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流化床气流粉碎机及喷嘴设计ppt课件

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流化床原理讲课课件

流化床原理讲课课件

循环流化床锅炉设备及运行第一讲：循环流化床锅炉及其优缺点一.流化床锅炉（CFB）1.流化：（1）颗粒分类：C类颗粒：颗粒的粒度很细，一般d＜20μm，颗粒间互相作用力很大，属难以流化的颗粒。

因此气流通过此床层时，往往会出现沟流现象。

A类颗粒：颗粒的粒度较细，d = 20～90μm，如化工流化床常用的催化裂化剂，这类颗粒通常很容易流化，并且从开始流化到开始形成气泡之间一段很宽的气速范围内，床层能均匀散式膨胀（粒子均为分散）。

B类颗粒：中等颗粒，d =90～650μm，具有良好的流化性能，此种颗粒在流化速度达到临界流速时即发生鼓泡现象，循环流化床锅炉启动时常用的沙子就属于此类颗粒。

D类颗粒：这种颗粒具有较大的粒度和密度，颗粒的范围较大，属于宽筛分，大部分燃煤流化床锅炉的炉内颗粒属于此类。

（ABC类均属窄筛分）。

（2）流态化：当流体向上流过具有一定粒径的颗粒床层时，床层的运动状态随流体的流速的变化而改变：①当流体的流速较低时，颗粒静止不动，流体只能从颗粒之间的缝隙中通过，所有颗粒互相接触，并座落在布风板上，这就是固定床；②当流体的流速增加到某一速度后，所有颗粒不再由布风板支持，而全部由流体的摩擦力承托。

对单个颗粒而言，它不再依靠与其相邻的颗粒接触而维持它的空间位置，相反在失去了机械支撑后，每个颗粒可以在床层中自由运动。

就整个床层而言，无数个自由运动的颗粒组成的床层具有了许多类似流体的性质，这种状态称为流态化。

（3）临界流化速度：颗粒床层从静止状态变成流态化时的最小速度。

（4）流态化的类型：①散式流态化：一般液固两相流的流态化就属于散式流态化，颗粒均匀分布于床层中。

②聚式流态化：气固两相流的流态化就属于聚式流态化，颗粒并不是均匀１地流过床层，一部分气体形成气泡经床层短路逸出，颗粒被分成群体做喘流运动，床层中的空隙率随时间和位置不同而变化，就称为聚式流态化，燃煤锅炉的流态化就属于这种流态化。

（5）流态化类似流体的性质主要有：①在任何一高度的静压近似等于此高度以上单位截面上固体颗粒的重量。

《气流磨操作培训》PPT课件

《气流磨操作培训》PPT课件
3、自动控制时应注意保证轴承防护气体工作压力,通过 调压器调整在( 0.10MPa — 0.42MPa )范围内. 密封气 体工作压力, 通过调压器调整在( 0.10MPa—0.22MPa ) 范围内.
17
精选课件
7
精选课件
ห้องสมุดไป่ตู้
气流磨
8
精选课件
气流磨
9
精选课件
分级机电流表显示分级机电流,上限电流最大 值不能超过电机额定值15A 。分级机通过调频 器无级调速在500—6000r/min范围内可调。
轴承防护气体工作压力,通过调压器调整在 0.10MPa — 0.42MPa范围内。
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精选课件
密封气体工作压力, 通过调压器调整在 0.10MPa—0.22MPa 范围内
气流磨 操作培训
上岗培训篇
1
精选课件
一、基本介绍
QLM-3.5流化床式气流磨是一种利用气 流实现 物料粉碎的设备,它能将物料粉碎到微米级。
2
精选课件
设备组成
气流磨由五个部分组成：
1、空 气 压 缩 机 ； 2、气 源 净 化 系 统 ； 3、喂 料 系 统； 4、磨 体、成 品 收 集 系统； 5、控 制 柜。
16
精选课件
七、自动控制操作过程及应注意事项
1、开机前,首先启动空压机和调好气源压力。压缩机启 动和停车的操作按压缩机的操作规程进行。
2、首先按下‘ 自动状态 ’按纽,此时自动运行状态显示 灯亮,可以进行自动操作。按下“ 全机启/停 ”按纽 ( 绿灯亮 ),则整套设备将按程序自动控制运转。其启动 顺序为：密封气、分级机、引风机、反吹布袋、气动 蝶阀、研磨气、喂料阀、排料阀。
3
精选课件

流化床气流磨工艺设计

流化床气流磨工艺设计

流化床气流磨一、流化床气流磨原理简介流化床气流磨是压缩空气经拉瓦尔喷咀加速成超音速气流后射入粉碎区使物料呈流态化（气流膨胀呈流态化床悬浮沸腾而互相碰撞），因此每一个颗粒具有相同的运动状态。

在粉碎区，被加速的颗粒在各喷咀交汇点相互对撞粉碎。

粉碎后的物料被上升气流输送至分级区，由水平布置的分级轮筛选出达到粒度要求的细粉，未达到粒度要求的粗粉返回粉碎区继续粉碎。

合格细粉随气流进入高效旋风分离器得到收集，含尘气体经收尘器过滤净化后排入大气。

流化床气流磨用于各种硬度工业废弃物微粉化的研究与产品开发。

二、工艺流程介绍流化床气流磨对压缩空气的要求在0.7－0.8MPa之间，需要保持压力稳定，即使有波动，但是频率不宜过高，否则将会影响产品的质量。

其次，对气体质量，要求洁净、干燥，应对压缩空气进行净化处理，把气体中的水份、油雾、尘埃清除，使被粉碎的矿产物料不受污染，特别对要求纯度较高的物料的粉碎要求更高，因此当需要一级、二级过滤器以及冷冻式干燥机对空气进行净化处理。

用提升机把原料提升原料仓内，然后通过输料阀把原料送入气流粉碎机的粉碎室。

原料输送机输送原料的速度采用自动控制保持粉碎室的原料和空气混合的浓度相对稳定，我们采用这样的方法可以达到粉碎时超细粉产量最佳。

粉碎室内对称安装有两对喷嘴，压缩空气通过喷嘴时形成超音速气流带起原料进行加速，在空间相互碰撞，把原料粉碎成超细粉，粉碎效果和喷嘴内径形状、距离，对称性以及原料和空气的混合浓度有关。

喷嘴内径形状决定其形成音速的最佳速度、距离以及决定原料加速路程。

分级是通过高速旋转的分级轮进行，分级轮像一个圆“铁桶”底部的中心固定在直连电机的主轴上，由电机驱动高速旋转，开口处和微粉收集系统的管道入口相对，且保持一定间隙也不能过大，否则未经分选的粗粉从间隙进入微粉收集系统的管道，影响产品质量，为防止此类事件发生，在间隙处进行气封处理。

分级轮的用边安装有叶片，叶片间的缝隙为分选微粉的通道。

流化床气流磨粉碎原理

流化床气流磨粉碎原理

流化床气流磨粉碎分级原理简介
流化床式气流磨是气流磨的一种，是利用高速气流的能量对固体物料进行超细粉碎的机械设备。

图1-1 图1-2
工作时，物料通过进料装置进入磨室中，压缩气体通过粉碎喷嘴后急剧膨胀、加速，产生的超音速喷射流在粉碎室下部形成向心逆喷射流场，在压差的作用下使磨室底部的物料流态化，被加速的物料在多喷嘴的交汇点汇合，产生剧烈的冲击、碰撞、摩擦而粉碎（如图1-1所示）。

经粉碎的物料随上升的气流一起运动至粉碎室上部的一定高度，较大颗粒在重力的作用下，沿磨室壁面回落到磨室下部，较小颗粒随气流一起运动到上部的分级机构。

在高速涡轮所产生的流场内，不符合细度要求的颗粒在离心力作用下被抛向筒壁附近，并失速回落磨室下部再次粉磨，而符合细度要求的微粉则通过分级片流道，随气流经出料口排出至旋风分离器进行成品收集（如图1-2所示）。

流化床的基本原理课件

流化床的基本原理课件
特点
流化床生物质燃烧可实现生物质的清洁燃烧，同时具有高燃烧效率、低污染排 放和能源利用效率高等优点，是当前生物质能利用领域的研究热点之一。
应用案例三：废弃物处理
原理
流化床废弃物处理是将废弃物破碎后，在流化床内与空气混 合燃烧的技术。
特点
流化床废弃物处理可实现废弃物的减量化、无害化和资源化 处理，同时具有处理量大、燃烧效率高和能源利用效率高等 优点，是当前废弃物处理领域的研究热点之一。
应用领域
流化床广泛应用于能源、 化工、环保等领域。
流化床的组成
床层
由固体颗粒组成，提供反应或 传热表面。
气体分布板
使气体均匀分布，避免形成沟 流。
气体和固体输送系统
用于向床层中加入或排出气体 和固体。
控制系统
监测和控制温度、压力等参数 。
流化床的工作原理
01
02
03
04
流态化现象
当气体或液体通过固体颗粒床 层时，颗粒会呈现类似流体状
对流传热
通过流体流动时与固体表面之间的摩擦作用，将 热能从流体的一部分传递到另一部分。
辐射传热
通过电磁波将热能从一个物体传递到另一个物体 。
流化床的传热过程
01
02
03
04
热气体通过流化床底部入口进 入，与床内固体颗粒充分混合
。
固体颗粒被加热到接近气体温 度，形成均匀温度分布。
热气体和固体颗粒之间的传热 导致固体颗粒被进一步加热。
05 流化床的应用与 案例分析
工业应用领域
能源领域
流化床在能源领域中有着广泛的应用，如煤燃烧、生物质燃烧等 ，可用于生产电力和热力。
环保领域
流化床技术也可用于废弃物处理，如生活垃圾、工业废弃物等，可 实现废弃物的减量化、无害化和资源化处理。

气流粉碎机

气流粉碎机

性能特点
●内含卧式分级装置，顶点切割准确，产品粒度D97：2－45微米之间可调，粒形好，粒度分布窄。 ●低温无介质粉碎，尤其适合于热敏性、低熔点、含糖份及挥发性物料的粉碎 。 ●设备拆装清洗方便，内壁光滑无死角。 ●整套系统密闭粉碎，粉尘少，噪音低，生产过程清洁环保。 ●控制系统采用程序控制，操作简便。
气流粉碎机
粉碎机械
01 工作原理
03 性能特点 05 应用领域
目录
02 产品分类 04 技术参数
气流粉碎机主要适用于的粉碎机理决定了其适用范围广、成品细度高等特点，典型的物料有：超硬的金刚石、 碳化硅、金属粉末等，高纯要求的：陶瓷色料、医药、生化等，低温要求的：医药、PVC。通过将气源部份的普 通空气变更为氮气、二氧化碳气等惰性气体，可使本机成为惰性气体保护设备，适用于易燃易爆、易氧化等物料 的粉碎分级加工。
工作原理
气流粉碎机结构图气流粉碎机与旋风分离器、除尘器、引风机组成一整套粉碎系统。压缩空气经过滤干燥后， 通过拉瓦尔喷嘴高速喷射入粉碎腔，在多股高压气流的交汇点处物料被反复碰撞、磨擦、剪切而粉碎，粉碎后的 物料在风机抽力作用下随上升气流运动至分级区，在高速旋转的分级涡轮产生的强大离心力作用下，使粗细物料 分离，符合粒度要求的细颗粒通过分级轮进入旋风分离器和除尘器收集，粗颗粒下降至粉碎区继续粉碎 。
技术参数
注：处理量与原料的粒度、比重、硬度、水分等指标密切相关，以上仅供选型参考。
应用、陶瓷、耐火材料、医药、农药、食品、保健品、新材料等行业。
谢谢观看
产品分类
我国工业上应用的气流粉碎机主要有一下几种类型：扁平式气流磨、流化床对喷式气流磨、循环管式气流磨、 对喷式气流磨、靶式气流磨。这几种类型气流粉碎机中又以扁平式气流磨、流化床对喷式气流磨、循环管式气流 磨应用较为广泛。

流化床式气流 粉碎机PPT30页

流化床式气流 粉碎机PPT30页
42、只有在人群中间，才能认识自 。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道。——苏联
流化床式气流 粉碎机
41、俯仰终宇宙，不乐复何如。 42、夏日长抱饥，寒夜无被眠。 43、不戚戚于贫贱，不汲汲于富贵。 44、欲言无予和，挥杯劝孤影。 45、盛年不重来，一日难再晨。及时 当勉励 ，岁月 不待人 。
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹

流化床气化技术ppt课件

流化床气化技术ppt课件
使用二次气化剂的目的是为了提高煤的气 化效率和煤气质量
常压温克勒气化炉优点
优点：
温克勒气化工艺单炉的生产能力较大、 煤气中无焦油，污染小。
由于气化的是细颗粒的粉煤，因而可 以充分利用机械化采煤得到的细粒度 煤。
由于煤的干馏和气化是在相同温度下 进行的，相对于移动床的干馏区来讲， 其干馏温度高得多，所以煤气中几乎 不含有焦油，酚和甲烷的含量也很少，
① 对床层膨胀度的影响： 当气流的质量流量不变时，随着压力的提高，床
层膨胀度急剧下降。 为使膨胀度达到保证正常流化所需的值，则需提
高气体的线速度，即增加鼓风量（生产能力增加）。 当负荷、粒度组成、膨胀度均相同的条件下，加
压下流化床可得到较均匀的床层，气泡含量很少， 颗粒的往复运动均匀，并具有相当明显的上部界限。 所以，加压流化床的工作状态比常压下稳定。
（2)压力的影响
采用加压流化床气化可改善流化质量，消除一 系列常压流化床所存在的缺陷。
采用加压，增加了反应器中反应气体的浓度， 在相同流量下减小，气流速度，增加了气体与原 料颗粒间的接触时间。在提高生产能力的同时， 可减少原料的带出损失。
在同样生产能力下，可减小气化炉和系统中各 设备的尺寸。
压力的影响
常压温克勒气化法的工艺缺点，主要是由于操作 温度和压力偏低造成的。为克服上述缺点，需提 高操作温度和压力
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
1、基本原理
（1)温度的影响 已知提高气化反应温度有利于二氧化碳还原和水
煤加氢气化炉
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统

流化床的基本原理 PPT课件

流化床的基本原理 PPT课件
u=u1＜ut 故颗粒必然回落到界面上。
由此可见，流化床存在的基础是大量颗粒的群 居。群居的大量颗粒可以通过床层的膨胀以调 整空隙率，从而能够在一个相当宽的表观速度 范围内悬浮于流体之中。这就是流化床之可能 存在的物理基础。
流体
7
（3）颗粒输送阶段
如果流体（气体）流量继续增加，始 终出现u1＞ut的关系，始终up＞0 ， 则颗粒被带出床外，此时，称为颗粒 输送阶段。此时的流体表观速度u称 为带出速度。在带出状态下床截面上 的空隙率即认为是1.0 ，此时u=u1 。 显然，带出速度u数值上等于ut 。据 此原理，可以实现固体颗粒的气力输 送或液力输送。
3
保持固定床状态的最大空床气速 umax 床层形态由固定床向流化床转换的临界条件：
u1
u u 1,max
max f ixe d be d
u1,max u ut
umax为维持固定床状态的最大表观 气速。
起始流化速度：
如u果mf是=均u一m的ax颗粒，其ut 可以计算出
气泡外形成一层不与乳相中流体相混合的区域。这一层为气泡云，在 其中，气泡内的气体与固体颗粒获得了有效的接触，得到反应。气泡越 大，气泡的上升速度越快，气泡云也就越薄，气泡云的作用也就减弱。21
气泡的作用
1、是床层运动的动力，加剧气-固两相相对运动；
2、造成床层内颗粒的剧烈搅拌，使流化床具有很高 的颗粒与气体、床料与表面的换热速率，因此流化床 具有等温的特征；
3、参与传质，使反应物：气泡相 乳相；
产物：乳相
气泡相
4、降低流化床气固接触效率；
5、上升到床层表面破碎时，将大量颗粒抛入床层上
方，使流化床颗粒损失。
22
5.3.5 Geldart 颗粒分类

流化床反应器的设计 ppt课件

流化床反应器的设计 ppt课件
式中只适用于Re<10,即较细颗粒。
由上式看出，影响临界流化速度的因素有： ①颗粒直径 ②颗粒密度 ③流体黏度
u ❖ ②气泡上升速度是气泡的重要参数之一。流化床单个气泡的
上升速度 br 可取：
ubr0.71(g1ed)12
在实际床层中，出现成群上升的气泡时，上升速度 一般用下式计算：
ubr uum f 0.7(1 ge 1 )d 12
pD
9.80C 7D
u2f 22g
pD
分布板压降，Pa； 开孔率；
CD
阻率系数，其值在1.5-2.5
❖ 分布板的临界压力降
❖ 临界压降是指分布板能起到均匀布气并具有良好稳定性的最小压降， 它与分布板下面的气体引入及分布板上床层有关。
❖ 分布板的压力降分为布气临界压降和稳定性临界压降。
(PD)dc180002fgu2
开孔率小于 1%径向流速
趋于均匀。
五 流化床的数学模型
建立数学模型的目的是要定量地分析影响流化床 性能的各个参数之间的数学关系，解决反应器放大和 控制以及相关的最优化问题。 7.4.1 模型的类别
{ （1）简单均相模型
全混流模型 活塞流模型
（2）两相模型
{ 气泡相（活塞流）— 乳化相（活塞流） 气泡相（活塞流）— 乳化相（全混流）
液固流化为 散式流化
散式流化床
颗粒与流体之间的密度差是它们主要区别
聚式流化床
气固流化为聚式 流化
❖ ②特殊（压力较高的气固系统或者用较轻的液体流化较重的颗 粒）情况下两种流化床判别：
wilhelm和郭慕孙首先先用弗劳德数来区分两种流化态：
Fr
u
2 m
f
mf
dpg
研究表明：

流化床气流粉碎机及喷嘴设计ppt课件

流化床气流粉碎机及喷嘴设计ppt课件

M
K 1
2 )]2(K 1)
A* M K 1
2
22
参数计算（2）
1、已知滞止参数及出口速度 通过V/V*的关系求M，进而计算所有参数 2、已知滞止参数及出口马赫数 根据马赫数可求出所有截面的参数 3、已知滞止参数及出口压力 通过出口压力与滞止压力的关系求出出口截
面马赫数，进而计算出口截面参数
流化床气流粉碎机
1.气流粉碎机
• 利用高速气流（300～500m/s）或过热蒸汽（300～400℃）的能量使颗 粒产生相互冲击、碰撞、摩擦剪切而实现超细粉碎，广泛应用于化工、 非金属矿物的超细粉碎，是最常用的超细粉碎设备之一。
（1）气流粉碎机的工作原理
将压缩空气通过拉瓦尔喷管加速成亚音速或超音速气流，喷出的射 流带动物料作高速运动，使物料碰撞、摩擦剪切而粉碎。
（3）气流粉碎机的特点
优点：
1） 80%以上的颗粒是依靠颗粒间的相互冲击碰撞被粉碎的，只 有不到20%的颗粒是通过颗粒与粉碎室内壁的碰撞和摩擦被粉 碎。可以粉碎莫氏硬度为1～10的材料，经气流粉碎后的物料 平均粒度细，最细可以达到0.2μm，一般为0.5μm～20μm； 粒度分布较窄，可以满足窄粒度分布产品粉的要求； 2）由于压缩空气在喷嘴处绝热膨胀会使系统温度降低，颗粒的 粉碎是在低温瞬间完成的，从而避免了某些物质在粉碎过程中 产生热量而破坏其化学成分的现象发生，尤其适用于热敏性物 料的粉碎。加工温度低（小于气流温度），材料破碎时的应变 率高，可粉碎低熔点、热敏性和生物等材料。可粉碎低熔点和 热敏性材料及生物活性制品。
参数计算（2）
例子：一台蒸汽喷射器的喷嘴，使用的蒸汽压力P0=1.0MPa，T0=200℃，流量Q=2kg/s，
要求出口压力50000Pa。求喷嘴主要参数。

流化床PPT课件

流化床PPT课件
所谓临界流化速度指刚刚哪能使粒子流化起来的气体空床 流速。可用测定空床层压降变化来确定。如图7-3。
11
.
7.2 流化床中的气、固运动 第7章 流化床反应器
7.2.1 流化床的流体力学 流化床压降用下式计算：
pW A tL m f 1m f pg..............(7 1 )
从图中实线的拐点就可定出固定最小流化速率umf。 起始流化速率可用下式子计算：
8
.
7.1 概述
第7章 流化床反应器
但流化床也有一些不足之处：
混合剧烈，存在相当宽的停留时间分布。 气泡通过床层，减少了气-固相接触机会，降低了转化率。 剧烈的碰撞、磨擦，加速了催化剂的粉化。 流动现象的复杂性，揭示其内在规律性较难。 在出口，需要旋风分离设备，回收催化剂。
9
.
图
图
7.2 流化床中的气、固运动 第7章 流化床反应器 7.2.1 流化床的流体力学 （1）临界流化速度（umf）
• 对于B类颗粒，由图7-8求X，图7-9求Y，然后按下式子求出R。
• R=1+XY………….（7-26）
18
.
7.2 流化床中的气、固运动 7.2.2 气泡及其行为
第7章 流化床反应器
⑴气泡的结构 人们常把气泡与气泡以外的密相床部分分别称作泡
相与乳相。气泡在上升途中，因聚并和膨胀而增大， 同时不断与乳相间进行着质量的交换，所以气泡不仅 是造成床层运动的动力，又是授受物质的储存库，它 的行为自然就是影响反应结果的一个决定性因素。
1 .7 3 3 m 0 f f d p u mf d 3 p
p 2 g ..... 7 . .( 2 ) ..
12
.
7.2 流化床中的气、固运动 第7章 流化床反应器

生物流化床ppt课件

生物流化床ppt课件
YK s
, i )
Ks
Rv
Ks max
Q
g
2
( V
max
, b Las
YKs
, i )
Ks
因为直接求ρ e／ρi和Rv的解析比较困难。Atkinson采用图解法求 值
Your company slogan
该图反应的是无量纲 进水浓度ρi ／ Ks的 值为100的条件下， g1函数所反映的残余 函数率ρe ／ρi对无 量纲停留时间倒数Q ／Vμmax的变化关 系。
Your company slogan
生物流化床的优缺点
生物流化床的优点： 1、有机物容积负荷高，抗冲击负荷能力强。 2、微生物活性强，处理效率高。 3、占地少，投资省。
生物流化床的缺点： 1、设备的磨损比固定床严重，载体颗粒在流动过程中会磨损变
小。 2、设计时还存在着生产放大方面的问题，如防堵塞、曝气方法、
以空气为氧源，往往需要采用较大的回流比，动力消耗较大，回流比r 值确定后还应观察在此流速条件下生物载体是否流化。
Your company slogan
三相生物流化床
三相生物流化床是气、液、固三相直接在流化床内进行生化反应， 不另设充氧设备和脱膜设备，载体表面的生物膜依靠气体的搅动 作用，使颗粒之间剧烈摩擦而脱落。三相流化床又称气动流化床。 三相生物流化床的设计应该注意防止气泡在床内合并成大气泡影 响充氧效率。充氧方式有减压释放空气充氧和射流曝气充氧等形 式。由于可能有少量载体被带出床体，因此通常有载体回流。
Si Se Qi Qe
(1 r)Q(Qi Qe ) Q(Si Se )D
r (Si Se ) 1 Qi Qe
分别为进水和出水BOD5浓度，mg ／L。 分别为进水和出水的溶解氧浓度， mg ／L。

2019年-《流化床反应器》PPT课件-PPT精选文档

2019年-《流化床反应器》PPT课件-PPT精选文档

1.1有机硅在国内外的进展程度
（2）国外在生产有机硅领域的领先者有：
★美国道康宁公司(DowCorning)
产量为：300kt／a
★通用电气有机硅公司(GE)
产量：约200kt／a
★德国瓦克化学(Waker)
产量：约160kt／a
★日本信越化学(Shinetsu)
产量：约110kt／a
★法国罗纳—普朗克化学(Rhone-Polenc)
2.2 直接法合成有机硅单体的原理 0 1 合成有机硅单体的工艺流程图
图1 甲基单体合成单元工艺流程框图
2.3流态化技术
01 流态化概述
固体颗粒像流体一样进行流动的现象称为流态化。 流态化是一门强化颗粒与流体（气体或液体）之间接触 和传递的工程技术。按流态化类型可分为三类：散式流 态化，聚式流态化和三相流态化。
1.3 流化床的现有现 状
目前研发的反应器主要有柱型流化床、柱锥形流
化床、带脉冲喷嘴的下锥式流化床、异径流化床、 带扩大顶部的下锥体流化床。
2 工艺流程的介绍
1 工业合成甲基氯硅烷的研究 2 直接法合成有机硅单体的原理 3 流态化技术
2.1 工业合成甲基氯硅烷的研究
• 现代有机硅和有机硅工业的产生始于格力雅反应。1904年 F.Stanley Kipping和Dilthey通过格力雅反应合成了有机硅化合 物，这是有机硅发展史上的一大飞跃，迄今它仍是实验室合成 含Si-C化合物的重要方法。
产量：约100kt／a
1.1有机硅在国内外的进展程度
Lorem
这些大公司占有了全球 80%以上的生产能力。其他 还有美国威特科(Witco)、 德国许耳斯(Hüls)、拜耳 (Bayer)、日本东芝、东丽 等公司也有相当规模生产 能力，而俄罗斯、东欧、 中国被认为是从事小规模 生产的国家和地区。

2015粉体第3章课件

2015粉体第3章课件
1/ 2
（三）被粉碎物料的物性
强度：被破碎物料对外力的抵抗能力 。 实测强度约为理论强度的1/100～1/1000。 硬度：表示材料抵抗其它物体刻划或压入其表 面的能力，即使固体表面产生局部变形所需的 能量。 一般，硬度越大，越耐磨。
可碎（磨）性：表示方法多种。
用可碎（磨）性系数定量地衡量矿物机械强度对破 碎的影响。 可碎（磨）性系数＝该机在相同条件下破碎（研磨）指定 物料的生产率/该机破碎（研磨）中等硬度物料（如石 英）的生产率
Rosin-Rammler等认为：粉碎产物的粒度分布具 有二分性，即合格细粉和不合格粗粉。
粉碎模型：
（1）体积粉碎模型。整个颗粒受到破坏，粉碎后生成物多为 粒度大的中间颗粒。随着粉碎过程进行，颗粒粉碎为细粒。 冲击粉碎和挤压粉碎与此模型接近。 （2）表面粉碎模型。在粉碎的某一时刻，仅是颗粒的表面产 生破坏，被磨削下微粉，这一破坏作用基本不涉及颗粒内部。 这种情形是典型的研磨和磨削粉碎形式。 （3）均一粉碎模型。施加于颗粒的作用力使颗粒产生均匀的 分散性破坏，直接粉碎成微粉。仅在结合极不紧密的集合体 等特殊场合出现。
英国科学家格里菲斯（Griffith）提出了微裂纹理 论，为脆性断裂的主要理论基础。 格里菲斯微裂纹理论认为，实际材料中总是存在许 多细小的裂纹和缺陷，在外力的作用下，这些裂纹和缺 陷附近产生应力集中现象。当应力达到一定程度时，裂 纹开始扩展而导致断裂。

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2 Er a 断裂应力
三种假说的统一公式(Lweis公式)如下：
dd dA C a d
式中 dA——颗粒粒度减小dd时的粉碎能耗； C，a——系数； d——颗粒粒径。
将上式积分，并使a值分别取2、1、1.5， 可分别得到Rittinger定律、kick定律和Bond 定律三种假说的表示式。 表面积假说适合于细粉碎，体积假说适合 于粗粉碎，裂缝假说适用范围介于以上两者 之间。
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2.流化床对撞式气流粉碎机
• 缺点：
– 颗粒不断高速冲击分级叶片，在生产超硬粉粒时 ，分级叶片的磨损仍很严重。
2.流化床对撞式气流粉碎机
• （5）应用：
– 高硬物料、高纯物料、难粉碎层状非金属矿、热 敏性和密集气孔性物料等。
2.流化床对撞式气流粉碎机
• （6）特征
• 利用一对或若干对喷嘴相对喷射时产生的超音速气流使 物料彼此从两个或多个方向相互冲击和碰撞而粉碎。
2.流化床对撞式气流粉碎机
– 磨损轻，污染少：从第一次撞击，粉粒主要是进 行相互之间的冲撞，对室外壁冲撞少。
– 设备体积小，占地面积少：在同等生产能力的前 提下，流化床对撞式气流磨比圆盘式气流磨体积 减少10~15%，占地面积减少15~30%。
– 自动化程度高，噪声小，生产能力大，适合于大 规模工业化生产。
2.流化床对撞式气流粉碎机
• （4）优缺点 • 优点：
–粉碎效率高，能耗低： 气流带颗粒呈多角度对撞，作用力大，粉粒的 受力复杂，外加的能量被粉粒充分吸收，喷射功 损耗少； 把流化床原理与平卧式涡轮超细分级器相结合 ，使细料及时排出，减少了因细粉过粉碎而损失 的能量。 与圆盘式气流磨相比，平均能耗减少30~50% 。
缺点：能耗较大，生产成本较高。
2.流化床对撞式气流粉碎机
• （1）流化床对撞式气流粉 碎：将对喷原理与流化床中 膨胀气体喷射流相结合。
• 流化床式气流粉碎机是德国 20世纪80年代的新产品，主 要生产厂家是德国Alpine公 司，美国、日本、中国也有 公司生产。
2.流化床对撞式气流粉碎机
• （2）工作原理：物料通过阀门进 入料仓，螺旋将物料送入研磨室 ；空气通过逆喷嘴喷入研磨室使 物料呈流态化。被加速的物料在 各喷嘴交汇点汇合，在此，颗粒 互相冲撞、摩擦、剪切而粉碎。 粉碎的物料由上升气流输送至涡 轮式超细分级器，细粉产品经出 口排出，较粗的颗粒沿机壁返回 磨矿室，尾气进入除尘器排出。
（3）气流粉碎机的特点
3）气流粉碎纯粹是物理行为，既没有其它物质掺入其中，也没 有高温下的化学反应，因而保持物料的原有天然性质。颗粒表 面光滑，颗粒形状规整，纯度高，活性大，分散性好。 4）因为气流粉碎技术是根据物料的自磨原理而实现对物料的粉 碎，粉碎的动力是空气。粉碎腔体对产品污染极少，粉碎是在 负压状态下进行的，颗粒在粉碎过程中不发生任何泄漏。只要 空气经过净化，就不会造成新的污染源。
（a）亚音速射流喷嘴 （b）音速射流喷嘴 （c）超音速射流喷嘴 常用射流的喷嘴形式
（8）拉瓦尔喷管设计
超音速喷嘴一般有四部分构成：稳定段、亚音速 渐缩段、喉部临界截面和超音速扩散段，如图所示。 这四部分应当用光滑圆弧相连接，构成一个光滑的内 腔型面。
2.流化床对撞式气流粉碎机
2.流化床对撞式气流粉碎机
粒子在高速喷射气流交点碰 撞，该点位于流化床中心。
靠气流对粒子的高速冲击及 粒子间的相互碰撞而使粒子
粉碎，与腔壁影响不大。
磨损大大减弱。
流化床内对撞气流 交汇点示意图
2.流化床对撞式气流粉碎机
①
④
②
③
③
②
④
①
（a）平面汇聚式
（b）空间汇聚式
流化床对喷式气流粉碎机的二种粉碎室结构形式示意图
流化床气流粉碎机
1.气流粉碎机
• 利用高速气流（300～500m/s）或过热蒸汽（300～400℃）的能量使颗 粒产生相互冲击、碰撞、摩擦剪切而实现超细粉碎，广泛应用于化工、 非金属矿物的超细粉碎，是最常用的超细粉碎设备之一。
（1）气流粉碎机的工作原理
将压缩空气通过拉瓦尔喷管加速成亚音速或超音速气流，喷出的射 流带动物料作高速运动，使物料碰撞、摩擦剪切而粉碎。
被粉碎的物料随气流至分级区进行分级，达到粒度要求的物料由收 集器收集下来，未达到粒度要求的物料再返回粉碎室继续粉碎，直 至达到要求的粒度并被捕集。
（2）气流粉碎机的粉碎过程
• 压缩空气或过热蒸汽通过喷嘴后，产生高速气流且在喷嘴附近 形成很高的速度梯度，通过喷嘴产生的超音速高湍流作为颗粒 载体。物料经负压的引射作用进入喷管，高压气流带着颗粒在 粉碎室中作回转运动并形成强大旋转气流，物料颗粒之间不仅 要发生撞击，而且气流对物料颗粒也要产生冲击剪切作用，同 时物料还要与粉碎室发生冲击、摩擦、剪切作用。如果碰撞的 能量超过颗粒内部需要的能量，颗粒就将被粉碎。粉碎合格的 细小颗粒被气流推到旋风分离室中，较粗的颗粒则继续在粉碎 室中进行粉碎，从而达到粉碎目的。
2.流化床对撞式气流粉碎机
⑧
⑧
⑦
⑦
⑥
⑥
⑨
⑤
⑤
①
①
④③ ②
④ ③②
（a）物料经过喷嘴
（b）物料不经过喷嘴
流化床对喷式气流粉碎机的两种形式结构示意图
2.流化床对撞式气流粉碎机
（3）技术特点 产品细度高（d50=3～10μm），粒度分布窄且
无过大颗粒；粉磨效率高，能耗低，产量大，比其 它类型的气流磨节能50%；采用刚玉、碳化硅或PU （环）等作易磨件因而磨耗低，产品受污染少，纯 度高，可加工无铁质污染的粉体，也可粉碎硬度高 的物料；结构紧凑，简单；噪音小；可实现操作自 动化。但造价较高。
（3）气流粉碎机的特点
优点：
1） 80%以上的颗粒是依靠颗粒间的相互冲击碰撞被粉碎的，只 有不到20%的颗粒是通过颗粒与粉碎室内壁的碰撞和摩擦被粉 碎。可以粉碎莫氏硬度为1～10的材料，经气流粉碎后的物料 平均粒度细，最细可以达到0.2μm，一般为0.5μm～20μm； 粒度分布较窄，可以满足窄粒度分布产品粉的要求； 2）由于压缩空气在喷嘴处绝热膨胀会使系统温度降低，颗粒的 粉碎是在低温瞬间完成的，从而避免了某些物质在粉碎过程中 产生热量而破坏其化学成分的现象发生，尤其适用于热敏性物 料的粉碎。加工温度低（小于气流温度），材料破碎时的应变 率高，可粉碎低熔点、热敏性和生物等材料。可粉碎低熔点和 热敏性材料及生物活性制品。
• 由于物料高速直接对撞，冲击强度大，能量利用率高， 可用于粉碎莫氏硬度10级以下的各种脆性和韧性物料， 产品粒度可达亚微米级。
• 还克服了靶式靶板和循环式磨体易损坏的缺点，减少了 对产品的污染，延长了使用寿命。
• 是一种较理想和先进的气流粉碎机。
（7）拉瓦尔喷管
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（8）拉瓦尔喷管设计