[发明专利]流化床式气流粉碎改性系统及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种超细粉体材料粉碎技术领域，具体涉及一种流化床式气流碎粉改性系统及其应用。

背景技术

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。

发明内容

[要解决的技术问题]

本发明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。

[技术方案]

为了达到上述的技术效果，本发明采取以下技术方案：

本发明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。

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、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。

本发明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。

本发明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。

本发明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。

本发明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。

本发明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。

本发明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1～2m³/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℃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℃；