氮气保护分级式冲击磨制备硫磺粉体

　　硫磺是化工领域重要的生产原材料，适用于橡胶轮胎、医药、造纸、农业、化学纤维、染料、制糖和农药化工等诸多行业。随着科学技术的不断进步，粉末状硫磺在很多行业发挥了很重要的作用，是不可或缺的基础材料。硫磺粉在橡胶制品中起硫化交联作用，赋予橡胶使用基本物性。硫磺粉能调节土壤pH值(主要是碱性土壤)，影响植物对铁等营养元素的吸收能力。目前，国内外生产制造硫磺粉大都采用机械破碎的方法，硫磺颗粒在这个过程中会带上电荷，粉体堆积了大量的静电，加之硫磺易燃易爆特殊的化学性质，导致了生产和使用过程中存在很大的燃烧爆炸危险。南京理工大学自主研发了用于粉碎易燃易爆材料的液固式Ls型超细粉碎机，但是该粉碎机不适用硫磺粉的干法粉碎；张方强采用广义磨粉碎硫磺粉，在系统中使用保护气体发生器和阻燃装置，该装置并没有根本解决硫磺粉的燃烧爆炸危害。付瑜等在分级式冲击磨制备硫磺粉的过程中，对系统进行加湿设计来防止静电积聚，但是加湿之后硫磺粉流动性会变差，导致系统堵塞。
 

　　虽然已有阻燃、防爆的设备与技术，但是现阶段已不再适合超细粉碎加工易燃、易爆的材料_。为了满足国家对化工行业安全生产的要求，对系统采用氮气保护，能够解决硫磺粉体粉碎加工过程中的燃爆危害。在氮气保护系统中，确定氧含量值是最重要的，通常情况下，低于极限氧含量值3～5个百分点作为上限，低于l～2个百分点作为上上限，对于硫磺粉，氧含量上限可控制为5％～6％，上上限为8％。本文中采用氮气保护分级式冲击磨为实验装置，对制备硫磺粉的工艺进行了研究，并在系统运行过程中测试了相关数据并进行了分析。

　　设备与工艺实验设备为山东埃尔派粉体科技有限公司生产的CSM型氮气保护分级式冲击磨系统，该系统主要包括氧含量分析仪、制取氮气系统(压缩空气净化组件、空气储罐、氮氧分离装置、氮气缓冲罐)、加料系统(料仓、星型卸料器)、粉碎主机(传动电机功率55kw)、分级机(传动电机功率1lkW)、脉冲喷吹袋式除尘器、高压引风机(传动电机功率30kW，最大风量4900m)、冷却系统及可编程逻辑控制器(PLC)控制柜。该系统为闭式粉碎系统，气路系统设氧含量分析仪，能自动实时在线监测氧气含量，并在超过警戒值的时候自动补充氮气。工艺流程主要有制氮、粉碎、分级、收集4大部分。

　　首先，开启氧含量分析仪进行预热，达到工作温度700℃；同时开启制备氮气系统，制取氮气达到工作压力0．8MPa。开机时先在系统中持续充人氮气，直至全系统的氧含量达到氧含量分析仪设定的值(质量为数为8％以下)；然后开启加料系统，将粒径为3～5mill的硫磺原料均匀加入粉碎腔。粉碎腔内一般用锤头、叶片、棒体等几种冲击件，然后通过高速旋转与物料发生猛烈撞击，同时颗粒之间也会发生相互挤压、摩擦、碰撞。此外在冲击件与衬板之间的间隙处，颗粒也会受到撞击、摩擦，从而实现对物料的粉碎。本实验中采用锤头对硫磺颗粒进行冲击粉碎。粉碎后的硫磺颗粒随着气流进入分级机的分级腔，形成自由涡形的气流，分级腔内有一个垂直放置的分级轮转子，通过分级轮转子的旋转，产生一个旋转气流场，使携带着硫磺颗粒的气体沿分级机转子边缘进人分级轮，呈螺旋状向涡轮中心运动。粗的颗粒由于其所受的离心力大于气流曳力而被甩出分级轮，返回至粉碎腔继续粉碎，符合粒径要求的颗粒随气流被吸人转子中心，进入脉冲喷吹袋式除尘器，完成对产品的收集。整个系统采用上位机、PLC等一系列自动化硬件设施及软件程序，实现了对系统的实时监控与自动化控制。

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