[发明专利]利用工厂余热制备超微细粉体的方法

说明书

技术领域

本发明属于对固体物料进行粉碎以制备粉体的方法，特别涉及一种利用工厂余热作为动力，制备超微细粉体的方法。

背景技术

气流粉碎机与其它粉碎机不同，它是在高速气流作用下，物料通过本身颗粒之间的撞击，气流对物料冲击剪切作用以及物料与其它部件的冲击、摩擦、剪切而使物料粉碎。因此，经气流粉碎后的物料具有平均粒度细、粒度分布较窄、颗粒表面光滑、颗粒形状规整、纯度高、活性大、分散性好、可粉碎熔点低的优点，适用于热敏性材料及生物活性制品(因为气流粉碎机以压缩空气为动力，压缩气体在喷嘴处的绝热膨胀会使系统温度降低)，据统计，国际上约25％的气流粉碎机是用于药物的超细制备。而且若采用N₂、CO₂等气体时，可进行特殊场合下惰性气氛中的粉碎。气流粉碎可在无菌状态下操作，生产过程连续，生产能力大，自控、自动化程度高。但是，机械冲击式粉碎机、振动磨、搅拌磨等粉碎设备的生产周期往往较长，从而使生产效率低；物料粉碎时会产生大量的热，致使热敏性物料变质，而且设备的磨损会污染产品。因此这些机械式粉碎机已不能完全满足人们对超细粉体物料越来越高的要求，气流粉碎设备在生产超细粉体方面有取代机械式粉碎机的趋势。

但是现有的气流粉碎工艺方法采用压缩空气还存在加热气体需要耗能以及能量转换过程中能耗大的问题。

发明内容

本发明的目的是解决现有气流粉碎工艺方法能耗大的问题，提供一种利用工厂余热来加热气体使之成为过热蒸汽以提高能源利用率、减少能源消耗，以制备超微细粉体，以使所制备的粉体能够满足水泥或混凝土、高分子填料、陶瓷、造纸、药材加工、食品加工等领域。

本发明的目的通过下述技术方案来实现：

利用工厂余热制备超微细粉体的方法，包括如下步骤：

a.将工厂余热的过热蒸汽和需粉碎物料加入到超微细粉体制备装置中；

b.过热蒸汽通过伸入超微细粉体制备装置的喷嘴，形成超音速气流带动物料相互碰撞以粉碎；

c.对物料粉碎后形成的超微细粉体进行分级并收集；

所述步骤a中，需粉碎的物料粒径小于2mm

所述步骤c中，形成的超微细粉体包括粒径范围为5～100μm的细粉和粒径范围为5μm以下的超微粉体。

对于粒径大于2mm的物料，还包括在步骤a之前的步骤a0，即将物料预粉碎至粒径小于2mm。

所述需粉碎的物料是天然矿石或工业固体废弃物或中药材。

所述需粉碎的物料是石灰石或石英矿石或粘土。

所述需粉碎的物料是粉煤灰或煤渣或矿渣或钢渣或磷渣。

所述工厂余热是水泥厂余热或火电厂余热或钢铁厂余热。

所述步骤c采用调节选粉机的频率来对粉碎的物料进行分级收集。

本发明采用上述方法，充分利用了工厂余热，克服了传统粉磨方式能耗高的缺点；利用工厂余热的过热蒸汽，再利用喷嘴将其加速到超音速，物料间相互冲击、摩擦、剪切以达到粉碎目的，通过调节涡轮选粉机的频率可以根据需要制备不同细度的超微细粉体。

工厂余热是在一定经济技术条件下，在能源利用设备中没有被利用的能源，也就是多余、废弃的能源，它包括高温废气余热、冷却介质余热、废汽废水余热、高温产品和炉渣余热、化学反应余热、可燃废气废液和废料余热以及高压流体余压等七种。根据调查，各行业的余热总资源约占其燃料消耗总量的17％～67％，可回收利用的余热资源约为余热总资源的60％，例如火电厂低品位过热蒸汽、水泥厂余热、钢铁厂余热等。

因此，采用上述方法的本发明，与现有技术相比，具有如下优点：

(1)工业余热易得而且价格便宜；

(2)以工业余热作动力的超微粉体制备设备减少了中间的能源转换过程，降低了能量消耗，因而节能效果非常显著，其能量转换形式为：燃料→余热的势能和热能→余热的动能→物料颗粒的微细化；与压缩空气气流磨相比，能量转换少了二个损失较大的过程，即余热的势能→电能，电能→压缩空气的势能；燃料转化为电能的过程中，能量损失十分严重，即使是高参数蒸汽动力厂，其实际效率也只有40％左右；而燃料转化为余热势能与热能的效率通常在76％～87％，以工业余热作动力的微纳粉体制备设备的能耗远远低于空气气流磨；

(3)蒸汽工质的压强可以很高，且其成本并不因为压强的提高而直线上升。因此，可以采用压强比空气工质压强高得多的过热蒸汽进行气流粉碎；