周群

摘 要：干磨技術(shù)是目前廣泛應(yīng)用于煤礦、石油、化工等領(lǐng)域的一種非金屬礦物質(zhì)造粒技術(shù)。本文從干磨技術(shù)的主要應(yīng)用原理入手，分析了分子篩制備工藝中干磨技術(shù)的運(yùn)用，具有較強(qiáng)的節(jié)能環(huán)保性，使得制備催化劑過程中的分子篩具有較高的活性，具有重要的理論價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞：干磨技術(shù);分子篩;催化裂化

在現(xiàn)代的分子篩制備工藝中，物料的粒度、形狀對(duì)物料的比表面積、化學(xué)性能、物理性能有著較大的影響，還會(huì)影響液體中介質(zhì)的溶解性能、反應(yīng)性能，進(jìn)而影響制備產(chǎn)品的時(shí)效性、純度、精度等。因此，為適應(yīng)近年來超細(xì)粉碎加工技術(shù)的發(fā)展要求，需不斷優(yōu)化干磨技術(shù)在分子篩制備工藝中的運(yùn)用，以此確保工業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的有力提升。

1 干磨技術(shù)主要原理

在工程中，一般將粉碎粒徑為10?m以下的物料稱為超細(xì)粉碎，在進(jìn)行超細(xì)粉碎前，通常將物料經(jīng)過粗磨達(dá)到0.5-5mm再進(jìn)行超細(xì)粉碎的深加工。干磨技術(shù)是工業(yè)中制取超細(xì)粉體的主要方法，具體包括氣流式超細(xì)粉碎和機(jī)械式超細(xì)粉碎。其中，氣流式超細(xì)粉碎與其他的超細(xì)粉碎設(shè)備存在較大的不同，主要工作原理是將設(shè)備噴嘴處噴出的高速氣流能量釋放在物料上，使得物料顆粒間互相撞擊、摩擦，最終獲得符合生產(chǎn)制備標(biāo)準(zhǔn)的微細(xì)粒子。經(jīng)過氣流式粉碎后的物料粒徑可在5?m以下，物料顆粒受到來自粉碎過程的離心力后，可自動(dòng)分級(jí)，且成品粒徑均勻。此外，該種方式可以將低融點(diǎn)、熱敏性物料進(jìn)行粉碎，在無菌環(huán)境中使用這種技術(shù)能夠粉碎藥物，并起到一定的冷卻作用。機(jī)械式超細(xì)粉碎中的高速?zèng)_擊式超細(xì)粉碎是一種十分有效的機(jī)械。主要工作原理是：物料經(jīng)過風(fēng)機(jī)運(yùn)送到裝有高速回轉(zhuǎn)沖擊刀片的粉碎腔中，物料顆粒在強(qiáng)制性的急速攪拌中互相撞擊、摩擦而形成微細(xì)粒子。物料中比重比成品比重大的雜質(zhì)會(huì)由分級(jí)裝置與成品物料分離開來，再將這些雜質(zhì)運(yùn)輸?shù)脚旁鼨C(jī)構(gòu)中，進(jìn)而提高高速?zèng)_擊式超細(xì)粉碎成品的純度和精度。這種超細(xì)粉碎設(shè)備因具有高速回轉(zhuǎn)刀片，在粉碎硬度較高的物料時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大磨損，因此，一般用于粉碎中、軟硬度的物料。除以上兩種超細(xì)粉碎設(shè)備之外，干磨技術(shù)還包括振動(dòng)粉碎機(jī)、球磨機(jī)和錘式粉碎機(jī)，每種粉碎設(shè)備具有不同的使用性能和工作參數(shù)，因此，工業(yè)要結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)情況選用適合的設(shè)備，以此提高粉碎效率和質(zhì)量[1]。

2 分子篩制備工藝中干磨技術(shù)的運(yùn)用

2.1 石油工業(yè)采用干磨工藝的生產(chǎn)流程分析

以中國(guó)石化催化齊魯分公司為例，該公司是中國(guó)煉油催化劑專業(yè)的主要生產(chǎn)企業(yè)，具有樣式十分豐富的分子篩和用途多樣的催化劑產(chǎn)品。將干磨技術(shù)應(yīng)用到分子篩的制備工藝中，改善物料性能的同時(shí)，還可提高工藝流程的可操作性。以一定流量一次性通過機(jī)械超細(xì)粉碎機(jī)的分子篩干粉，經(jīng)除塵后進(jìn)入到打漿罐中，且不同粒徑的分子篩對(duì)工業(yè)的生產(chǎn)流程存在不同的影響。

2.1.1 主要儀器

該廠選用山東濰坊某粉體工程設(shè)備有限公司研制的LHJ型機(jī)械式超細(xì)粉碎機(jī)。這種設(shè)備可加工200-2500目的微粉，是一種較球磨機(jī)、雷蒙磨等機(jī)械高效的細(xì)粉加工設(shè)備。LHJ型機(jī)械式超細(xì)粉碎機(jī)的具體工作原理是將改造后的物料送至裝有回轉(zhuǎn)刀片的粉碎腔中，使得物料在高速旋轉(zhuǎn)中產(chǎn)生高頻脈動(dòng)氣旋流能場(chǎng)，進(jìn)而使得物料間相互撞擊、摩擦、剪切，以此完成物料超細(xì)粉碎的過程。經(jīng)超細(xì)粉碎后的物料進(jìn)入到設(shè)備的分級(jí)區(qū)中，在離心力的作用下，粗細(xì)粉粒、雜質(zhì)便一一分離開來，不符合標(biāo)準(zhǔn)的物料會(huì)再一次進(jìn)入到粉碎腔中，符合標(biāo)準(zhǔn)的會(huì)經(jīng)過除塵處理最終送入后續(xù)的催化劑制備流程中去。

2.1.2 工藝流程

經(jīng)過粉碎后的分子篩再經(jīng)由焙燒進(jìn)入到爐尾除塵器中，經(jīng)過進(jìn)一步的除塵處理進(jìn)入到成品儲(chǔ)存罐中。成品儲(chǔ)存罐中的螺旋輸送裝置可將分子篩以一定速率送回到機(jī)械超細(xì)粉碎機(jī)中，再經(jīng)由以上步驟進(jìn)入到打漿罐中，這時(shí)的分子篩的粒度已經(jīng)符合了齊魯工業(yè)的相關(guān)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。此外，分子篩的粒度還可根據(jù)最終制備出的催化劑產(chǎn)品要求而進(jìn)行改變，由此生產(chǎn)出不同類型的催化劑[2]。

2.1.3 生產(chǎn)情況分析

該企業(yè)對(duì)磨細(xì)前與磨細(xì)后的分子篩產(chǎn)品粒度進(jìn)行了細(xì)致分析，主要使用的是ZRP產(chǎn)品激光粒度分布圖來進(jìn)行具體分析的。通過產(chǎn)品的激光粒度分布圖可直觀看出磨細(xì)前與磨細(xì)后的產(chǎn)品粒度特征，通過仔細(xì)對(duì)比，磨細(xì)后的三號(hào)產(chǎn)品與磨細(xì)前的一號(hào)產(chǎn)品粒度相似度較高。通過對(duì)磨細(xì)后分子篩相應(yīng)的粒度分布圖可看出，粒度在4.0-7.0?m的較多，由此可總結(jié)出，磨細(xì)后的產(chǎn)品粒度符合工業(yè)的粒度標(biāo)準(zhǔn)，滿足相關(guān)工藝的標(biāo)準(zhǔn)。

該企業(yè)應(yīng)用干磨技術(shù)來優(yōu)化分子篩的制備工藝流程，具有操作簡(jiǎn)單、粉碎設(shè)備易獲取、產(chǎn)品效率高、流程可控等優(yōu)點(diǎn)，極大地降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，且對(duì)周圍環(huán)境的污染小，為其他企業(yè)進(jìn)行節(jié)能環(huán)保生產(chǎn)打下良好的基礎(chǔ)，具有十分廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景。

2.2 煤炭產(chǎn)業(yè)采用干磨工藝的生產(chǎn)流程分析

以某鋼鐵廠為例，經(jīng)過專業(yè)人員的研究，將適量的催化劑按照比例加入到爐煤中，可降低焦炭的氣孔率，減少氣體的析出量，極大地增強(qiáng)了焦炭的強(qiáng)度。該廠為降低企業(yè)的生產(chǎn)成本，降低企業(yè)采購催化劑的難度，提高煤炭資源的利用效率，便利用干磨技術(shù)進(jìn)行了一系列的試驗(yàn)。

2.2.1 主要儀器

該廠主要選用WJRM-10型號(hào)的立式磨作為主要的粉碎設(shè)備，該裝置包括給料系統(tǒng)、粉磨系統(tǒng)、產(chǎn)品收集系統(tǒng)、送風(fēng)系統(tǒng)，并且該裝置集粉末與焙烘為一體，可將含水率較高的煤粉進(jìn)行烘干處理。該裝置的主要工作原理是：將物料放入磨輥中進(jìn)行擠壓和研磨處理，并通過固定的給料裝置送入到磨盤中，使得物料在進(jìn)行相對(duì)移動(dòng)的過程中被壓碎、被摩擦、被剪切，進(jìn)而完成料床粉碎。經(jīng)過粉碎后的物料在離心力的作用下運(yùn)動(dòng)到料環(huán)中，進(jìn)而被高速的氣流吹起，未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的粗顆粒再次進(jìn)入到磨盤中進(jìn)行下一輪的粉碎，符合標(biāo)準(zhǔn)的細(xì)物料在高速氣流的作用下進(jìn)入到磨外。從以上過程能夠看出，WJRM-10型號(hào)的立式磨具有能量消耗低、粉碎效率高、節(jié)能環(huán)保等特點(diǎn)，并且允許較大的顆粒進(jìn)入到粉碎裝置中，且使物料的每部分受到的力是均勻的，具有超強(qiáng)的可控性，有效避免了過度粉碎現(xiàn)象的發(fā)生。

2.2.2 工藝流程

粉焦由原料倉進(jìn)入到立式磨中，經(jīng)過磨內(nèi)的細(xì)致粉碎最終排出的粒度<0.2mm，后又經(jīng)過除塵裝置進(jìn)入到成品儲(chǔ)存庫中。在成品儲(chǔ)存庫中的煤焦粉按照工業(yè)具體的濕度定量比例和配料定量比例，經(jīng)過帶式輸送機(jī)計(jì)入到粉碎機(jī)中，并與煉焦煤進(jìn)行充分混合，以實(shí)現(xiàn)該廠最終設(shè)定的生產(chǎn)目標(biāo)。

2.2.3 生產(chǎn)情況分析

經(jīng)過一系列的粉碎、研磨后，煤焦的平均粒度可根據(jù)實(shí)際需要選擇接下來要進(jìn)行的工藝流程，主要對(duì)立式粉磨機(jī)中的各部位的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)，以此保證該廠的產(chǎn)量與成品質(zhì)量。相關(guān)人員在分析過程中，根據(jù)固定的厚度公式算出角料層的厚度，進(jìn)而分析實(shí)際碾入角對(duì)粉磨效率的影響。同時(shí)，還要分析磨輥和磨盤之間的距離，當(dāng)兩者間的直徑較小時(shí)，產(chǎn)生的粉焦密度和塊度也較小，且物料在磨內(nèi)的流動(dòng)性較好。此外，研磨壓力也是分子篩分析的重點(diǎn)。研磨壓力大時(shí)生產(chǎn)的效率就會(huì)越高，但主機(jī)的穩(wěn)定性較差，因此要選用合理的研磨壓力，避免發(fā)生產(chǎn)品不合格的問題。干磨工藝對(duì)物料水份要求比較高，若初始物料的水份過高則會(huì)影響磨機(jī)出產(chǎn)品的效率。因此，在對(duì)分子篩制備工藝使用干磨工藝前，要做好物料的防水工作，避免物料過黏而影響生產(chǎn)。同時(shí)，相關(guān)企業(yè)要大力創(chuàng)新干磨工藝的應(yīng)用途徑，以此實(shí)現(xiàn)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

3 結(jié)論

綜上所述，超細(xì)粉碎技術(shù)作為一項(xiàng)應(yīng)用前景十分廣闊的工業(yè)技術(shù)，在近幾年會(huì)得到快速的發(fā)展。隨著工業(yè)原材料、設(shè)備、技術(shù)的不斷更新，對(duì)干法超細(xì)粉碎技術(shù)提出了更高的要求，需要不斷改善分子篩在制備催化劑過程中的粒度分布狀況，以此提高干磨技術(shù)在分子篩制備工藝中的效果，增強(qiáng)產(chǎn)品的強(qiáng)度和活性，促進(jìn)相關(guān)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]羅才武，李向陽，晁自勝.堿處理技術(shù)制備微-介孔分子篩的研究進(jìn)展[J].工業(yè)催化，2017，25（01）：9-15.

[2]中國(guó)石化石油化工科學(xué)研究院科研處.中國(guó)石化石油化工科學(xué)研究院開發(fā)的高效超穩(wěn)分子篩及催化劑制備技術(shù)助力中國(guó)石化綠色行動(dòng)[J].石油煉制與化工，2018，49 （08）：5.