CN102847597A - 用于运行喷射磨的方法及喷射磨 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于运行带有集成的动态风力分选机的喷射磨的方法，其中将颗粒作为碾磨物料输送到所述喷射磨的磨腔中，并在那里通过碾磨磨成最细颗粒，其方法是使用过热的水蒸气或工业气体作为工作介质，其中将至少一种用于稳定所产生的最细颗粒的表面活性添加剂输送给所述碾磨物料。本发明还涉及一种用于实施所述的方法的喷射磨，其带有集成的动态风力分选机，其中设置磨腔，颗粒作为碾磨物料通过碾磨物料供给设备输送到所述磨腔中，并且过热的水蒸气或工业气体作为工作介质通过工作介质供给设备输送，并且其中所述碾磨物料通过碾磨磨成最细颗粒，其中设置用于至少一种稳定所产生的最细颗粒用的表面活性添加剂的供给设备。

Description

用于运行喷射磨的方法及喷射磨
技术领域
本发明涉及一种按照权利要求1的前序部分所述的用于运行喷射磨的方法以及按照权利要求10的前序部分所述的用于实施该方法的喷射磨。
背景技术
通过碾磨生产最细的颗粒时，经过碾磨的固体的表面积大致随着颗粒尺寸平方的倒数而增大，同时颗粒质量随着颗粒尺寸三次方而减小，通过这种物理现象随着颗粒尺寸减小而超比例的作用获得了在表面上有效的力，例如范德瓦尔兹(van der Waals)力或静电力。
尤其是在d50＜2μm的范围内能够观察到更小的微粒的这种趋势显著增强。结果是所产生的最细颗粒重新聚集(Reagglomeration)。集成到流化床喷射磨以及密封床喷射磨中的、用于限定上晶粒(Oberkombegrenzung)的风力分选机防止了这种由最细的颗粒组成的附聚物(Agglomerate)(将所述附聚物“识别”为粗颗粒)从磨中卸载，从而将所述附聚物输送给重新的需求。因此本身已经是细的微粒再次解附聚时会再一次消耗碾磨能量，所述微粒立刻又形成新的附聚物。这导致了碾磨的能量需求的较大提高。
发明内容
本发明具有以及实现的目的在于，使喷射磨更有效地运行。
该目的利用按照权利要求1所述的用于运行喷射磨的方法以及按照权利要求10所述的喷射磨来实现。
本发明相应地创造了一种用于运行带有集成的动态风力分选机的喷射磨的方法，其中把颗粒作为碾磨物料输送到喷射磨的磨腔中，并在那里通过碾磨磨成最细颗粒，其方法是使用过热的水蒸气、亦可称为过程蒸汽或碾磨蒸汽，或工业气体(technische Gase)(He，H2)、亦称过程气体或碾磨气体作为工作介质。这时，将至少一种用于稳定所产生的最细颗粒的表面活性添加剂输送给碾磨物料。
这种用于稳定所产生的最细颗粒的添加剂能够在优选的设计方案的范围中：
-在碾磨之前与碾磨物料混合；
-直接加入到磨腔中；和/或
-与工作介质一起输送给喷射磨。
此外，工作介质优选包含工业气体(He，H2)，并且具有至少50℃的进入温度。
替代地可以优选这样规定，该工作介质是过热的水蒸气，其具有至少一种这样的入口温度，从而使得水蒸气在喷射磨之后处于干燥状态。
另一个优选的设计方案在于，所述至少一种用于稳定所产生的最细颗粒的表面活性添加剂包含：
-用于疏水稳定的硬脂酸；或
-用于亲水稳定的二醇、多元醇或其它长链醇。
此外，还优选这样规定，所述至少一种用于稳定所产生的最细颗粒的表面活性添加剂包含：
-硅烷；和/或
-萘磺酸或苯酚磺酸的冷凝液。
此外优选的是，所述添加剂的加入量为所述喷射磨的碾磨物料质量流量的大约0.1％至大约4％。
本发明还创造了一种用于实施该运行方法的、带有集成动态风力分选机的喷射磨，其中设置磨腔，颗粒作为碾磨物料通过碾磨物料供给设备输送到所述磨腔中，并且过热的水蒸气或工业气体(He，H2)作为工作介质通过工作介质供给设备输送，并且其中所述碾磨物料通过碾磨磨成最细颗粒，并且其中设置用于至少一种稳定所产生的最细颗粒用的表面活性添加剂的供给设备。
所述用于至少一种表面活性添加剂的供给设备优选通入到所述碾磨物料供给设备、磨腔和/或工作介质供给设备中。
此外优选的是，喷射磨最好是流化床喷射磨或密封床喷射磨。
另一个优选的设计方案在于，所述工作介质供给设备包含至少一个工作介质喷嘴，所述工作介质喷嘴环形地包围用于至少一种添加剂的中央入口。其可以优选地如此更宽地设计，从而至少一种工作介质喷嘴是I喷嘴。
本发明其它优选的和/或有利的设计方案及其各个方面可以从从属权利要求的组合以及从本申请文献的整体得出。
附图说明
接下来根据实施例参照附图仅仅示例性地对本发明进行详细解释，附图中：
图1以示意性的剖视图阐明了作为第一实施例的流化床喷射磨；
图2以示意性的剖视图阐明了作为第二实施例的密封床喷射磨；而
图3以部分示意性的剖视图阐明了带有用于至少一种添加剂的中央入口的工作介质喷嘴。
根据下面的描述和在附图中示出的实施例和应用例仅仅示例性地对本发明进行详细解释，也就是说，本发明不限于这些实施例和应用例。方法特征和装置特征还可以类似地分别从对装置的描述或者说对方法的描述中得出。
与具体实施例相关联地给出和/或示出的各个特征，不限于这个实施例或与这个实施例的其余特征的结合，而是可以在技术上可能的范围中与每种其它的变型方案结合，尽管它们在本文献中没有单独地提到。
在各个图示和插图中，相同的附图标记表示相同的或类似的或者起相同或类似作用的组件。根据附图中的示图还会看到这样的特征，它们没有标出附图标记，而且不取决于接下来是否描述这些特征。另一方面，还有一些特征，它们包包含在本说明书中，但是在附图中看不见或者没有示出，但对于本领域技术人员是非常容易理解的。
在图1中对于喷射磨1来说示例性地以示意性的剖视图示出了流化床喷射磨。碾磨物料M通过碾磨物料供给设备3的进料闸板(Aufgabeschleuse)2送入到包围磨室或磨腔5的磨机壳体4中。在磨腔5中形成产品流化床6，其通过从工作介质喷嘴7中排出的碾磨气体射束或碾磨蒸汽射束8流体化。过程气体或碾磨气体或过程蒸汽或碾磨蒸汽被称为工作介质。
碾磨物料颗粒(下文简称为颗粒)从该产品流化床6进入到碾磨气体射束或者碾磨蒸汽射束8中，其中它们被加速至高速。沿着碾磨气体射束或者碾磨蒸汽射束8以及在磨腔5的中心被加速的颗粒彼此相遇并在此被碾碎。
卸压的、带有碾磨物料微粒或颗粒的工作介质在喷射磨1中心上升至集成动态风力分选机(Windsichter)10的分选轮(Sichtrad)9。所述分选轮9通过皮带传动装置11由转速可调的马达12驱动。太粗的微粒或颗粒被分选轮9退回并直接回到产品流化床6中。细的和最细的颗粒与工作介质一起离开喷射磨1并在适当的分离器或滤尘器中与工作介质分离。
该工作介质，也就是说过程气体或者碾磨气体或者过程蒸汽或碾磨蒸汽通过工作介质供给设备13导入到工作介质喷嘴7。作为工作介质使用过热的水蒸气或例如像He或H2的工业气体。
为了防止在根据期望所产生的最细颗粒、也就是说d50＜2μm时通常都出现的重新聚集(Reagglomeration)，现在还设置用于至少一种稳定所产生的最细颗粒用的表面活性添加剂的供给设备14a，14b和/或14c。
供给设备14a在碾磨物料M进入磨机壳体4或者说磨腔5之前通到碾磨物料M的储仓或物料流中。也就是说，该碾磨物料M在任何情况下在进入到磨腔5中之前进而在进入到在产品流化床6中之前已经与至少一种表面活性添加剂混合。碾磨物料M和表面活性添加剂的混合物于是由碾磨气体射束或碾磨蒸汽射束8获得并处理。
供给设备14b单独通入到磨机壳体4或者说磨腔5中，从而所述至少一种表面活性添加剂可以有目的地从碾磨物料和工作介质被引导到产品流化床6中。供给设备14b不必强制地或只在磨机壳体4的下面区域中导入到磨腔5中进而导入到产品流化床6中。按照运行环境和加入的材料/物质还能够替代地或附加地使供给设备14b通入到产品流化床6上面直至分选轮9下面。
供给设备14c最后通入到工作介质供给设备13中，或者与其一起通入到磨腔5中，从而在任何情况下该工作介质都与至少一种表面活性添加剂混合，或者输送/迁移后者。至少一种在磨机壳体4中的添加剂的入口15相应地与用于工作介质的工作介质喷嘴7在位置上密切相关地布置。可以特别地规定，工作介质供给设备13包含、在中央环形地包围至少一个工作介质喷嘴7，正如在图3中单独放大的以及部分的剖视图所阐明的那样。工作介质喷嘴7与添加剂入口15的结合特别优选实现所谓的I喷嘴。在I喷嘴的设计方案和功能方面在这里为了避免单纯的重复请参见文献DE19513035A1，有关I喷嘴的设计方案和功能的整个内容通过引用附于本文献。
下面将利用不同的方法变型方案描述这样一种带有集成的动态风力分选机10的喷射磨1的运行。
颗粒作为碾磨物料输送到喷射磨1的磨腔5中并在那里通过碾磨磨成最细颗粒。这时，使用过热的水蒸气或者例如像He或H2的工业气体作为工作介质。另外，还将至少一种用于稳定所产生的最细颗粒的表面活性添加剂输送给碾磨物料。
碾磨物料可以通过如下方式进行输送：
-将至少一种用于稳定所产生的最细颗粒的添加剂在碾磨之前与碾磨物料混合；
-将至少一种用于稳定所产生的最细颗粒的添加剂直接送入到磨腔中；和/或
-将至少一种用于稳定所产生的最细颗粒的添加剂与工作介质一起输送给喷射磨。
如果使用例如像He或H2的工业气体作为工作介质，则其进入温度优选应达到至少50℃。
如果使用过热的水蒸气作为工作介质，则它优选具有至少一种这样的进入温度，从而使得水蒸气在喷射磨之后处于干燥的状态。
优先使用下列物质作为至少一种用于稳定所产生的最细颗粒的表面活性添加剂：
-用于疏水稳定的硬脂酸()；或
-用于亲水稳定的二醇(Diole)、多元醇(Polyole)或其它长链醇(langkettigeAlkohole)。
但还可以有利地使用下列物质作为至少一种用于稳定所产生的最细颗粒的表面活性添加剂；
-硅烷(Silane)，和/或
-萘磺酸(
Figure BSA00000773509900052
)或苯酚磺酸(
Figure BSA00000773509900053
)冷凝液。
此外，添加剂加入量优选为喷射磨1的碾磨物料质量流量的大约0.1％至大约4％。
在图2中以示意性的剖视图示出了采用密封床喷射磨(Dichtbettstrahlmühle)形式的喷射磨1的第二实施例。因为添加剂的加入不取决于流化床喷射磨和密封床喷射磨的结构类型上特定的特征，所以上述数据不仅对于流化床喷射磨的组件，而且对于流化床喷射磨的功能，特别是根据流化床喷射磨的附图标记都可以转用到密封床喷射磨上，而不必再重复上述解释或者要求单独的实施方案，当然，在图1的实施方案中的产品流化床6是例外。流化床喷射磨相应地包括产品流化床。在密封床喷射磨的设计方案和功能方面为了避免单纯的重复可参见文献DE4431534A1，有关密封床喷射磨的设计方案和功能的整个内容通过引用附于本文献。
下面对使用至少一种表面活性添加剂的作用进行详细解释。
表面活性添加剂在碾磨期间，比较理想地说以单分子层的形式支承在新产生的部分微粒(Teilpartikeln)断裂面上并在其表面上产生一个边界层，例如，由于这些表面相同的极性，在这些表面上极为有效地防止了重新聚集。这时，可以根据经过碾磨的物质的下一步应用确定，使用疏水系统或是亲水系统。“理想”添加剂的类型还可以根据碾磨物料及其物质成份确定。这样在研究中，例如对于金属氧化物、金属碳酸盐、金属氢氧化物或金属氮化物来说，长链醇已被证明是有效的，反之在碳化合物中萘磺酸或苯酚磺酸冷凝液更加有效。
添加剂的加入可以以各式各样的类型和方式进行，特别是与碾磨物料或与碾磨蒸汽或者说碾磨气体一起加入已证明是有效的。对这两种类型的添加剂加入方法来说，添加剂在碾磨物料中的分布最均匀。
试验结果：
I.
例如在Netzsch-Condux公司的s-Jet500蒸汽喷射磨上碾磨黄颜料时，在其它参数(碾磨蒸汽压力、温度、分选机转速、蒸汽质量流量)相同的情况下，在最终产品更细的同时，比能量需求降低了2.6倍：
  不掺添加剂   掺(大约0.5％)添加剂
  比绝热能量需求[kWh/kg]   11.40   4.40
  d99(μm)   0.36   0.29
  d50(μm)   0.13   0.13
II.
在碾磨蓝颜料时效果更明显。在最终产品细得多的情况下，比能量需求降低了3.3倍：
  不掺添加剂   掺(大约0.5％)添加剂
  比绝热能量需求[kWh/kg]   6.14   1.87
  d99(μm)   1.10   0.61
  d50(μm)   0.42   0.20
III.
最后在第三实施例中示出了比较粗地碾磨镁化合物。结果表明，在细度实际上不变的情况下，比能量需求毕竟还降低了1.9倍：
  不掺添加剂   掺(大约0.5％)添加剂
  比绝热能量需求[kWh/kg]   0.53   0.28
  d99(μm)   6.70   6.50
  d50(μm)   1.80   1.90
根据在说明书中和在附图中的实施例仅仅示例性地对本发明进行了说明，但本发明不限于此，而是包括本领域技术人员从本文献、特别是在权利要求书的范围内和该说明书的引言中的一般说明以及实施例的描述中得出的，并且能够与其本领域专业知识以及现有技术组合所做出的所有变型、修改、替代和组合。特别是可以组合本发明的所有单个的特征和设计方案可能性。
附图标记列表
1    喷射磨
2    进料闸板
3    碾磨物料供给设备
4    磨机壳体
5    磨室或者磨腔
6    产品流化床
7    工作介质喷嘴
8    碾磨气体射束或碾磨蒸汽射束
9    分选轮
10   动态风力分选机
11   皮带传动装置
12   转速可调节的马达
13   工作介质供给设备
14a  用于碾磨物料进入之前的添加剂的供给设备
14b  用于单独在磨机壳体中的添加剂的供给设备
14c  用于在工作介质中的添加剂的供给设备
15   入口
M    碾磨物料

Claims (15)

1.用于运行带有集成的动态风力分选机(10)的喷射磨(1)的方法，其中将颗粒作为碾磨物料(M)输送到所述喷射磨(1)的磨腔(5)中，并在那里通过碾磨磨成最细颗粒，其方法是使用过热的水蒸气或工业气体(He，H2)作为工作介质，
其特征在于，
将至少一种用于稳定所产生的最细颗粒的表面活性添加剂输送给所述碾磨物料(M)。
2.按照权利要求1所述的方法，
其特征在于，
将所述至少一种用于稳定所产生的最细颗粒的添加剂在碾磨之前与所述碾磨物料(M)混合。
3.按照权利要求1或2所述的方法，
其特征在于，
将所述至少一种用于稳定所产生的最细颗粒的添加剂直接加入到所述磨腔(5)中。
4.按照上述权利要项中任一项所述的方法，
其特征在于，
将所述至少一种用于稳定所产生的最细颗粒的添加剂与所述工作介质一起输送给所述喷射磨(1)。
5.按照上述权利要项中任一项所述的方法，
其特征在于，
所述工作介质包含工业气体(He，H2)，并且具有至少50℃的进入温度。
6.按照权利要求1至4中任一项所述的方法，
其特征在于，
所述工作介质是过热的水蒸气，其具有至少一种这样的入口温度，从而使得所述水蒸气在所述喷射磨(1)之后处于干燥状态。
7.按照上述权利要项中任一项所述的方法，
其特征在于，
所述至少一种用于稳定所产生的最细颗粒的表面活性添加剂包含：
-用于疏水稳定的硬脂酸；或
-用于亲水稳定的二醇、多元醇或其它长链醇。
8.按照上述权利要项中任一项所述的方法，
其特征在于，
所述至少一种用于稳定所产生的最细颗粒的表面活性添加剂包含：
-硅烷；和/或
-萘磺酸或苯酚磺酸的冷凝液。
9.按照上述权利要项中任一项所述的方法，
其特征在于，
所述添加剂的加入量为所述喷射磨(1)的碾磨物料质量流量的大约0.1％至大约4％。
10.用于实施按照权利要求1至9中任一项所述的方法的喷射磨(1)，其带有集成的动态风力分选机(10)，其中设置磨腔(5)，颗粒作为碾磨物料(M)通过碾磨物料供给设备(3)输送到所述磨腔中，并且过热的水蒸气或工业气体(He，H2)作为工作介质通过工作介质供给设备(13)输送，并且其中所述碾磨物料(M)通过碾磨磨成最细颗粒，
其特征在于，
设置用于至少一种稳定所产生的最细颗粒用的表面活性添加剂的供给设备(14a，14c，14c)。
11.按照权利要求10所述的喷射磨，
其特征在于，
所述用于至少一种表面活性添加剂的供给设备(14a，14c，14c)通入到所述碾磨物料供给设备(3)、磨腔(5)和/或工作介质供给设备(13)中。
12.按照权利要求10或11所述的喷射磨，
其特征在于，
所述喷射磨是流化床喷射磨。
13.按照权利要求10或11所述的喷射磨，
其特征在于，
所述喷射磨是密封床喷射磨。
14.按照权利要求10至13中任一项所述的喷射磨，
其特征在于，
所述工作介质供给设备(13)包含至少一个工作介质喷嘴(7)，所述工作介质喷嘴环形地包围用于至少一种添加剂的中央入口(15)。
15.按照权利要求14所述的喷射磨，
其特征在于，
所述至少一个工作介质喷嘴(7)是I喷嘴。
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