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粉體造粒技術(shù)

 

粉體造粒技術(shù)作為粉粒體過(guò)程處理的一個(gè)最主要分支,隨著(zhù)環(huán)保需求和生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化程度的提高,其重要性日益彰顯?!胺蹱町a(chǎn)品粒狀化”已成為世界粉體后處理技術(shù)的必然趨勢。對粉狀產(chǎn)品進(jìn)行造粒的深度加工,其意義主要體現在三大方面:一是降低粉塵污染,改善勞動(dòng)操作條件;二是滿(mǎn)足生產(chǎn)工藝需求,如提高孔隙率和比表面積、改善熱傳遞等;三是改善產(chǎn)品的物理性能,避免后續操作過(guò)程(干燥、篩分、計量、包裝)和使用過(guò)程出現偏析、氣泡、脈動(dòng)、結塊、架橋等不良影響,為提高生產(chǎn)和使用過(guò)程的自動(dòng)化、密閉操作創(chuàng )造了條件。
壓力成型法 該法是將要造粒的粉體物料限定在特定空間中,通過(guò)施加外力壓緊的密實(shí)狀態(tài)。根據所施加外力的物理系統不同,壓力成型法又可分為模壓法和擠壓法。
典型的模壓法設備有重型壓塊機、臺式壓榨機、混凝土塊壓制機、壓磚機、重型制片機等。其優(yōu)點(diǎn)是可制造較大的團塊,所制成的物料也有相當的機械強度,缺點(diǎn)是設備的適用范圍較小,對有的物料不易脫模。這類(lèi)設備多用于建筑、制藥等領(lǐng)域。
噴霧和分散彌霧法 該法是在特定設備中,使處于高度分散狀態(tài)的液相或半液相物料直接成為固體顆粒。這種造粒設備有噴霧干燥塔、噴霧干燥器、造粒塔、噴動(dòng)床和流化床干燥器以及氣流輸送干燥器等。這種噴霧和分散彌霧造粒法的共同特性為:液態(tài)進(jìn)料必須是可用泵輸送的和可彌散的;造粒過(guò)程通常應為連續、自動(dòng)化的以及大規模的操作;造粒系統必須設計成能回收或循環(huán)使用料末,以解決物料的磨損消耗和粉末夾帶現象;產(chǎn)品粒度一般限制在5毫米以下。這類(lèi)設備的優(yōu)點(diǎn)在于物料的造粒過(guò)程和干燥過(guò)程同時(shí)進(jìn)行。該設備可廣泛應用于制藥、食品、化工、礦業(yè)以及陶瓷工業(yè)等。其缺點(diǎn)是顆粒強度較低,粒度較小。目前這類(lèi)設備可制備的顆粒直徑可小到50~500微米,甚至更小,產(chǎn)量最大的可超過(guò)30噸/小時(shí)(如尿素造粒塔等)。
攪拌法 攪拌法造粒是將某種液體或粘結劑滲入固態(tài)細粉末中并適當地攪拌,使液體和固態(tài)細粉末相互密切接觸,產(chǎn)生粘結力而形成團粒。最常用的攪拌方法是通過(guò)圓盤(pán)、錐形或筒形轉鼓回轉時(shí)的翻動(dòng)、滾動(dòng)以及簾式垂落運動(dòng)來(lái)完成。根據成型方式又可分為滾動(dòng)團粒、混合團位及粉末成團。典型的設備有造粒鼓、斜盤(pán)造粒機、錐鼓造粒機、盤(pán)式造粒機、滾筒造粒機、捏合機、鼓式混料機、粉末摻合機(錘式、立軸式、帶式)、落幕團粒機等。
攪拌法的優(yōu)點(diǎn)是成型設備結構簡(jiǎn)單,單機產(chǎn)量大,所形成的顆粒易快速溶解、濕透性強,缺點(diǎn)是顆粒均勻性不好,所形成的顆粒強度較低。目前這類(lèi)設備單機處理能力最大可達500噸/小時(shí),顆粒直徑最大可到600毫米,多適用于選礦業(yè)、化肥、精細化工、食品等領(lǐng)域。
擠壓法是目前我國粉體工業(yè)中壓力成型法造粒的主要方法。擠壓法造粒設備根據工作原理和結構可分為真空壓桿造粒機、單(雙)螺桿擠壓造粒機、模型沖壓機、柱塞擠壓機、輥筒擠壓機、對輥齒輪造粒機等。這類(lèi)設備可廣泛適用于石油化工、有機化工、精細化工、醫藥、食品、飼料、肥料等領(lǐng)域。該法具有適應能力強、產(chǎn)量大、粒度均勻、顆粒強度好、成粒率高等優(yōu)點(diǎn)。
在單螺桿造粒機基礎上研制成功的DLJ系列解碎造粒機可很好地解決膠狀體物料的破碎問(wèn)題,可廣泛適用于高分子量聚丙烯酰胺、聚丙烯酸鈉等物料的解碎造粒,拓寬了擠壓法造粒的應用范圍。
對于要求特殊形狀顆粒(如環(huán)狀、三葉草形、多孔狀等)的物料造粒,一般采用柱塞擠出機來(lái)實(shí)現。目前我國對柱塞擠出機的研究已趨完善,柱塞直徑在50~250毫米范圍,顆粒直徑在2~20毫米范圍內可選,可實(shí)現顆粒形狀超過(guò)20種。
熱熔融成型法 熱熔融成型法是利用產(chǎn)品的低熔點(diǎn)特性(一般低于300℃),將熔融物料通過(guò)特殊的冷凝方式,使其冷凝結晶成所要求的片狀、條狀、塊狀、半球狀等形狀。根據成型設備工作原理,主要可分為轉鼓結片機和回轉冷帶落模成型裝置。

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