CN1045550C - 空气制冷低温精细粉碎方法 - Google Patents

Abstract

一种化工加工技术领域的空气制冷低温精细粉碎方法，它包括以下具体步骤：(1)以空气和其他制冷剂相结合为工质获取不同温度水平的冷源；(2)对被加工的原料进行冷冻处理；(3)精细粉碎；后续处理。本发明与其它低温冷源相比，具有降低生产成本、冷源易获得、位置不受限制、操作灵活方便无污染和废弃物的特点。

Description

空气制冷低温精细粉碎方法

本发明属于化工加工技术领域，更进一步涉及一种应用于常温下呈塑性而低温下呈脆性的废旧橡塑材料以及食品医药等原材料的精细粉碎加工过程。使用该方法处理原料可保持其原有的成份和物性不变，并回收和再利用有明显回收价值的原料，利于环境保护。

随着工业生产的大规模发展，难以分解的废弃物，如塑料制品，废旧橡胶制品，都在寻找无污染的处理方法回收和再利用以利于人类生存空间的环境保护；在食品加工行业，一些名贵食品原料，如咖啡豆、可可豆、香料等的无污染、高效精细粉碎，可保持原有的品质，并降低生产成本；在医药行业中，名贵中草药原料的加工粉碎需要保持药品的色、香、味及药性不变，并要求极细的粉末以提高药效。目前，国内外对上述材料的粉碎主要可分为常温粉碎法和低温粉碎法两种。常温粉碎法由于耗能大，难以保证原料的原有品质和粉碎的粒度，这种方法已很少采用。对于低温粉碎方法，可将原材料加工到极细的颗粒；与常温粉碎相比可以减少电耗；高质量地回收加工废弃橡塑材料；对食品和药材进行粉碎可保持原有的营养成份和品质；减少对环境的污染。(低温粉碎的发展概况与理论分析，《低温工程》，1986,NO.5)低温粉碎技术包括两方面内容：一是提供低温冷源的技术；二是低温下的粉碎和加工技术。低温冷源的提供是低温粉碎的前提，其成本是低温粉碎法的关键因素。国内外的低温粉碎装置的冷源主要来源于液化天然气(LNG)、空气分离装置中的剩余液氮以及产品液氮的汽化冷量。然而，这些提供冷源的方法都要求低温粉碎装置靠近冷源，以减少冷量的散失引起产品能耗的增加。由于天然气和剩余液氮的数量也限制了精细粉碎加工原料的处理量。另外，由于目前空分设备水平的限制，液氮的价格偏高，用液氮作冷源使加工粉碎的成本提高。(低温粉碎技术，《低温工程》，1987,NO.2、低温在废旧橡胶回收工业中的应用，《低温工程》，1986,NO.5)。

本发明的的在于从节能和环保的要求出发，提供一种空气制冷低温精细粉碎方法，利用空气膨胀制冷和其它制冷方法相结合作为制冷手段，以压缩一膨胀原理获得不同温度水平的冷量，作为低温粉碎的冷源，具有无污染，易获得，操作灵活方便等特点。

本发明所用方法须经过以下步骤：

(1)冷源的获取：以空气膨胀制冷和其他制冷方法相结合，获取不同温度等级的多种冷源以适应处理不同的原料的需要；

(2)物料处理：对被加工的原料进行冷冻处理；

(3)精细粉碎：对经过冷冻处理的原料进行低温下的精细粉碎；

(4)后续处理。

下面结合实施例对本发明作进一步描述：

(1)冷源的获取：将环境大气中的空气在过滤器中过滤去除环境空气中的机械颗粒和灰尘，防止机械颗粒损坏机器。将除尘后的空气送入压缩机中，绝热压缩，提高压力，压缩至一定的压力，将高压空气通入水冷却器中冷却，将高压空气中的饱和水去除，再将高压饱和空气中的水在氟利昂制冷机组中除去，并将空气冷却，通过分子筛吸附器进一步用吸附的方法除去水份和二氧化碳，以防止低分压的水份和二氧化碳在低温下凝结成固体颗粒高速冲击透平膨胀机，损坏透平膨胀机的通流部分。除去水份和二氧化碳的高压空气再进入另外一个氟利昂制冷机组中冷却，然后分为两部分：一部分直接进入一级透平膨胀机，在一级膨胀机中绝热膨胀，获得的低温空气进入换热器中冷却另一部分高压空气，冷却高压空气的目的在于可获得较低的温度水平。这股高压空气进入二级膨胀机，绝热膨胀，进一步获得更低温度水平的低温空气，作为冷冻被加工物料的冷气源，先送入低温粉碎机中。

(2)物料的处理：被加工的废旧橡塑材料以及医药原料等被加工原料，先经过预先机械处理，如洗涤、除去灰尘杂质，然后进行预先粗破碎，将原料从整体分解为较粗的颗粒，再经过磁选去除原料中的铁质的机械杂质，防止这些杂质进入粉碎系统损坏机器和管道。经过预先机械处理的原料经过预冷却，进入换热器中，与逆流来的冷源空气换热，冷冻物料，将物料冷冻到玻璃化温度点以下，在此温度下物料具有很强的脆性，而失去了在常温下的韧性，可减少能耗，易于粉碎。被预冷却的原料送入低温粉碎机中与低温冷源空气汇合。

(3)精细粉碎：被预冷冻的物料送入低温粉碎机中粉碎，通入低温冷源空气的目的是为了以空气为介质吸收粉碎过程中产生的粉碎热。在粉碎机中，将物料冲击至粉末状，其粒度可达50～200目。即可得到原料的精细粉末。

(4)后续处理：将从低温粉碎机中出来的原料粉末，先通过分选设备进行分选，分离出合格产品。分选设备依所要求产品的粒度而定。不合格产品，通过输送机再次进入粉碎机中粉碎。合格的低温粉末产品在换热器中复热至室温状态，回收其所具有的冷量，在室温下包装成产品。

本发明专利可在低温下将原料粉碎至50～200目的粒度，且保持原材料原有品质不变。与用液化天然气或液氮作低温冷源相比，生产成本降低40％，而且具有冷源种类多、易获得，位置不受限制，操作灵活方便，无污染和废弃物等显著优点，并为废旧橡塑料材料等废弃物的回收再生处理开辟了一种新的途径，将产生很大的经济效益和社会效益。

Claims (4)

1．空气制冷低温精细粉碎方法，其特征在于，包括下述具体步骤：

(1)冷源的获取：将环境大气中的空气在过滤器中过滤去除环境空气中的机械颗粒和灰尘，将除尘后的空气送入压缩机中，绝热压缩，提高压力，将高压空气通入水冷却器中冷却，将高压空气中的饱和水去除，再将高压饱和空气中的水在氟利昂制冷机组中除去，并将空气冷却，通过分子筛吸附器进一步用吸附的方法除去水份和二氧化碳，除去水份和二氧化碳的高压空气再进入另外一个氟利昂制冷机组中冷却，然后分为两部分：一部分直接进入一级透平膨胀机，在一级膨胀机中绝热膨胀，获得的低温空气进入换热器中冷却另一部分高压空气，这股高压空气进入二级膨胀机，绝热膨胀，进一步获得更低温度水平的低温空气，作为冷冻被加工物料的冷气源，先送入低温粉碎机中；

(2)物料的处理：被加工的废旧橡塑材料以及医药原料等被加工原料，先经过预先机械处理，然后进行预先粗破碎，将原料从整体分解为较粗的颗粒，再经过磁选去除原料中的铁质的机械杂质，经过预先机械处理的原料经过预冷却，进入换热器中，与逆流来的冷源空气换热，冷冻物料，将物料冷冻到玻璃化温度点以下，然后送入低温粉碎机中与低温冷源空气汇合；

(3)精细粉碎：被预冷冻的物料送入低温粉碎机中粉碎，在粉碎机中，将物料冲击至粉末状，得到原料的精细粉末；

(4)后续处理：将从低温粉碎机中出来的原料粉末，先通过分选设备进行分选，分离出合格产品，不合格产品通过输送机再次进入粉碎机中粉碎，合格的低温粉末产品在换热器中复热至室温状态，回收其所具有的冷量，在室温下包装成产品。

2．根据权利要求1所述的空气制冷低温精细粉碎方法，其特征在于，所述的冷源获取是经对净化除尘后的空气压缩，用水和制冷机组冷却，净化除去水份和二氧化碳，再在另一制冷组中冷却，然后在透平膨胀机中绝缘膨胀，获取低温的多种温度水平的净化空气作冷源。

4．根据权利要求1所述的空气制冷低温精细粉碎方法，其特征在于，所述精细粉碎的粉碎粒度为50～200目。

5．根据权利要求1所述的空气制冷低温精细粉碎方法，其特征在于，所述后续处理中将粉末进行分选处理。