氣力輸送對鈦白粉在樹脂中高攪分散性的影響

賀睿華,田 密,張 炳,馬玉杰

(錦州鈦業(yè)有限公司, 遼寧 錦州 121005)

生產(chǎn)與應(yīng)用

氣力輸送對鈦白粉在樹脂中高攪分散性的影響

賀睿華,田 密,張 炳,馬玉杰

(錦州鈦業(yè)有限公司,遼寧錦州121005)

通過生產(chǎn)實踐，對比氣力輸送幾個關(guān)鍵點對鈦白粉在樹脂中分散性的影響，找到了此種影響的理論依據(jù)，為鈦白粉生產(chǎn)企業(yè)氣力輸送提供了指導(dǎo)建議。

氣力輸送 ;鈦白粉; 分散性

隨著分散工藝的改進(jìn)，鈦白粉下游用戶對鈦白粉高攪分散性的要求越來越高。有必要找到一種途徑提高產(chǎn)品在樹脂體系的高攪分散性。氣力輸送在鈦白粉行業(yè)的應(yīng)用很廣泛，它被用于干燥后粉體物料的輸送，具有輸送距離長、效率高、操作方便、可以垂直、水平或傾斜方向輸送、密閉性好、輸送過程還可以同時進(jìn)行加熱、冷卻、干燥和分級操作等優(yōu)點。但它與機械輸送相比，也存在明顯的缺點，如含水量多、有粘附性或在高速運動時易產(chǎn)生靜電等，這主要與輸送介質(zhì)有關(guān)。氣力輸送按工作原理分為吸送式和壓送式兩種，這兩種方式均可以采用自然空氣、壓縮空氣或者氮氣作為輸送介質(zhì)。在鈦白粉生產(chǎn)過程中，氣力輸送主要用于汽流粉碎后的的物料冷卻輸送，主要目的是在包裝前物料輸送過程中，將鈦白粉物料冷卻至60℃以下。生產(chǎn)實踐表明，氣力輸送過程控制對鈦白粉在樹脂中的高攪分散性有一定的影響。

1 氣力輸送過程控制的影響

生產(chǎn)所采用的設(shè)備裝置圖如下：

1.1 不同氣力輸送介質(zhì)的影響

試驗時在輸送介質(zhì)入口更換不同的輸送介質(zhì)，過程的穩(wěn)定靠引風(fēng)機變頻和風(fēng)壓調(diào)節(jié)。

輸送介質(zhì)入口敞開，自然風(fēng)進(jìn)入，輸送口加上氣體補償裝置后，壓縮空氣或氮氣即可實現(xiàn)部分補償或全部補償，部分補償時，可吸入定量的自然風(fēng)，入口用閥門控制開口大小，從而控制風(fēng)量。以下的統(tǒng)計數(shù)據(jù)是在同一生產(chǎn)線，控制相同的工藝參數(shù)，生產(chǎn)1000t產(chǎn)品統(tǒng)計的結(jié)果，其中高攪分散性合格值為企業(yè)內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)。

圖1 負(fù)壓吸送裝置圖

高攪分散性合格率/%進(jìn)風(fēng)流量/(m3/h)輸送方式自然風(fēng)491680吸送式壓縮空氣641050(部分補償)壓送、吸送配合氮氣671210(部分補償)壓送、吸送配合

從上述結(jié)果看，粉碎后氣力輸送進(jìn)行壓縮空氣和氮氣補償后，產(chǎn)品高攪分散性合格率較比自然風(fēng)有所提高，壓縮空氣和氮氣相差不大。

1.2 壓力控制的影響

輸送介質(zhì)入口處設(shè)置壓力顯示點，該點間接反應(yīng)了入口處風(fēng)量的多少，是通過低溫引風(fēng)機的變頻調(diào)節(jié)進(jìn)行控制的。試驗時采用自然風(fēng)，入口處的閥門開度保持一致，其他工藝參數(shù)相同。

表2 輸送介質(zhì)入口不同壓力對高攪分散性的影響

從上述結(jié)果看，輸送介質(zhì)入口處壓力越低越有利于高攪分散性合格率的提高。

1.3 環(huán)境濕度的影響

因氣力輸送過程中冷卻需要的風(fēng)量較大，使用氮氣和壓縮空氣成本較高，通常生產(chǎn)時使用自然風(fēng)較多，自然風(fēng)受室內(nèi)環(huán)境的影響較大，為了考察該因素，在輸送介質(zhì)入口處，安裝溫度濕度計，在不同濕度的季節(jié)進(jìn)行數(shù)據(jù)收集。

表3 環(huán)境濕度對高攪分散性的影響

從上述結(jié)果看，環(huán)境濕度越低越有利于高攪分散性合格率的提高。

3 氣力輸送影響鈦白粉分散性的機理探討

粉體的團聚一般分為軟團聚和硬團聚，根據(jù)毛細(xì)管吸附理論[1]，硬團聚主要是干燥過程中形成，經(jīng)過汽粉工序后，硬團聚基本可以打開。通過質(zhì)量檢驗員的長期觀察，經(jīng)過研磨后的鈦白粉成品在分散性讀數(shù)刮板上短時間內(nèi)反粗，使得分散性讀數(shù)較高，用肉眼即可看到顆粒的聚集，由此判斷，軟團聚是影響鈦白粉在樹脂體系分散性的主要原因。多數(shù)鈦白粉廠家均采用添加有機處理劑和改善無機膜性質(zhì)來達(dá)到提升分散性的目的，這也是針對由范德華力和靜電引力引起的軟團聚所采取的關(guān)鍵措施。同理，包裝前的氣力輸送過程也適用于軟團聚理論，因檢測分散性的體系為樹脂體系，是非水性介質(zhì)，由于不相容引起的吸附就非常明顯，即鈦白粉中的水份與樹脂體系的不相容現(xiàn)象。氮氣中含水量非常低，壓縮空氣次之，自然風(fēng)最高；若使用自然風(fēng)，其進(jìn)風(fēng)量越低越有利；環(huán)境濕度對分散性的影響也如此。這與生產(chǎn)試驗得到的結(jié)果相吻合。因此如何避免成品鈦白粉中吸附過多的水份成了改善鈦白粉在樹脂體系分散性的一個重要手段。

4 氣力輸送在鈦白粉行業(yè)應(yīng)用的注意事項

根據(jù)生產(chǎn)實際經(jīng)驗，為了避免輸送過程中帶入過多的水份，生產(chǎn)在樹脂體系中專用的鈦白粉時，避免在粉碎后使用自然風(fēng)為介質(zhì)的氣力輸送傳送物料；若需要使用氣力輸送需考慮進(jìn)風(fēng)的含水量，可在輸送介質(zhì)入口增加干燥裝置；若以上手段都不能滿足，盡量減少進(jìn)風(fēng)量。

[1] 崔洪梅，劉 宏，王繼揚，等.納米粉體的團聚與分散[J].機械工程材料，2004，28(8):38-41.

(本文文獻(xiàn)格式：賀睿華,田密,張炳,等.氣力輸送對鈦白粉在樹脂中高攪分散性的影響[J].山東化工，2017，46(16)：90-91.)

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2017-05-11