一種無機粉體連續式表面改性設備的製作方法
2023-09-21 12:21:15
一種無機粉體連續式表面改性設備的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種無機粉體連續式表面改性設備，是由粉體給料計量部分、粉體預處理部分、霧化包覆部分、包覆乾燥解聚部分、收料部分、PLC控制系統組成構成。粉體給料計量部分由料鬥（1）、氣動插板閥（2）、失重式餵料機（3）構成，粉體預處理部分由上進料口（4）、加熱油管（5）、棒銷輥（6）、圓筒（7）、下出料口（8）構成，霧化包覆部分由粉體分流錐（9）、藥劑噴嘴（10）、霧化室（11）組合構成，包覆乾燥解聚部分由粉體推進螺旋（12）、攪拌葉（13）、蒸發乾燥塔(14)構成，整個系統的運行由PLC進行控制。本實用新型能夠有效地控制粉體的含水量，改性效果好、藥劑對單體粉體包覆均勻，可以用於對非金屬粉體材料尤其是輕質粉體材料進行連續作業的表面改性。
【專利說明】一種無機粉體連續式表面改性設備
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種無機粉體表面改性設備，可用於各種無機粉體的表面改性尤其是輕質粉體進行連續作業的表面改性。
【背景技術】
[0002]粉體表面改性的目的是通過對粉體表面進行處理，有目的地改變粉體表面的物理化學性質，從而提高或改善粉體材料的應用性能和功能性，以滿足新材料、新技術和新工藝發展的需要。
[0003]影響無機粉體的表面改性效果的主要因素有:粉體的表面性質、改性劑的種類及用量、改性工藝和表面改性設備。其中表面改性設備是實現粉體表面改性效果的重要因素，表面改性設備的好壞直接影響粉體與改性藥劑混合的均勻性，改性藥劑是否在粉體表面進行均勻包覆達到單分子吸附與表面改性設備的性能直接相關。同時優良的改性設備可以提高藥劑與粉體表面的吸附力，明顯提升粉體的表面改性效果。
[0004]目前，我國的粉體表面改性設備種類很多，例如高速混合機、高速衝擊式粉體表面改性機、PSC型粉體表面改性機、臥式漿葉混合機、流態化床式改性機等，但這些設備大多從化工機械借用過來，存在許多嚴重問題。《無機鹽工業》2011年第5期發表的「無機粉體表面改性技術發展現狀與趨勢」認為:目前工業上應用的表面改性設備有2類:I)從化工、塑料、粉碎、分散等行業中引用過來的，如幹法表面改性用的高速加熱式混合機、臥式加熱混合機、衝擊式粉體表面改性機、以及溼法表面改性用的反應釜、可控溫反應罐；2)專用粉體表面改性設備，主要是SLG型連續式粉體表面改性機。
[0005]這些設備存在的主要問題是:
[0006]①多數是間歇式的，存在產量低，能耗大，工人勞動強度高；現有的連續式設備藥劑噴灑不均勻、改性效果差，參數不易控制，易造成環境汙染等問題，故障率高。
[0007]②升溫慢，改性時間長，改性劑用量大，改性效果差。
[0008]③比較而言，高冷攪機組價格低、耐用、易操作、改性效果好。
[0009]④與國外設備相比，差距明顯，主要表現在連續性和改性效果方面。
[0010]可以說，中國的粉體表面改性設備的落後，嚴重製約表面改性深加工技術的發展。
【發明內容】
[0011]本實用新型的目的就是針對無機粉體材料，密度小、顆粒小、表面積大、易飛揚等特點，而提供一種能夠有效地控制粉體的含水量、改性效果好、藥劑對單體粉體包覆均勻的無機粉體連續式表面改性設備。
[0012]為實現本實用新型的上述目的，本實用新型一種無機粉體連續式表面改性設備採用以下技術方案:
[0013]本實用新型一種無機粉體連續式表面改性設備，它是由給料計量部分、粉體預處理部分、霧化包覆部分、包覆乾燥解聚部分、收料部分、PLC控制系統有機組合構成:
[0014]所述的粉體給料計量部分由料鬥、氣動插板閥、失重式餵料機構成，中間採用管道連接，氣動插板閥位於料鬥與失重式餵料機之間；失重式餵料機能夠保證粉體物料連續均勻地給入到粉體預處理部分。
[0015]所述的粉體預處理部分由上進料口、加熱油管、棒銷輥、圓筒、下出料口構成，所述的圓筒為雙層筒體結構，加熱油管設置在圓筒的雙層結構內，棒銷輥安裝在圓筒內；上進料口的上部與失重式餵料機的出料口相連通，上進料口的下部與圓筒)的一側上部進料口相連通，圓筒的另一側下部設有下出料口。圓筒與棒銷輥同心水平安裝，保證圓筒與棒銷輥之間有一定的距離可使粉體物料棒銷輥的轉動下得到很好的流化。加熱油管均勻圍繞在圓筒的雙層筒體結構內給圓筒內部粉體加熱。
[0016]所述的霧化包覆部分由粉體分流錐、藥劑噴嘴、霧化室組合構成，粉體分流錐位於霧化室內的上部，藥劑噴嘴位於粉體分流錐內；霧化室的進料口與粉體預處理部分的下出料口連通；粉體進入霧化室經分流錐均勻在霧化室內分布，分流錐中心安裝藥劑噴嘴，藥劑液滴呈噴出與外圍的粉體進行充分接觸。
[0017]所述的包覆乾燥解聚部分由粉體推進螺旋、攪拌葉、蒸發乾燥塔構成，粉體推進螺旋的進料口與霧化包覆部分的霧化室的下部出料口連通，粉體推進螺旋的出料口與蒸發乾燥塔的進料口連通，攪拌葉位於蒸發乾燥塔的下部，在蒸發乾燥塔安裝攪拌葉之處的側面設有熱風進口 ；粉體從霧化室由推進螺旋給入到蒸發乾燥塔內，蒸發乾燥塔底部有攪拌漿葉可以將團聚的粉體解聚。燃燒爐提供的熱空氣以切線方向進入到圓柱形蒸發乾燥塔，粉體顆粒隨旋轉氣流上升到蒸發乾燥塔頂部，乾燥完全的顆粒隨氣流進入收料部分。
[0018]所述的收料部分由管道、布袋收集器、關風機、引風機連接構成，管道的進口與蒸發乾燥塔的上部出料口相連，管道的出口與布袋收集器相連。引風機可以保證整個系統處於微負壓狀態，蒸發乾燥塔內乾燥粉體隨氣流進入布袋收集器進行收集，然後由關風機完成連續出料。
[0019]所述PLC控制系統可以完成粉體和藥劑的精確配比，控制各單元工藝溫度，調整系統內的負壓大小，減少表面改性的操作誤差，並達到對粉體表面水分進行控制，實現良好的人機溝通。
[0020]所述的霧化室的優化結構設計為:它是由上部錐體、下部錐體組合構成，粉體分流錐位於霧化室的上部錐體的中心處，霧化室的進料口為霧化室的上部錐體與粉體分流錐之間的通道。
[0021]本實用新型一種無機粉體連續式表面改性設備採用以上技術方案後，具有以下積極效果:
[0022](I)本實用新型採用的技術方案是通過對粉體預處理提高粉體單體顆粒度，採用噴霧的方式使藥劑與單體粉體進行充分接觸，以達到包覆均勻、減少藥劑用量的目的。
[0023](2)本實用新型採用蒸發乾燥塔底部攪拌的方式使藥劑與粉體顆粒再次充分包覆，對藥劑包覆的溼粉體進行解聚以防其乾燥架橋。
[0024](3)通過控制蒸發乾燥塔內負壓氣流的速度和溫度，可以有效地控制粉體的含水量，達到改性工藝要求的數值。
[0025](4)本實用新型具有結構簡單，操作準確、方便，對環境友好，數據顯示直觀詳盡，可以消除不同操作人員之間造成的數據差異。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0026]圖1是本實用新型一種無機粉體連續式表面改性設備斷面圖。
【具體實施方式】
[0027]為進一步描述本實用新型，下面結合附圖對本實用新型一種無機粉體連續式表面改性設備作進一步詳細描述。
[0028]由圖1所示的本實用新型一種無機粉體連續式表面改性設備斷面圖看出，它是由粉體給料計量部分、粉體預處理部分、霧化包覆部分、包覆乾燥解聚部分、收料部分、PLC控制系統組成構成。
[0029]所述的粉體給料計量部分由料鬥1、氣動插板閥2、失重式餵料機3構成，中間採用管道連接，氣動插板閥2位於料鬥I與失重式餵料機3之間，粉體通過失重式給料機3連續將粉體物料給入粉體預處理部分；
[0030]所述的粉體預處理部分由上進料口 4、加熱油管5、棒銷輥6、圓筒7、下出料口 8構成，所述的圓筒7為雙層筒體結構，加熱油管5均勻圍繞在圓筒7的雙層筒體結構內給圓筒7內部粉體加熱，棒銷輥6安裝在圓筒7內，圓筒與棒銷輥同心水平安裝，保證圓筒與棒銷輥之間有一定的距離，可使粉體物料棒銷輥的轉動下得到很好的流化。上進料口 4的上部與失重式餵料機3的出料口相連通，上進料口 4的下部與圓筒7的一側上部進料口相連通，圓筒7的另一側下部設有下出料口 8。粉體預處理部分可以根據工藝要求對粉體表面水分進行控制，粉體經過預處理後進入霧化包覆部分。
[0031]所述的霧化包覆部分由粉體分流錐9、藥劑噴嘴10、霧化室11組合構成，霧化室11是由上部錐體、下部錐體組合構成，粉體分流錐9安裝在霧化室11內的上部錐體內，藥劑噴嘴10位於霧化室的上部錐體的中心處，霧化室11的進料口與粉體預處理部分的下出料口 8連通，霧化室11的進料口為霧化室11的上部錐體與粉體分流錐9之間的通道。在霧化包覆部分，藥劑以霧化液滴的形式與粉體表面進行充分的接觸，使粉體表面覆蓋一層液態的藥劑膜。被覆蓋了液狀藥劑膜的粉體顆粒進入到包覆乾燥解聚部分。
[0032]所述的包覆乾燥解聚部分由粉體推進螺旋12、攪拌葉13、蒸發乾燥塔14構成，粉體推進螺旋12的進料口與霧化包覆部分的霧化室11的下部出料口連通，粉體推進螺旋12的出料口與蒸發乾燥塔14的進料口連通，攪拌葉13位於蒸發乾燥塔14的下部，在蒸發乾燥塔14安裝攪拌葉13之處的側面設有熱風進口 ；在包覆乾燥解聚部分，物料在熱風和攪拌葉13的作用下進行解聚、再包覆、乾燥等工藝。改性好的粉體由後面的收料部分進行收集。
[0033]所述的收料部分由管道15、布袋收集器18、關風機16、引風機17連接構成，管道15的進口與蒸發乾燥塔14的上部出料口相連，管道15的出口與布袋收集器18相連。整個系統的運行由PLC進行控制，PLC系統可以根據粉體量、藥劑添加比例進行自動調節藥劑流量，並根據設定的工藝溫度、負壓等參數進行調節控制。
[0034]本實用新型一種無機粉體連續式表面改性設備是由失重式給料機3控制粉體連續均勻給入下一工序，粉體通過棒銷輥6的轉動下得到很好的流化，導熱油管5加熱圓筒7內的粉體，在流化狀態下進行顆粒表面水分揮發，並在微負壓的情況下均勻的進入到霧化室11 ;在霧化室11中，粉體分流錐9使粉體呈360°C均勻下落與藥劑噴嘴10形成的霧化液滴進行充分的接觸，使粉體表面覆蓋一層液態的藥劑膜。被覆蓋了液狀藥劑膜的粉體顆粒在推進螺旋12的推力下進入到蒸發乾燥塔14進行解聚、再包覆、乾燥，最後通過布袋收集器18、關鳳機16得到表面改性好的粉體。
【權利要求】
1.一種無機粉體連續式表面改性設備，其特徵在於是由粉體給料計量部分、粉體預處理部分、霧化包覆部分、包覆乾燥解聚部分、收料部分、PLC控制系統組成構成: 所述的粉體給料計量部分由料鬥(I)、氣動插板閥(2)、失重式餵料機(3)構成，中間採用管道連接，氣動插板閥(2)位於料鬥(I)與失重式餵料機(3)之間； 所述的粉體預處理部分由上進料口(4)、加熱油管(5)、棒銷輥(6)、圓筒(7)、下出料口(8)構成，所述的圓筒(7)為雙層筒體結構，加熱油管(5)設置在圓筒(7)的雙層結構內，棒銷輥(6)安裝在圓筒(7)內；上進料口(4)的上部與失重式餵料機(3)的出料口相連通，上進料口(4)的下部與圓筒(7)的一側上部進料口相連通，圓筒(7)的另一側下部設有下出料口(8)； 所述的霧化包覆部分由粉體分流錐(9)、藥劑噴嘴(10)、霧化室(11)組合構成，粉體分流錐(9)位於霧化室(11)內的上部，藥劑噴嘴(10)位於粉體分流錐(9)內；霧化室(11)的進料口與粉體預處理部分的下出料口(8)連通； 所述的包覆乾燥解聚部分由粉體推進螺旋(12)、攪拌葉(13)、蒸發乾燥塔(14)構成，粉體推進螺旋(12)的進料口與霧化包覆部分的霧化室(11)的下部出料口連通，粉體推進螺旋(12)的出料口與蒸發乾燥塔(14)的進料口連通，攪拌葉(13)位於蒸發乾燥塔(14)的下部，在蒸發乾燥塔(14)安裝攪拌葉(13)之處的側面設有熱風進口。
2.如權利要求1所述的一種無機粉體連續式表面改性設備，其特徵在於:所述的霧化室(11)由上部錐體、下部錐體組合構成，粉體分流錐(9)位於霧化室(11)的上部錐體內，霧化室(11)的進料口為霧化室(11)的上部錐體與粉體分流錐(9)之間的通道。
【文檔編號】B01J2/00GK204193875SQ201420573557
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年10月8日 優先權日:2014年10月8日
【發明者】劉亞輝, 許傳華 申請人:中鋼集團馬鞍山礦山研究院有限公司, 中鋼集團馬鞍山礦院新材料科技有限公司