我国粉体造粒技术和设备现状

来源：塑胶五金网发布时间：2015-02-02 14:46:22点击率：

　　粉粒体过程处理，是指生产中工艺物料是粉粒状及其混合物，且以物理变化为主的诸多单元操作，包括造粒、粉碎、分级、除尘、过滤、沉淀、离心分离、干燥、结晶、混合、输送、给料、包装等过程，其装置称为过程处理装置。

　　粉体造粒技术是粉粒体过程处理的主要分支。随着环保需求和生产过程自动化程度提高，粉状产品粒状化已成为世界粉体后处理技术的必然趋势。

　　我国粉体技术及装备研究始于20世纪80年代中期，原化工部化工机械研究院粉体工程研究所早进行专门系统研究。经过多年努力，目前我国粉体造粒技术已具有一定水平，设备规模基本可满足粉粒体颗粒化要求。现有粉体处理技术可分为4类。

　　搅拌法搅拌法造粒是将某种液体或粘结剂渗入固态细粉末中并适当地搅拌，使液体和固态细粉末相互密切接触，产生粘结力而形成团粒。常用的搅拌方法是通过圆盘、锥形或筒形转鼓回转时的翻动、滚动以及帘式垂落运动来完成。根据成型方式又可分为滚动团粒、混合团粒及粉末成团。典型的设备有造粒鼓、斜盘造粒机、锥鼓造粒机、盘式造粒机、滚筒造粒机、捏合机、鼓式混料机、粉末掺合机(锤式、立轴式、带式)、落幕团粒机等。

　　搅拌法的优点是成型设备结构简单，单机产量大，所形成的颗粒易快速溶解、湿透性强，缺点是颗粒均匀性不好，所形成的颗粒强度较低。目前这类设备单机处理能力大可达500吨/小时，颗粒直径大可到600毫米，多适用于选矿业、化肥、精细化工、食品等领域。

　　压力成型法该法是将要造粒的粉体物料限定在特定空间中，通过施加外力压紧为密实状态。根据所施加外力的物理系统不同，压力成型法又可分为模压法和挤压法。

　　典型的模压法设备有重型压块机、台式压榨机、混凝土块压制机、压砖机、重型制片机等。其优点是可制造较大的团块，所制成的物料也有相当的机械强度，缺点是设备的适用范围较小，对有的物料不易脱模。这类设备多用于建筑、制药等领域。

　　挤压法是目前我国粉体工业中压力成型法造粒的主要方法。挤压法造粒设备根据工作原理和结构可分为真空压杆造粒机、单(双)螺杆挤压造粒机、模型冲压机、柱塞挤压机、辊筒挤压机、对辊齿轮造粒机等。这类设备可广泛适用于石油化工、有机化工、精细化工、医药、食品、饲料、肥料等领域。该法具有适应能力强、产量大、粒度均匀、颗粒强度好、成粒率高等优点。

　　在单螺杆造粒机基础上研制成功的DLJ系列解碎造粒机可很好地解决胶状体物料的破碎问题，可广泛适用于高分子量聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠等物料的解碎造粒，拓宽了挤压法造粒的应用范围。

　　对于要求特殊形状颗粒(如环状、三叶草形、多孔状等)的物料造粒，一般采用柱塞挤出机来实现。目前我国对柱塞挤出机的研究已趋完善，柱塞直径在50～250毫米范围，颗粒直径在2～20毫米范围内可选，可实现颗粒形状超过20种。

　　喷雾和分散弥雾法该法是在特定设备中，使处于高度分散状态的液相或半液相物料直接成为固体颗粒。这种造粒设备有喷雾干燥塔、喷雾干燥器、造粒塔、喷动床和流化床干燥器以及气流输送干燥器等。这种喷雾和分散弥雾造粒法的共同特性为：液态进料必须是可用泵输送的和可弥散的;造粒过程通常应为连续、自动化的以及大规模的操作;造粒系统必须设计成能回收或循环使用料末，以解决物料的磨损消耗和粉末夹带现象;产品粒度一般限制在5毫米以下。这类设备的优点在于物料的造粒过程和干燥过程同时进行。该设备可广泛应用于制药、食品、化工、矿业以及陶瓷工业等。其缺点是颗粒强度较低，粒度较小。目前这类设备可制备的颗粒直径可小到50～500微米，甚至更小，产量大的可超过30吨/小时(如尿素造粒塔等)

　　热熔融成型法热熔融成型法是利用产品的低熔点特性(一般低于300℃)，将熔融物料通过特殊的冷凝方式，使其冷凝结晶成所要求的片状、条状、块状、半球状等形状。根据成型设备工作原理，主要可分为转鼓结片机和回转冷带落模成型装置。

　　转鼓结片是一个冷却结晶过程，料盘中熔融料液与冷却的转鼓接触，在转鼓表面形成料膜，通过料膜与鼓壁间的热交换，使料膜冷却、结晶，结晶的料膜被刮刀刮下，成为片状产品。转鼓结片机具有设备紧凑，转鼓精度高，冷却效果好，适用范围广，既可结片又可干燥等优点，可广泛应用于石油树脂、聚乙烯低聚物等高分子类产品以及苯酐、顺酐、脂肪醇等有机化工产品的生产。转鼓结片机在我国粉体工业中的应用已较普遍，技术也较成熟。

　　回转冷带落模成型装置采用薄钢带传热和雾化喷淋冷却，传热效果好，冷却效率高，物料固化成型快，物料适用范围广，可生产半球状、条状、块状、薄片状等多种形状的产品。采用布料器与钢带双调速驱动装置，可根据生产能力及物性参数调节，易实现自动控制;整个生产过程无污染，产品纯度高，无杂质带入，易实现连续化作业;由于钢带在卸料端的换向弯曲，使固化料层与钢带的贴合面分离，因此卸料时粉化少，卸料容易，颗粒形状易于保持。

　　目前，国内从事回转冷带落模成型装置设计、研究、制造的单位有四五家，多数是由原化工部化工机械研究院粉体工程研究所自主开发的内旋布料系统衍生发展而成。这一技术与设备在我国已工业化推广应用100余台套，取得了多项发明专利，技术已接近国际先进水平。

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