氮氣保護分級式?jīng)_擊磨制備硫磺粉體

　　硫磺是化工領(lǐng)域重要的生產(chǎn)原材料，適用于橡膠輪胎、醫(yī)藥、造紙、農(nóng)業(yè)、化學(xué)纖維、染料、制糖和農(nóng)藥化工等諸多行業(yè)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步，粉末狀硫磺在很多行業(yè)發(fā)揮了很重要的作用，是不可或缺的基礎(chǔ)材料。硫磺粉在橡膠制品中起硫化交聯(lián)作用，賦予橡膠使用基本物性。硫磺粉能調(diào)節(jié)土壤pH值(主要是堿性土壤)，影響植物對鐵等營養(yǎng)元素的吸收能力。目前，國內(nèi)外生產(chǎn)制造硫磺粉大都采用機械破碎的方法，硫磺顆粒在這個過程中會帶上電荷，粉體堆積了大量的靜電，加之硫磺易燃易爆特殊的化學(xué)性質(zhì)，導(dǎo)致了生產(chǎn)和使用過程中存在很大的燃燒爆炸危險。南京理工大學(xué)自主研發(fā)了用于粉碎易燃易爆材料的液固式Ls型超細(xì)粉碎機，但是該粉碎機不適用硫磺粉的干法粉碎；張方強采用廣義磨粉碎硫磺粉，在系統(tǒng)中使用保護氣體發(fā)生器和阻燃裝置，該裝置并沒有根本解決硫磺粉的燃燒爆炸危害。付瑜等在分級式?jīng)_擊磨制備硫磺粉的過程中，對系統(tǒng)進行加濕設(shè)計來防止靜電積聚，但是加濕之后硫磺粉流動性會變差，導(dǎo)致系統(tǒng)堵塞。
 

　　雖然已有阻燃、防爆的設(shè)備與技術(shù)，但是現(xiàn)階段已不再適合超細(xì)粉碎加工易燃、易爆的材料_。為了滿足國家對化工行業(yè)安全生產(chǎn)的要求，對系統(tǒng)采用氮氣保護，能夠解決硫磺粉體粉碎加工過程中的燃爆危害。在氮氣保護系統(tǒng)中，確定氧含量值是最重要的，通常情況下，低于極限氧含量值3～5個百分點作為上限，低于l～2個百分點作為上上限，對于硫磺粉，氧含量上限可控制為5％～6％，上上限為8％。本文中采用氮氣保護分級式?jīng)_擊磨為實驗裝置，對制備硫磺粉的工藝進行了研究，并在系統(tǒng)運行過程中測試了相關(guān)數(shù)據(jù)并進行了分析。

　　設(shè)備與工藝實驗設(shè)備為山東埃爾派粉體科技有限公司生產(chǎn)的CSM型氮氣保護分級式?jīng)_擊磨系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要包括氧含量分析儀、制取氮氣系統(tǒng)(壓縮空氣凈化組件、空氣儲罐、氮氧分離裝置、氮氣緩沖罐)、加料系統(tǒng)(料倉、星型卸料器)、粉碎主機(傳動電機功率55kw)、分級機(傳動電機功率1lkW)、脈沖噴吹袋式除塵器、高壓引風(fēng)機(傳動電機功率30kW，最大風(fēng)量4900m)、冷卻系統(tǒng)及可編程邏輯控制器(PLC)控制柜。該系統(tǒng)為閉式粉碎系統(tǒng)，氣路系統(tǒng)設(shè)氧含量分析儀，能自動實時在線監(jiān)測氧氣含量，并在超過警戒值的時候自動補充氮氣。工藝流程主要有制氮、粉碎、分級、收集4大部分。

　　首先，開啟氧含量分析儀進行預(yù)熱，達到工作溫度700℃；同時開啟制備氮氣系統(tǒng)，制取氮氣達到工作壓力0．8MPa。開機時先在系統(tǒng)中持續(xù)充人氮氣，直至全系統(tǒng)的氧含量達到氧含量分析儀設(shè)定的值(質(zhì)量為數(shù)為8％以下)；然后開啟加料系統(tǒng)，將粒徑為3～5mill的硫磺原料均勻加入粉碎腔。粉碎腔內(nèi)一般用錘頭、葉片、棒體等幾種沖擊件，然后通過高速旋轉(zhuǎn)與物料發(fā)生猛烈撞擊，同時顆粒之間也會發(fā)生相互擠壓、摩擦、碰撞。此外在沖擊件與襯板之間的間隙處，顆粒也會受到撞擊、摩擦，從而實現(xiàn)對物料的粉碎。本實驗中采用錘頭對硫磺顆粒進行沖擊粉碎。粉碎后的硫磺顆粒隨著氣流進入分級機的分級腔，形成自由渦形的氣流，分級腔內(nèi)有一個垂直放置的分級輪轉(zhuǎn)子，通過分級輪轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)氣流場，使攜帶著硫磺顆粒的氣體沿分級機轉(zhuǎn)子邊緣進人分級輪，呈螺旋狀向渦輪中心運動。粗的顆粒由于其所受的離心力大于氣流曳力而被甩出分級輪，返回至粉碎腔繼續(xù)粉碎，符合粒徑要求的顆粒隨氣流被吸人轉(zhuǎn)子中心，進入脈沖噴吹袋式除塵器，完成對產(chǎn)品的收集。整個系統(tǒng)采用上位機、PLC等一系列自動化硬件設(shè)施及軟件程序，實現(xiàn)了對系統(tǒng)的實時監(jiān)控與自動化控制。

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