流化床氣流磨工藝

流化床氣流磨工藝流化床氣流磨工藝流化床氣流磨工藝V:1.0精細(xì)整理，僅供參考流化床氣流磨工藝日期：20xx年X月流化床氣流磨一、流化床氣流磨原理簡介流化床氣流磨是壓縮空氣經(jīng)拉瓦爾噴咀加速成超音速氣流后射入粉碎區(qū)使物料呈流態(tài)化（氣流膨脹呈流態(tài)化床懸浮沸騰而互相碰撞），因此每一個顆粒具有相同的運(yùn)動狀態(tài)。在粉碎區(qū)，被加速的顆粒在各噴咀交匯點相互對撞粉碎。粉碎后的物料被上升氣流輸送至分級區(qū)，由水平布置的分級輪篩選出達(dá)到粒度要求的細(xì)粉，未達(dá)到粒度要求的粗粉返回粉碎區(qū)繼續(xù)粉碎。合格細(xì)粉隨氣流進(jìn)入高效旋風(fēng)分離器得到收集，含塵氣體經(jīng)收塵器過濾凈化后排入大氣。流化床氣流磨用于各種硬度工業(yè)廢棄物微粉化的研究與產(chǎn)品開發(fā)。工藝流程介紹流化床氣流磨對壓縮空氣的要求在－之間，需要保持壓力穩(wěn)定，即使有波動，但是頻率不宜過高，否則將會影響產(chǎn)品的質(zhì)量。其次，對氣體質(zhì)量，要求潔凈、干燥，應(yīng)對壓縮空氣進(jìn)行凈化處理，把氣體中的水份、油霧、塵埃清除，使被粉碎的礦產(chǎn)物料不受污染，特別對要求純度較高的物料的粉碎要求更高，因此當(dāng)需要一級、二級過濾器以及冷凍式干燥機(jī)對空氣進(jìn)行凈化處理。用提升機(jī)把原料提升原料倉內(nèi)，然后通過輸料閥把原料送入氣流粉碎機(jī)的粉碎室。原料輸送機(jī)輸送原料的速度采用自動控制保持粉碎室的原料和空氣混合的濃度相對穩(wěn)定，我們采用這樣的方法可以達(dá)到粉碎時超細(xì)粉產(chǎn)量最佳。粉碎室內(nèi)對稱安裝有兩對噴嘴，壓縮空氣通過噴嘴時形成超音速氣流帶起原料進(jìn)行加速，在空間相互碰撞，把原料粉碎成超細(xì)粉，粉碎效果和噴嘴內(nèi)徑形狀、距離，對稱性以及原料和空氣的混合濃度有關(guān)。噴嘴內(nèi)徑形狀決定其形成音速的最佳速度、距離以及決定原料加速路程。分級是通過高速旋轉(zhuǎn)的分級輪進(jìn)行，分級輪像一個圓“鐵桶”底部的中心固定在直連電機(jī)的主軸上，由電機(jī)驅(qū)動高速旋轉(zhuǎn)，開口處和微粉收集系統(tǒng)的管道入口相對，且保持一定間隙也不能過大，否則未經(jīng)分選的粗粉從間隙進(jìn)入微粉收集系統(tǒng)的管道，影響產(chǎn)品質(zhì)量，為防止此類事件發(fā)生，在間隙處進(jìn)行氣封處理。分級輪的用邊安裝有葉片，葉片間的縫隙為分選微粉的通道。被粉碎的微粉隨氣流飄起，超細(xì)粉由于粒徑小便于通過葉片間的縫隙進(jìn)入微粉收塵器，較大的顆粒，在分級輪的離心力作用下，飛濺到外壁后降落，進(jìn)行再次粉碎。調(diào)整分級輪的轉(zhuǎn)速，可以得到不同粒徑的產(chǎn)品。對于粉碎室內(nèi)，原料和空氣的混合濃度的控制，可以用電容式物料密度控制開關(guān)或傳感器控制。當(dāng)物料和空氣混合濃度增加時，隨氣流飄起的粉塵密度增加，撞擊分級輪的粉塵增加，使驅(qū)動電機(jī)的電流增加，反之驅(qū)動電機(jī)的電流減小，利用電機(jī)電流的大小，控制輸送原料的多少，可使物料和空氣的混合濃度調(diào)到最佳，當(dāng)驅(qū)動電流增加立即停止輸料，以達(dá)到出粉和輸料保持動態(tài)平衡，保證產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定。微粉收集系統(tǒng)由旋風(fēng)分離器和粉塵收集組成，超細(xì)粉通過密封管道進(jìn)入旋風(fēng)分離器，氣流在旋風(fēng)分離器內(nèi)旋轉(zhuǎn)，把超細(xì)粉甩出降落，由排料系統(tǒng)排出包裝即是成品。旋風(fēng)分離器可以用一級或兩級，從旋風(fēng)分離器飄出的氣流，還有部分粉塵進(jìn)入粉塵收集器，通過布袋上的粉塵，其尾氣在引風(fēng)機(jī)的作用下抽出，粉塵含量非常少，為防止這些粉塵排入大氣中污染環(huán)境，可以增加一套粉塵過濾器，回收粉塵，尾氣最后排入大氣中。整個生產(chǎn)過程由控制柜自動控制進(jìn)行，控制柜供給整個生產(chǎn)用電機(jī)（不包括氣源用電），還可以控制參數(shù)調(diào)整，自動啟停，自動保護(hù)，故障報警及自動停機(jī)。保障設(shè)備安全運(yùn)行和產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定。圖1所示為其工藝流程圖。圖1流化床氣流磨工藝流程圖主要設(shè)備由上面的工藝流程介紹，我們可以發(fā)現(xiàn)，一臺完整的流化床氣流磨系統(tǒng)由表1所列出的部件所組成。表1流化床氣流磨主要設(shè)備構(gòu)成序號部件名稱規(guī)格、型號、材質(zhì)數(shù)量備注1喂料系統(tǒng)\1變頻喂料，下料機(jī)速度受機(jī)內(nèi)料量和分級輪電流控制。2磨主機(jī)\1分級輪電機(jī)與分級輪直聯(lián)。3旋風(fēng)分離器\1特殊裝置能更好地使含塵氣體作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，借助于顆粒的離心力使其從氣體分離。4布袋式除塵器\1脈沖電磁閥清灰，粉塵排放符合國家環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)。5高壓引風(fēng)機(jī)\1帶風(fēng)量調(diào)節(jié)閥門，輸出管道等。6控制系統(tǒng)與軟件\1變頻器、PLC、接觸器、空開以及熱繼電器等。7其他\配套\控制要求需要控制的參量①氮氣濃度此系統(tǒng)內(nèi)含一套高精度氧含量檢測裝置和自動補(bǔ)氮裝置，其功能是在線實時控制。將系統(tǒng)內(nèi)的氧氣含量檢測出來，然后根據(jù)檢測的結(jié)果來決定是否需要進(jìn)行補(bǔ)氮。如果系統(tǒng)中氧含量超標(biāo)，則系統(tǒng)自動地啟動補(bǔ)氮閥，高純氮自動向系統(tǒng)補(bǔ)充。當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到所需的氮氣純度時，補(bǔ)氮閥自動關(guān)閉。在系統(tǒng)粉碎易燃物料時，該設(shè)備配套防火裝置。系統(tǒng)氧含量超標(biāo)且不能及時補(bǔ)充純氮時，系統(tǒng)會自動切斷閉環(huán)系統(tǒng)的通路，以防止系統(tǒng)中火源進(jìn)入過濾器和壓機(jī)。②分級機(jī)的轉(zhuǎn)速在分級輪的離心力作用下，飛濺到外壁后降落，進(jìn)行再次粉碎。調(diào)整分級輪的轉(zhuǎn)速，可以得到不同粒徑的產(chǎn)品。③氣流磨噴嘴加速距離噴嘴出口到碰撞面的距離越短，顆粒的碰撞速度越高，從而粉碎產(chǎn)生的顆粒越細(xì)。④給料量磨機(jī)內(nèi)顆粒濃度是影響顆粒碰撞幾率和顆粒所攜平均動能的重要因素之一。在氣流磨中給料量的大小與其中的顆粒濃度極為相關(guān)。當(dāng)給料量大時，顆粒相互碰撞的幾率較大，同時顆粒所攜平均動能也較低。在給料量較低的情況下，氣流粉碎過程受顆粒所攜平均動能的影響比顆粒碰撞幾率的影響更大，粉碎產(chǎn)生的細(xì)顆粒也越多。⑤氣流磨的工作壓力氣流磨的工作壓力是影響噴射氣流速度的重要因素，往往工作壓力越大，噴射氣流速度越高。在氣流平穩(wěn)、顆粒隨流性較好的情況下，噴射氣流的速度越高，往往被加速的顆粒其碰撞速度越高，因而粉碎程度越大，產(chǎn)品粒度越小，然而，當(dāng)工作壓力過高時，噴射氣流速度隨工作壓力提高而增加緩慢，顆粒的粒徑下降已不明顯，而能耗急劇增大，因此一般采取的壓力不宜過高；噴嘴入口壓力與出口壓力必須滿足一定的條件才能使出口氣流速度達(dá)到設(shè)計的值（音速或一定馬赫數(shù)）當(dāng)提高入口壓力無法獲得相應(yīng)的高產(chǎn)量和足夠的細(xì)度時，必須考慮能耗、成本及磨機(jī)的效率等問題。⑥速度影響相應(yīng)的氣流粉碎工作時,其高速的氣流能夠帶動物料,通過高速的轉(zhuǎn)動將動能轉(zhuǎn)化為對物料顆粒的粉碎能力,不過噴嘴的氣流速度下降比較快,如果物料的粒度越小,那么其被加速達(dá)到的速度就會越大,其最大速度需要的加速距離也就越短;如果粒度越大,其需要的被加速達(dá)最大速度也就越小,則其加速的距離也相對越長。所以，對于流化床氣流磨的噴嘴的速度調(diào)整的合適與否。直接影響著物料的最終粉碎效果。其噴嘴的加速距離和顆粒的密度,進(jìn)料的粒度,物料的氣固濃度以及產(chǎn)品的力度存在著較為緊密的關(guān)系。⑦原料和空氣混合的濃度當(dāng)物料和空氣混合濃度增加時，隨氣流飄起的粉塵密度增加，撞擊分級輪的粉塵增加。生產(chǎn)工藝對控制系統(tǒng)的要求圖2為流化床式氣流磨超細(xì)粉生產(chǎn)線設(shè)備示意圖。物料由下料倉1經(jīng)雙翻板蝶閥2送入喂料機(jī)構(gòu)3，再由喂料機(jī)構(gòu)送入磨室7。磨室內(nèi)設(shè)有四個對噴的噴嘴，物料被噴嘴噴出的高壓高速氣流旋起，在磨室內(nèi)物料顆粒在高速氣流所孕育的巨大動能的作用下被加速，在噴嘴8交匯處發(fā)生相互沖擊碰撞，從而達(dá)到粉碎目的。被粉碎的物料隨上升氣流到達(dá)到分級區(qū)，分級區(qū)內(nèi)的渦輪式超微分選器6分選出所需細(xì)度的物料經(jīng)過出料筒被高效旋風(fēng)分離器9收集。粉體的粉碎和分級在同一腔體內(nèi)同時進(jìn)行,大大提高了粉體的粉碎和分級的功效，未被分選器分選的粗料又返回到對撞粉碎區(qū)繼續(xù)粉碎。這樣連續(xù)加料，在磨腔內(nèi)按上述循環(huán)周而復(fù)始，連續(xù)出料生產(chǎn)。輸出的細(xì)料經(jīng)高效旋風(fēng)分離器出料口10收集產(chǎn)品，物料分離后的氣流經(jīng)過過濾器12過濾、凈化后通過濾清粉單向閥13可反復(fù)循環(huán)使用。圖2流化床式氣流磨生產(chǎn)設(shè)備示意圖根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求，控制系統(tǒng)的動作描述如下：（1）開控制柜電源、開冷卻水開關(guān)、系統(tǒng)進(jìn)入初始化模塊,在完成初始化操作后，進(jìn)行低壓補(bǔ)、排氣操作。（2）在低、高壓罐壓力到達(dá)額定值后，PLC若處于遠(yuǎn)程控制下，壓縮機(jī)運(yùn)行按鈕有效時，打開壓縮機(jī)進(jìn)氣口閥，啟動壓縮機(jī)運(yùn)行，并對壓縮機(jī)的出口壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)。（3）在壓縮機(jī)出口壓力滿足要求后，當(dāng)開研磨閥按鈕有效時，打開研磨閥，對研磨閥出口壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)。（4）在研磨閥出口壓力滿足要求后，根據(jù)操作時序,依次完成下料、喂料、分離、過濾等操作。（5）系統(tǒng)在（1）到（4）之間循環(huán),當(dāng)停機(jī)按鈕或急停有效時，系統(tǒng)退出循環(huán)。五、控制策略系統(tǒng)軟件組成系統(tǒng)的控制軟件按生產(chǎn)工藝的要求，劃分為功能相對獨立的模塊，每一模塊獨立完成一項特定的功能最后由主控模塊將它們按邏輯進(jìn)行組裝。采用模塊化設(shè)計，使程序的結(jié)構(gòu)簡單明了，易于調(diào)試。本次控制系統(tǒng)共包含6個大的控制模塊，每個大的模塊內(nèi)可能含若干個完全獨立的小模塊。如表1所示：表1控制系統(tǒng)軟件功能模塊序號模塊名稱功能描述模塊執(zhí)行條件包含的子模塊1初始化模塊對系統(tǒng)中的閥、標(biāo)志位和變量賦初值系統(tǒng)上電無2氣路調(diào)節(jié)監(jiān)控模塊對系統(tǒng)的氣路進(jìn)行調(diào)節(jié)，以滿足系統(tǒng)對氣體壓力的要求初始化模塊結(jié)束后高、低壓罐氣路調(diào)節(jié)子模塊、壓縮機(jī)氣路調(diào)節(jié)模塊、研磨閥氣路調(diào)節(jié)模塊、PID調(diào)節(jié)模塊、氣壓監(jiān)控模塊3送料模塊完成系統(tǒng)的送料操作氣路調(diào)節(jié)有效下料操作模塊、喂料操作模塊4粉料加工模塊完成粉料的加工氣路調(diào)節(jié)有效磨室監(jiān)控模塊、旋風(fēng)分離器控制模塊5過濾模塊完成對氣體的過濾操作氣路調(diào)節(jié)有效過濾器監(jiān)控模塊、過濾器清洗模塊6停機(jī)處理模塊執(zhí)行關(guān)機(jī)或緊急關(guān)機(jī)操作正常停機(jī)或緊急停機(jī)信號有效正常關(guān)機(jī)模塊、緊急關(guān)機(jī)模塊料位控制磨室內(nèi)料位的控制是提高磨機(jī)效率和粉碎產(chǎn)品質(zhì)量的重要因素之一，是氣流磨自控系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)。由于物料在磨室內(nèi)是流動的，而且在空間的分布密度受壓力、流速變化的影響很大，因此所謂的料位控制，實際上是物流量的控制。本系統(tǒng)采用料位閉環(huán)變頻調(diào)速控制方式，實現(xiàn)料位的閉環(huán)控制，其控制框圖如圖3所示。圖3料位閉環(huán)變頻調(diào)速控制框圖XLC-下料倉；FBJG-翻板機(jī)構(gòu)；BPQ-變頻器；GLJG-給料機(jī)構(gòu)；MS磨室；LWFK-料位反饋；MLZLFK-磨室重量反饋物料由下料倉經(jīng)翻板機(jī)構(gòu)進(jìn)入到由變頻器控制電機(jī)拖動的螺桿推進(jìn)式給料機(jī)構(gòu)中，再由給料機(jī)構(gòu)將物料送入磨室中。其中翻板機(jī)構(gòu)中蝶閥的開度受磨室重量信號的控制，當(dāng)磨室重量由下限值(磨室空載)向上限值（磨室滿載）變化時，蝶閥的開度相應(yīng)的由大向小變化，下料倉通過蝶閥進(jìn)入給料機(jī)構(gòu)中的物料由多變少，當(dāng)?shù)竭_(dá)上限值時，蝶閥完全閉合，此時下料倉就停止向給料機(jī)構(gòu)供料，直到磨室的重量下降到某一設(shè)定值，蝶閥開啟恢復(fù)供料。同時給