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改性与改型
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SLG和PSC超细粉体改性机设计方案的改进
来源：中国粉体技术网    更新时间：2015-07-13 11:38:21    浏览次数：
 
1  设计方案的改进
       设计的粉体与改性剂雾化装置的处理方式为连续式。综合上述 SLG 和 PSC 连续式粉体表面改性机的优缺点，以及超细粉体对温度的要求，所设计的粉体改性装置的概念性设计如图 1 所示。

图 1　粉体改性装置的概念性设计
       由图1 可知，经分级机分级后的粉体，因粉体团聚问题，不符合粒径大小的部分经通道 1 重新回到粉碎机再次粉碎，粉碎后的粉体再次进入分级机分级；而经分级机分级后符合粒度要求的粉体则经通道 2 直接进入改性室。改性剂与粉体分开雾化，雾化后的粉体与改性剂分别进入改性室进行改性。
1.1　分级机
       分级机结构如图 2 所示。其工作原理为：原料随一次进风经过给料阀进入机内分级区，随着旋转气流做圆周运动，粗细粉体因受离心力的不同而产生第一次分级。考虑到粗颗粒的反弹方向，将风栅叶片与分级叶轮的方向设计为垂直方向对称。在带风栅叶片的圆柱形壳体壁上有切向气流喷射孔，以供二次、三次气流通过，喷射进入分级室，从而产生旋转气流。在一次气流结束后，粗颗粒 (包括夹带细颗粒的“伪粗颗粒”) 被甩到圆柱形壳体内壁上，并沿壁滑落到调隙锥上，粗颗粒堵住调隙锥的缝隙，从而堆积在调隙锥上；一次气流结束后，开始二次气流作用，二次气流对堆积在调隙锥上的粗颗粒进行分级，其中的“伪粗颗粒”就会因离心力作用而从粗颗粒中分离出来，分离出来的细粉沿着整流锥，通过分级叶轮从细粉出口排出；三次气流起强化分级机对被分级物料分散和分级的作用，使分散和分级反复进行，因而有助于提高分级精度和分级效率。

图 2　分级机结构示意
1.2　粉碎机
       粉碎机结构如图 3 所示。粉体从喷嘴上方引入，粗粉经加料器 4 引入粉碎室 1，由于加料器 4 给粗粉一个速度，所以理论上粗粉颗粒在进入粉碎室后朝着喷嘴 5 (4 个对称分布) 射流中心喷射。

图 3　粉碎机结构示意
       同样，为了解决粉体在底部残留问题，在粉碎室 1 的圆形底部也设置了 4 个对称的喷嘴 6，由计算机电器箱统一控制4 个喷嘴的速度，从而使水平方向不会因为分速度而对粉碎室 1 的内壁造成冲击磨损。当粉碎室 1 停止运作后，残留的粉体也可以通过底部的卸料口卸除。通过 8 个喷嘴的喷射作用，在粉碎室 1 的上部形成流化床，颗粒在气流的粉碎冲击中被粉碎，细粉随着气流上升，从细粉出口排出，进入分级机分级。粗粉则由于重力作用而重新回落到粉碎室 1 进行粉碎。在粉碎室外壁上设有压力表 3，可以测出粉碎室 1 的内部气压，一旦测出压力异常，压力表立刻将信息反馈给电器箱中的计算机，使喷嘴强制停止喷射气流，从而避免气流在粉碎室膨胀引起爆炸性事故。
1.3　改性剂雾化装置
       改性剂雾化装置如图 4 所示。压缩空气从气体通道 13 进入雾化装置，一部分气体通过液体输送外壳11 上的小孔进入中心多孔管 2 (管壁有很多小孔，可供空气流入)，大部分气体则流向混合通道 14。在混合通道外壳 9 上开有气体支路 4，通向混合通道 14 的气体有一部分通过气体支路 4 流向 5，进而到达环形缝隙 6，最后通过喷射口 7 通向混合通道 14。改性剂通过液体输送通道 1 进入中心多孔管 2，在中心多孔管 2 中，气体伴随着改性剂向前流动，通过喷嘴 3 进入混合通道14。在改性剂喷出喷嘴 3 的同时，中心多孔管 2 中的气泡膨胀，挤压冲击液体改性剂，气体输送通道 13 中的气体也对该部分液体有摩擦、冲击作用，从而进一步雾化改性剂液体。在雾化后的改性剂喷出雾化装置前，从喷射口 7 喷出的气体再次对其进行冲击雾化，从而可使改性剂粒径更小。

图 4　改性剂雾化装置结构示意
       改性剂雾化装置简单、实用，可做到在同一个装置中对改性剂进行 3 次雾化：① 改性剂从中心多孔管 2 经喷嘴 3 喷出时气泡的膨胀；② 气体输送通道13 的气体冲击，从喷嘴 3 中喷出的改性剂；③ 从喷射口 7 中喷出的气体再次冲击改性剂，从而可得到更小粒径的改性剂颗粒。
1.4　改性室的设计
       改性室的结构如图 5 所示。雾化后的粉体颗粒伴随着气流从雾化硅酸钙入口 3 进入改性室 1。雾化后的改性剂经过改性剂入口后喷射进入改性室，改性剂小雾滴伴随着气流喷射到粉体颗粒上，使粉体与改性剂发生包覆改性，经改性室改性后的粉体通过螺旋输送器 5 输出。
       螺旋输送器的设计是考虑到粉体与改性剂进一步包覆，因为进入改性室的部分粉体颗粒与改性剂可能还未发生改性就已经被气流携带进入螺旋输送器输出。改性室的温度由远红外加热，利用不锈钢作电阻带 10，当电流通过时将电能转变为热能，此热能传导给改性室一侧涂有远红外涂料的陶瓷碳化硅板 9，激发远红外涂料中的金属氧化物原子，可提高远红外辐射能，而碳化硅板既以热传导又以远红外辐射形式向改性室加热。为了保持改性室内温度恒定，同时改善因高温导致的炎热的工作环境，在改性室的外侧设有保温层 7 和隔热绝缘层 6。

图 5　改性室结构示意
3　结语
       基于目前最常用的 SLG 和 PSC 粉体改性机的结构和功能特点，提出了超细粉体改性装置的概念性设计方案，该方案的设计思想是将超细粉体和改性剂单独雾化，然后分别进入改性室包覆改性。该装置可增加粉体与改性剂的接触面，从而提高粉体的包覆率。

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