中國粉體網訊 粉碎是指將物料顆粒通過一定手段進行細化粉末化的過程，根據粉碎手段不同，粉碎技術包含球磨、沖擊、振動、擠壓以及氣體粉碎等，而氣體粉碎因為其粉碎能力強、粉碎時間短、粉碎純度高、均勻性與分散性好、生產能力和自動化程度高等特點，成為不可替代的粉碎技術。在食品、醫藥等領域應用廣泛。
氣流粉碎機是一種利用高速氣流來實現干式物料超細粉碎的設備。它由氣流粉碎機、旋風收集器件、除塵器、引風機、電控柜等組成。壓縮空氣經過過濾干燥除油后，通過特殊配置的噴嘴高速噴射入粉碎腔內，在高壓氣流的作用下把物料粉碎，粉碎后的物料隨上升氣流進入分級腔，在高速度運轉的分級葉輪產生的離心力和氣流產生的向心力作用下，使粗細顆粒分開，符合粒徑要求的細顆粒通過分級葉輪葉片間隙進入旋風收集器和除塵器收集，粗顆粒被分級葉輪甩出并下降至粉碎區繼續粉碎。
（圖片來源：濰坊正遠粉體工程設備有限公司）
氣流粉碎機制備粉末過程中，主要是靠高壓氣流使粉末相互撞擊來達到粉末細化的目的。研究發現，通過調整氣流粉碎機進氣壓力、分級輪頻率以及上下風門、引風機開啟風門大小等方面制取的粉末結構簡單、比表面積小、化學純度高、耐燒結性好。
氣流粉碎機內部結構
進氣壓力與分級輪頻率
在氣流粉碎機制備粉末過程中，通過以往的數據和實踐經驗進行了氣流粉碎機上下風門及引風機風門開啟大小的篩選試驗，確定了影響氣流粉碎機制備粉末費氏粒徑Fsss的關鍵因子為氣流粉碎機分級輪頻率和進氣壓力。包璽芳等在《氣流粉碎機在高壓高比容鉭粉中的應用研究》中，采用DOE試驗設計對氣流粉碎機制取高壓高比容鉭粉。結果表明，經過氣流粉碎機破碎、酸水洗處理制取的原始粉末，其粉末的原始顆粒粒徑（費氏粒徑Fsss）大小受氣流粉碎機進氣壓力和分級輪頻率大小的影響顯著。
進氣壓力
壓縮氣體的壓力能是流化床氣流磨中顆粒加速的唯一動力。一般來說，進氣壓力越大，噴嘴出口處的空氣速率越高，顆粒加速獲得的動能也越大，粉碎程度也越大，產品粒度越小。然而，當工作壓力過高（＞0.8MPa）時，噴嘴出口氣流速度隨工作壓力升高而增加緩慢，與此同時，能耗急劇增大；同時，噴嘴入口壓力必須與系統背壓滿足一定的條件時才能使出口氣流速度達到設計的值。
進氣壓力越高，顆粒碰撞越劇烈，往往產品的球形度比低進氣壓力下要低，帶有尖銳的棱角。由于粗顆粒的裂紋多，缺陷多，進氣壓力的提高對粗顆粒的粉碎影響大，對細顆粒影響小。
分級輪轉速
流化床氣流磨常見的分級裝置有臥式分級輪。分級輪的作用是將粉碎腔中細顆粒分級出去形成粉碎產品，粗顆粒則被分級輪產生的離心力帶回粉碎腔中繼續粉碎，既保證了產品的細度，同時及時將細顆粒分出避免過粉碎。分級輪轉速越大，分級產品也越細。分級輪直接控制產品的粒度，因此是影響產品粒度的一個重要因素，但當進料速率過大，分級輪將過載導致分級輪轉速降低，大顆粒就會進入產品中。
進料速率與進料量
在進氣壓力一定的情況下，粉碎腔中的進料量由進料速率和分級輪對細顆粒的移出速率的質量平衡決定。給定一對進料速率和分級轉速，進料量就確定了。進料速率小時，顆粒濃度低，顆粒所攜帶的平均動能大，但顆粒相互碰撞概率低。當進料速率過小時，顆粒粉碎速率可能很低，在極端情況下，氣流磨可能處于一種“空磨”狀態，幾乎只做無用功。
Godet-Morand等指出，存在一個最小的進料量來啟動自粉碎過程。進料速率大時，顆粒濃度增大，顆粒相互碰撞概率增加，但顆粒所攜帶的平均動能降低。當進料速率過大時，顆粒加速及流態化可能出現問題，還會出現分級機電流增大但轉速降低的過載情況，導致分級產品粒度不穩定，出現粗顆粒。因此，對氣流磨而言，存在一個最佳進料速率，使得產品的粒徑最小，分布最窄。
噴嘴
在氣流粉碎過程中，顆粒的動能由高速氣流的加速而獲得。陳海焱認為噴嘴間的加速距離與氣固濃度、顆粒的性質和產品的粒度要求有關。
噴嘴到氣流匯聚點的距離越短，顆粒的碰撞機率越大，顆粒碰撞時具有的能量也越大，粉碎速率也就越大。噴嘴的喉部直徑也是影響粉碎的一個重要因素，在相同進氣流量下，較小的喉部直徑產生的氣流速度越大，因而碰撞的能量也越大，粉碎也更劇烈，破碎后顆粒的尺寸往往也更小。
在噴嘴設計時要盡可能提高顆粒的動能，相關的研究表明可以提高進氣氣體溫度，使用熱蒸汽或者適當提高噴嘴進口壓力等方式來提高噴嘴出口氣體的動能，使顆粒盡可量在較大速度下實現碰撞，提高顆粒粉碎效果。
相關氣流粉碎機文獻中描述的結構參數和操作參數
合適的氣體介質
氣流粉碎機因為其粉碎能力強、粉碎時間短、粉碎純度高等特點，應用于各行業，針對不同的行業需求，對于氣體的選擇也不同，例如一些易燃易爆的特殊物料，就可以采用惰性氣體(二氧化碳、氮氣、氬氣)作為粉碎介質。除了惰性氣體外，氣流粉碎的介質還有蒸汽、空氣等。
氣固比
物料粉碎時的氣固比不僅是一項重要的技術參數、也是一項重要的經濟指標。氣固比過小，氣流的動能就會不足致使影響產品細度；氣固比過高，不僅能浪費能源，甚至會惡化某些顏料的分散性能。在以過蒸汽為工質時，粉碎煅燒后的堅硬物料，氣固比一般控制在2~4:1；粉碎表面處理后的物料一般控制在1~2:1。
小結
除了上述因素會影響氣流粉碎機的粉碎效果，工質溫度、工質壓強和粉碎助劑對氣流粉碎的效果也有一定影響。氣流粉碎機的廣泛應用，解決了生產需要，滿足了生活需求，具有極大的便利性，氣流粉碎機具有的合適的氣流量和氣壓,能夠使氣體拖拽力增加,顆粒加速度增大,在相同距離上速度進一步提高,增大物料顆粒速度,不但可以將顆粒更加細化,而且提高系統粉碎效率。
參考文獻：
包璽芳等.氣流粉碎機在高壓高比容鉭粉中的應用研究
劉攀.氣體粉碎專利技術分析
劉康康.氣流磨中膠粉粉碎過程及低溫粉碎系統優化
尚興隆.對噴式流化床氣流粉碎與分級性能研究
許冬詩.氣流粉碎機在鈦白粉行業中的應用與改進
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