氮氣保護分級式沖擊磨制備硫磺粉體

　　硫磺是化工領域重要的生產原材料，適用于橡膠輪胎、醫藥、造紙、農業、化學纖維、染料、制糖和農藥化工等諸多行業。隨著科學技術的不斷進步，粉末狀硫磺在很多行業發揮了很重要的作用，是不可或缺的基礎材料。硫磺粉在橡膠制品中起硫化交聯作用，賦予橡膠使用基本物性。硫磺粉能調節土壤pH值(主要是堿性土壤)，影響植物對鐵等營養元素的吸收能力。目前，國內外生產制造硫磺粉大都采用機械破碎的方法，硫磺顆粒在這個過程中會帶上電荷，粉體堆積了大量的靜電，加之硫磺易燃易爆特殊的化學性質，導致了生產和使用過程中存在很大的燃燒爆炸危險。南京理工大學自主研發了用于粉碎易燃易爆材料的液固式Ls型超細粉碎機，但是該粉碎機不適用硫磺粉的干法粉碎；張方強采用廣義磨粉碎硫磺粉，在系統中使用保護氣體發生器和阻燃裝置，該裝置并沒有根本解決硫磺粉的燃燒爆炸危害。付瑜等在分級式沖擊磨制備硫磺粉的過程中，對系統進行加濕設計來防止靜電積聚，但是加濕之后硫磺粉流動性會變差，導致系統堵塞。
 

　　雖然已有阻燃、防爆的設備與技術，但是現階段已不再適合超細粉碎加工易燃、易爆的材料_。為了滿足國家對化工行業安全生產的要求，對系統采用氮氣保護，能夠解決硫磺粉體粉碎加工過程中的燃爆危害。在氮氣保護系統中，確定氧含量值是最重要的，通常情況下，低于極限氧含量值3～5個百分點作為上限，低于l～2個百分點作為上上限，對于硫磺粉，氧含量上限可控制為5％～6％，上上限為8％。本文中采用氮氣保護分級式沖擊磨為實驗裝置，對制備硫磺粉的工藝進行了研究，并在系統運行過程中測試了相關數據并進行了分析。

　　設備與工藝實驗設備為山東埃爾派粉體科技有限公司生產的CSM型氮氣保護分級式沖擊磨系統，該系統主要包括氧含量分析儀、制取氮氣系統(壓縮空氣凈化組件、空氣儲罐、氮氧分離裝置、氮氣緩沖罐)、加料系統(料倉、星型卸料器)、粉碎主機(傳動電機功率55kw)、分級機(傳動電機功率1lkW)、脈沖噴吹袋式除塵器、高壓引風機(傳動電機功率30kW，最大風量4900m)、冷卻系統及可編程邏輯控制器(PLC)控制柜。該系統為閉式粉碎系統，氣路系統設氧含量分析儀，能自動實時在線監測氧氣含量，并在超過警戒值的時候自動補充氮氣。工藝流程主要有制氮、粉碎、分級、收集4大部分。

　　首先，開啟氧含量分析儀進行預熱，達到工作溫度700℃；同時開啟制備氮氣系統，制取氮氣達到工作壓力0．8MPa。開機時先在系統中持續充人氮氣，直至全系統的氧含量達到氧含量分析儀設定的值(質量為數為8％以下)；然后開啟加料系統，將粒徑為3～5mill的硫磺原料均勻加入粉碎腔。粉碎腔內一般用錘頭、葉片、棒體等幾種沖擊件，然后通過高速旋轉與物料發生猛烈撞擊，同時顆粒之間也會發生相互擠壓、摩擦、碰撞。此外在沖擊件與襯板之間的間隙處，顆粒也會受到撞擊、摩擦，從而實現對物料的粉碎。本實驗中采用錘頭對硫磺顆粒進行沖擊粉碎。粉碎后的硫磺顆粒隨著氣流進入分級機的分級腔，形成自由渦形的氣流，分級腔內有一個垂直放置的分級輪轉子，通過分級輪轉子的旋轉，產生一個旋轉氣流場，使攜帶著硫磺顆粒的氣體沿分級機轉子邊緣進人分級輪，呈螺旋狀向渦輪中心運動。粗的顆粒由于其所受的離心力大于氣流曳力而被甩出分級輪，返回至粉碎腔繼續粉碎，符合粒徑要求的顆粒隨氣流被吸人轉子中心，進入脈沖噴吹袋式除塵器，完成對產品的收集。整個系統采用上位機、PLC等一系列自動化硬件設施及軟件程序，實現了對系統的實時監控與自動化控制。

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