度；氣固比過高，不僅能浪費(fèi)能源，甚至?xí)夯承╊伭系姆稚⑿阅?。在以過蒸汽為工質(zhì)時(shí)，粉碎煅燒后的堅(jiān)硬物料，氣固比一般控制在2~4:1；粉碎表面處理后的物料一般控制在1~2:1。

小結(jié)

除了上述因素會(huì)影顆粒機(jī)響氣流粉碎機(jī)的粉碎效果，工質(zhì)溫度、工質(zhì)壓強(qiáng)和粉碎助劑對(duì)氣流粉碎的效果也有一定影響。氣流粉碎機(jī)的廣泛應(yīng)用，解決了生產(chǎn)需要，滿足了生活需求，具有極大的便利性，氣流粉碎機(jī)具有的合適的氣流量和氣壓,能夠使氣體顆粒機(jī)拖拽力增加,顆粒加速度增大,在相同距離上速度進(jìn)一步提高,增大物料顆粒速度,不但可以將顆粒更加細(xì)化,而且提高系統(tǒng)粉碎效率。

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