CN106422966A - 一种粉体物料干法造粒设备 - Google Patents

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李辉
郑伍魁
杨雨璇
薛群虎
徐德龙
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Abstract

本发明公开了一种粉体物料干法造粒设备，由增湿雾化装置、给料装置、物料分散装置、混合直筒，颗粒整形装置、风机、筛分装置和收料容器组成，其中，增湿雾化装置连接水源/粘接剂盛放装置，且位于混合直筒内，给料装置通过输送管道连接物料分散装置，物料分散装置通过输送管路连接混合直筒，混合直筒与颗粒整形装置上部连接，颗粒整形装置上部的出风口安装风机，颗粒整形装置下部依次连接筛分装置和收料容器。制备的颗粒粒度分布均匀，球形度、流动性良好，含水均匀。本设备结构简单，操作方便，便于维护和保养。与当前主要使用的喷雾干燥造粒方法相比，能极大的减少能源与水分消耗。

Description

一种粉体物料干法造粒设备
技术领域
本发明涉及设备制造技术领域，具体涉及一种粉体物料干法造粒设备，可应用于化工，建材，制药，矿山和食品等行业。
背景技术
造粒是指将各类粉状、块状、溶液或熔融状原料制成具有一定形状和强度的固体颗粒。这一工艺的意义在于：可以将物料制成理想的结构和形状，保持混合料的均匀性，改善物料物理化学反应的条件，防止某些固相物生产过程中的结块现象；提高物料的流动性，有利于粉体的连续化、自动化操作的顺利进行；控制产品的溶解速度等。
目前工业上常见的造粒方法有：压缩造粒，破碎造粒，喷雾干燥造粒，挤压造粒，凝聚造粒，流化喷雾造粒等。这些工艺各有特点，但是同时也都有需要解决的问题。例如压缩造粒法生产能力低，模具磨损大，所制备的颗粒粒径有一定下限；挤压造粒法模具磨损严重，颗粒长度和端面形状不能精确控制；破碎、滚动造粒法颗粒密度不高，难以制备粒径较小的颗粒；喷雾干燥造粒法水分蒸发量大，能耗高等。因此新的更加能适应环保需求和行业发展的造粒方法需要被研发，来满足日益增长的质量需求和节能减排趋势。
发明内容
为了解决现有造粒工艺存在的上述问题，本发明的目的在于，提供一种粉体物料干法造粒设备，可广泛应用于化工，建材，制药，矿山和食品等行业。
为了实现上述任务，本发明采取如下的技术解决方案：
一种粉体物料干法造粒设备，其特征在于，该粉体物料干法造粒设备由增湿雾化装置、给料装置、物料分散装置、混合直筒，颗粒整形装置、风机、筛分装置和收料容器组成，其中，增湿雾化装置连接水源/粘接剂盛放装置，且位于混合直筒内，给料装置通过输送管道连接物料分散装置，物料分散装置通过输送管路连接混合直筒，混合直筒与颗粒整形装置上部连接，颗粒整形装置上部的出风口安装风机，颗粒整形装置下部依次连接筛分装置和收料容器。
本发明的粉体物料干法造粒设备，其造粒方式是将干粉料通过给水增湿后在混合直筒中借助气流和颗粒碰撞的作用粘结成粒，这些颗粒再随气流进入颗粒整形装置与气流分离，在沿颗粒整形装置的器壁旋转下滑的过程中完成颗粒表面圆整的造粒方式。
其造粒方式可以是连续的也可以是间歇的。
根据本发明，所述的增湿雾化装置是直射式雾化装置，离心式雾化装置，旋转式雾化装置，气动雾化装置，气泡雾化装置，超声震荡雾化装置或静电雾化装置等。
所述的给料装置选择机械喂料装置或风力喂料装置等。
所述的物料分散装置选择文丘里混料器或气力输送管等。
所述的混合直筒与颗粒整形装置的材质选择金属、有机高分子化合物或无机非金属材料制作。
所述的颗粒整形装置选择旋风筒或类旋风筒状的气固分离装置。
所述的风机选择离心式风机、往复式真空泵，旋转真空泵或射流泵等。
所述的筛分装置选择滚动筛，摇动筛，振动筛，博后筛，琴弦式筛分机，声波筛分机，气力式筛分装置或概率筛分机等。
所述的收料容器选择连续式收料容器或间歇式收料容器等。
本发明的粉体物料干法造粒设备，使用时原料经过干法粉磨后，由给料装置经过物料分散装置输送到混合直筒内，微粉物料借助负压风机产生的负压气流呈悬浮状态沿着混合直筒运动，进而与增湿雾化装置产生的雾化液滴冲撞、混合，粘附形成颗粒。这些颗粒被气流携带进入颗粒整形装置内，由于颗粒整形装置的旋风气固分离作用，进入颗粒整形装置的颗粒与气流分离，在离心力和重力的共同作用下沿颗粒整形装置的器壁旋转下滑，借助下滑过程中颗粒与器壁表面的摩擦作用对颗粒表面的形貌进行圆整，获得表面光滑、球形度好的颗粒。完成造粒整形过程后，经颗粒整形装置下部卸料口收集的颗粒经过筛分装置筛分，粒径合格的颗粒经收料容器收集进入下一个工序，粒径不合格颗粒返回给料装置循环使用。小部分质量较轻的细粉和微细颗粒随气流经颗粒整形装置上部出风口和引风机进入收尘系统，收集后返回给料装置循环造粒使用。
本发明的粉体物料干法造粒设备，结构简单，操作方便，便于维护和保养，可广泛应用于化工、建材、制药、矿山和食品等行业，以及应用陶瓷行业坯体粉料的制备。所制备的颗粒粒度分布均匀，球形度、流动性良好，含水均匀。与当前主要使用的喷雾干燥造粒方法相比，在造粒过程中能极大的减少能源与水分消耗。
附图说明
图1为本发明的粉体物料干法造粒设备结构示意图；
图中标记分别表示：1、增湿雾化装置，2、给料装置，3、物料分散装置，4、混合直筒，5、颗粒整形装置，6、风机，7、筛分装置，8、收料容器。
以下结合附图和实施例对本发明作进一步详细的描述。
具体实施方式
如图1所示，本实施例给出一种粉体物料干法造粒设备，应用陶瓷行业坯体粉料的制备，该粉体物料干法造粒设备由增湿雾化装置1、给料装置2、物料分散装置3、混合直筒4，颗粒整形装置5、风机6、筛分装置7和收料容器8组成，其中，增湿雾化装置1连接水源/粘接剂盛放装置，且位于混合直筒4内，给料装置2通过输送管道连接物料分散装置3，物料分散装置3通过输送管路连接混合直筒4，混合直筒4与颗粒整形装置5上部连接，颗粒整形装置5上部的出风口安装风机6，颗粒整形装置5下部依次连接有筛分装置7和收料容器8。
其造粒方式是将经干法粉磨混合均匀的陶瓷干粉料通过给水增湿后在混合直筒内粘附成粒，再经颗粒整形装置整形圆整完成造粒。
增湿雾化装置1可以是直射式雾化装置，离心式雾化装置，旋转式雾化装置，气动雾化装置，气泡雾化装置，超声震荡雾化装置或静电雾化装置。具体到本实施例中采用直射式雾化装置。
给料装置2可以是机械喂料装置或风力喂料装置，具体到本实施例中采用螺杆式给料机。
物料分散装置3可以是丘里混料器或气力输送管，具体到本实施例中采用文丘里混料器。
混合直筒4与颗粒整形装置5的材质可以采用金属、有机高分子化合物或无机非金属材料制作。具体到本实施例中采用有机玻璃制作。
颗粒整形装置5可以是旋风筒或类旋风筒状的气固分离装置，具体到本实施例中采用加长改进型旋风筒。
风机6可以是离心式风机、往复式真空泵，旋转真空泵或射流泵。具体到本实施例中采用离心式风机。
筛分装置7可以是滚动筛、摇动筛、振动筛、博后筛、琴弦式筛分机、声波筛分机、气力式筛分装置或概率筛分机。具体到本实施例中采用带锁风阀的振动筛。
收料容器8可以是连续式收料容器或间歇式收料容器，具体到本实施例中采用间歇式收料容器。
使用时，陶瓷原料经过干法粉磨混匀后，由螺杆式给料机输送到文丘里混料器中，经过分散的物料进入混合直筒4内，物料借助离心式风机产生的负压气流形成悬浮状态并且沿着混合直筒随气流向上输送，进而与直射式雾化装置喷出的水/粘接剂雾化滴冲撞、混合，粘附形成小颗粒，这些小颗粒在沿混合直筒向上输送的过程中，在气流的作用下，颗粒与颗粒间会发生碰撞，粘附形成粒径更大的颗粒。所有颗粒被气流携带进入加长改进型旋风筒内，由于加长改进型旋风筒的旋风气固分离作用，进入颗粒整形装置的颗粒与气流分离，在离心力和重力的共同作用下沿颗粒整形装置的器壁旋转下滑，借助下滑过程中颗粒与器壁表面的摩擦作用对颗粒表面的形貌进行圆整，获得表面光滑、球形度好的颗粒。完成造粒整形过程后，经加长改进型旋风筒下部卸料口收集的颗粒经过带锁风阀的振动筛筛分，粒径合格的颗粒经间歇式收料容器收集进入下一个工序，粒径不合格颗粒返回螺杆式给料机循环使用。小部分质量较轻的细粉和微细颗粒随气流经加长改进型旋风筒上部出风口和离心式风机进入收尘系统，收集后未达标颗粒返回螺杆式给料机循环造粒使用或排空。
采用本实施例的粉体物料干法造粒设备，所制备的颗粒粒度分布均匀，球形度、流动性良好，含水均匀。对收料容器中的颗粒进行粒度分析和基本性能检测，制备的坯体粉料的粒度分布结果如表1，和传统湿法喷雾造粒设备制备的坯体粉料的流动性能与压缩性能对比如表2所示。
表1：制备的坯体粉料的粒度分布
目数 直径/mm 百分率/wt％
<24 0.800-1.0 26.97
24-28 0.630-0.800 48.47
28-35 0.500-0.630 10.12
35-45 0.400-0.500 5.25
45-55 0.315-0.400 4.22
55-70 0.224-0.315 3.21
70-140 0.105-0.224 1.23
>140 ＜0.105 0.53
表2：和传统湿法喷雾造粒设备制备的坯体粉料的流动性能与压缩性能对比
性能参数 新型干法造粒设备 湿法喷雾造粒设备
含水率/％ 6.2 6.9
休止角/° 34 33
崩溃角/° 27 26
表观密度/g cm-3 0.89 0.92
振实密度/g cm-3 1.07 1.09
Hausner比 1.20 1.18

Claims (10)

1.一种粉体物料干法造粒设备，其特征在于，该粉体物料干法造粒设备由增湿雾化装置(1)、给料装置(2)、物料分散装置(3)、混合直筒(4)，颗粒整形装置(5)、风机(6)、筛分装置(7)和收料容器(8)组成，其中，增湿雾化装置(1)连接水源/粘接剂盛放装置，且位于混合直筒(4)内，给料装置(2)通过输送管道连接物料分散装置(3)，物料分散装置(3)通过输送管路连接混合直筒(4)，混合直筒(4)与颗粒整形装置(5)上部连接，颗粒整形装置(5)上部的出风口安装风机(6)，颗粒整形装置(5)下部依次连接筛分装置(7)和收料容器(8)。
2.如权利要求1所述的粉体物料干法造粒设备，其特征在于，所述的增湿雾化装置(1)是直射式雾化装置，离心式雾化装置，旋转式雾化装置，气动雾化装置，气泡雾化装置，超声震荡雾化装置或静电雾化装置。
3.如权利要求1所述的粉体物料干法造粒设备，其特征在于，所述的增湿雾化装置(1)位于混合直筒(4)内的上部、中部、下部或四周。
4.如权利要求1所述的粉体物料干法造粒设备，其特征在于，所述的给料装置(2)选择机械喂料装置或风力喂料装置。
5.如权利要求1所述的粉体物料干法造粒设备，其特征在于，所述的物料分散装置(4)选择文丘里混料器或气力输送管。
6.如权利要求1所述的粉体物料干法造粒设备，其特征在于，所述的颗粒整形装置(5)选择旋风筒或类旋风筒状的气固分离装置。
7.如权利要求1所述的粉体物料干法造粒设备，其特征在于，所述的风机(6)选择离心式风机、往复式真空泵，旋转真空泵或射流泵。
8.如权利要求1所述的粉体物料干法造粒设备，其特征在于，所述的混合直筒(4)与颗粒整形装置(5)的材质采用金属、有机高分子化合物或无机非金属材料制作。
9.如权利要求1所述的粉体物料干法造粒设备，其特征在于，所述的筛分装置(7)选择滚动筛、摇动筛、振动筛、博后筛、琴弦式筛分机、声波筛分机、气力式筛分装置或概率筛分机。
10.如权利要求1所述的粉体物料干法造粒设备，其特征在于，所述的收料容器(8)选择连续式收料容器或间歇式收料容器。
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