陶瓷墙地砖干法造粒过程坯料粉体成形与造粒室转速的影响

为分析陶瓷墙地砖干法造粒过程坯料粉体成形与造粒室转速的关系.基于欧拉-欧拉双流体模型模拟陶瓷干法造粒混料过程数理模型,同时对坯料粉体粗糙度、粉体级配及粉体流动性指数进行实验分析,验证数值模拟的正确性.当造粒室转速分别为120 RPM、140 RPM、160 RPM时,坯料粉体体积分布大小基本保持不变,坯料粉体均匀性和分散性逐渐变好,团聚现象逐渐消失;当造粒室转速分别为180 RPM、200 RPM时,坯料粉体体积分布大小仍基本保持不变,坯料粉体均匀性和分散性逐渐变差,团聚现象逐渐明显.实验结果表明:当造粒室转速分别为120 RPM、140 RPM、160 RPM、180 RPM、200 RPM时,坯料粉体粗糙度系数平均值依次为1.79、1.77、1.68、1.74、1.78;粉体级配百分比依次为73％、77％、89％、80％、72％;流动性指数依次为63.54、66.95、69.75、68.32、67.21.综合分析说明:造粒室转速为160 RPM时,坯料粉体均匀性和分散性良好,且无明显团聚现象,此时坯料粉体粗糙度系数平均值最小、粉体级配百分比最高、流动性指数最大,即造粒效果最好.     

陶瓷墙地砖干法造粒机主轴偏心率对造粒效果的研究

针对陶瓷墙地砖干法造粒制粉存在的颗粒级配分布不均匀的现象,搭建试验平台研究主轴偏心率对造粒过程中颗粒级配的影响,同时基于欧拉-欧拉模型模拟造粒过程颗粒的分散性及验证实验结果的可靠性,优化主轴偏心率。实验结果表明:当偏心率为0.15、0.25、0.35时,颗粒的有效质量百分比依次为79.5%、85.5%、79.4%,且当偏心率为0.25时,颗粒级配均匀性最佳。同时数值模拟结果表明:当偏心率为0.15、0.25、0.35时,颗粒在造粒室形成的堆积度依次分别为7%、3%、11%,说明实验结果与数值模拟基本相吻合,验证了实验的可靠性,表明主轴偏心率为0.25时造粒效果颗粒的级配均匀性最佳。     

陶瓷干法制粉机搅拌轴偏心距对颗粒分散性的影响

针对陶瓷干法制粉机制粉过程中颗粒的分散性问题,基于双流体模型模拟分析制粉过程颗粒的分散性及实验验证模型的可靠性.鉴于陶瓷干法制粉机建立物理模型并通过CFD软件模拟制粉过程,模拟研究搅拌轴偏心距在制粉过程中对颗粒分散性的影响.模拟结果表明:当偏心距为20 mm、30 mm、40 mm时,颗粒的体积占造粒室体积依次为53％、54％、52.5％,分布在颗粒堆积密度为0.4 kg/m3以上范围内的颗粒体积占造粒室体积分别为10％、3％、6％,说明搅拌轴偏心距对整体颗粒的体积分布大小影响较小,但对堆积密度大的颗粒体积分布影响较大,且在搅拌轴偏心距为30 mm时颗粒的分散性最佳.同时模拟结果与实验数据趋势相吻合,验证了模型的可靠性,表明搅拌轴偏心距为30mm时制粉过程中颗粒的分散性最佳.     

陶瓷墙地砖干法造粒制粉效果与立柱长度分析

针对不同立柱长度对陶瓷墙地砖干法造粒制粉效果的影响,以可塑性粉体、瘠性粉体、熔剂性粉体为主要原料,基于不同立柱长度采用陶瓷干法造粒制粉工艺制备坯料颗粒,研究立柱长度对坯料颗粒的有效颗粒质量百分比、级配分布、流动性指数及喷流性指数的影响,并进行数值模拟仿真分析验证实验结果正确性。实验结果表明:当立柱长度分别为14 cm、16 cm、18 cm、20 cm、22 cm时,有效颗粒质量百分比依次为81.8%、86.7%、92.5%、89.2%、87.6%,颗粒流动性指数依次为67.0、71.0、84.0、79.0、67.0,颗粒喷流性指数依次为71.0、69.0、67.0、73.5、76.5。数值仿真结果表明:当立柱长度分别为14 cm、16 cm、18 cm时,造粒过程中坯料颗粒分布体积约占造粒室体积的一半,此时造粒室底部堆积较少颗粒;当立柱长度为20 cm、22 cm时,造粒过程中坯料颗粒分布体积约占造粒室体积的一半,此时造粒室底部堆积较多颗粒。综合分析可知:所造坯料颗粒的有效颗粒最大质量百分比、流动性指数、喷流性指数依次为92.5%、84.0、69.0,均为该操作下的造粒效果最优值,此时造粒过程中坯料颗粒分散度最好,坯料颗粒的有效颗粒质量百分比最大、级配分布最均匀、流动性和喷流性最好,造粒效果最佳。     

十字形挡板造粒室内干法制粉混料过程数值模拟

为改善干法制粉造粒室内颗粒混合特性,使其具有良好的造粒效果.采用计算流体力学方法,构建欧拉-欧拉双流体模型,对气固两相流场进行数值模拟,分析了十字形挡板造粒室内的压力场、速度场及颗粒体积分数,并结合实验与数值结果进行对比.结果表明:底部加装十字形挡板后,造粒室底部的压力分布状况更为均匀,提高了造粒室内颗粒整体速度;十字形挡板造粒室内颗粒体积分布达到71％,颗粒能够充满造粒室大部分区域,改善了底部颗粒堆积现象;颗粒合格率提高了6.9％,流动性指数提高了6;实验结果验证了数值模拟的正确性,十字形挡板造粒室有利于促进颗粒混合,提高了颗粒的合格率及流动性,造粒效果更优.     

基于CFD的陶瓷干法制粉造粒室挡板数目优化

为研究造粒室底部挡板数目对干法制粉混料过程的影响,构建了欧拉-欧拉气固两相流数学控制方程,建立不同挡板数目物理模型,采用修正后的RNGk-ε模型模拟造粒室内湍流情况,对不同挡板数目的干法制粉造粒室内的流场进行数值模拟,分析了不同挡板数目的造粒室内颗粒体积分布、速度场、湍动能、湍动能耗散的差异,并将数值模拟与实验进行对比。结果表明:挡板数目对混料过程有一定影响,分布适当挡板数目能够提高颗粒体积分布、改善合成速度,具有良好的湍动能及湍动能耗散,有利于促进颗粒混合;带挡板的造粒室流场分布优于无挡板造粒室,挡板数目增加时,造粒效果随着挡板数目的增加先增强后减弱;当挡板数目为4片时,颗粒体积分布达到了72%,堆积现象有较大改善,速度较好,耗散情况得到改善,有利于造粒室内流体介质的有效混合;当挡板数目分别为0、2、4、6片时,颗粒的合格率分别为82%、84%、90%、85%,处于30~60 mesh之间的优良颗粒分别占58%、62%、71%、64%;实验结果验证了数值模拟的正确性,为旋转流场式造粒设备的结构优化和设计提供了一定的理论指导。     

增湿造粒机结构改进与工艺参数调整

本文主要讨论陶瓷墙地砖干法制粉工艺中关键设备增湿造粒机主要部件改进后对造粒效果的影响,结合实践经验总结出一些合理的工艺参数     

陶瓷墙地砖干法制粉坯料颗粒与主轴转速分析

为分析陶瓷墙地砖干法造粒过程坯料颗粒与主轴转速的关系,以黏土、长石、石英等为造粒原料,采用陶瓷墙地砖干法造粒设备制备坯料颗粒,基于主轴转速的改变,分析坯料颗粒流动性及有效颗粒百分比与主轴转速的关系,同时数值仿真验证实验结果正确性。实验结果表明:当主轴转速分别为2500 RPM、2700 RPM、2900 RPM、3100 RPM、3300 RPM时,坯料颗粒的流动性指数依次为58.0、68.0、80.5、74.0、67.0,有效颗粒百分比依次为81.5%、83.1%、88.0%、86.4%、83.9%。数值仿真表明:当主轴转速分别为2500 RPM、2700 RPM、2900 RPM、3100 RPM、3300 RPM时,造粒室底部坯料颗粒最大堆积密度依次为0.40、0.36、0.32、0.36、0.36。综合分析说明:当主轴转速为2900 RPM时,坯料颗粒流动性最好,有效颗粒百分比最优,此时造粒效果最佳。     

陶瓷墙地砖干法制粉工艺技术现状及发展

1　墙地砖干法制粉工艺技术国内外发展概况1.1　国外墙地砖压形粉料制备工艺技术概况70年代起 ,喷雾干燥湿法制粉工艺技术应用于陶瓷墙地砖压形粉料的制备 ,其制备的粉料可满足大吨位自动压砖机的要求 ,生产出高质量、高档次的产品。喷雾干燥湿法工艺的优点被大家所公认。然而 ,该工艺存在一次性投资大、能耗高的不足 ,在今天能源价格上涨及墙地砖市场竞争中显得愈加突出。国外自 80年代初开始开发研究陶瓷墙地砖干法制粉工艺技术 ,即原料用干料粉碎后加水造粒 ,至压形粉料含水量 (5 %～ 7% ) ,经闷料后压形。为了提高造粒效果 ,又采用了造…     

基于FLUENT的干法造粒机搅拌器的结构优化

为了研究陶瓷干法造粒机搅拌器结构对造粒效果的影响,利用fluent基于欧拉双流体模型建立搅拌器的数学模型,用有限体积法求解,模拟造粒60 s时的颗粒的体积分布。结果表明:当搅拌器叶片分布在铰刀下方时颗粒分散性最好,造粒效果更好。     

Process intensification in particle technology: Characteristics of powder coatings produced by nonisothermal flow‐induced phase inversion

The characteristics of powder coatings manufactured through a novel processing technique based on nonisothermal Nlow‐induced phase inversion granulation enhanced by fluid injection to promote phase inversion and particle formation from melt state is summarized. Experiments were carried out in a purpose‐built granulator, which operates in a parallel disk rotor‐stator arrangement, so that the mechanism of granulation could be studied. The product of this intensive granulation was compared with that of the conventional powder coating manufacturing process. Understanding the mechanism of intensive granulation helped to redesign the equipment that resulted in smaller particles. Pigment dispersion characteristics were improved by intensive granulation. Also, the particle size span can be significantly reduced by dry granulation and gas‐phase granulation, and the flowability can be improved by wet granulation. Chemical analysis of particles by Fourier transform infrared spectroscopic analysis showed that the injection of coolant fluid had no effect on the chemical composition. © 2011 American Institute of Chemical Engineers AIChE J, 2012     

基于液桥效应圆筒制粒机的铁矿粉制粒机理研究

针对圆筒制粒机中存在有不同量级粒径颗粒的制粒问题，本工作对现有的液桥力计算式进行了修正，建立了相对应的离散元模型，通过实验测试与仿真相结合，探讨了修正系数对颗粒运动的影响，得到了修正系数以0.6适宜；以铁矿粉混合料的堆积角为参考，通过仿真和实验测试得到了混合料的物性参数，以此为基础，探讨了铁矿粉混合料颗粒的运动规律与团聚机理及其团聚体的分布，结果表明，团聚体颗粒的自旋速度越大、所受剪切力越小，则越有利于制粒；团聚体粒径沿圆筒的径向呈现先增大后减少的变化，且在靠近混合料表层下存在一个“高效制粒区”，在该区域团聚体的粒径最大、剪切力最小、自旋速度较大，同时建议可采用颗粒碰撞频率或能量损失作为判据来终止颗粒的团聚，以达到节能降耗的目的，所得结论可为铁矿粉圆筒制粒机的研发提供设计依据。     

Growth kinetics and mechanism of wet granulation in a laboratory-scale high shear mixer: Effect of initial polydispersity of particle size

The effect of initial polydispersity of particle size (unimodal versus bimodal distribution) and binder characteristics on the growth kinetics and mechanism of wet granulation was studied. Wet granulation of pharmaceutical powders with initial bimodal particle size distribution (PSD) presented growth kinetics consisting of two stages: fast growth followed by slow growth. The fast stage is controlled by the amount of binder and high probability of coalescence due to the collisions of small and large particles. The second stage is characterized by slow agglomeration of powder mixtures with water content 13.6% v/w, and slow breakage of powder mixtures with water content of 9.9% and 11.7% v/w. The wet granulation of powders with initial unimodal PSD exhibited slow growth kinetics consisting of one stage, since similar particle sizes do not promote agglomeration. The experimental results were better described by a population balance equation using a coalescence kernel that favors growth rate by collision between small and large particles. In general, the probability of a successful collision increased with higher size difference between particles, smaller particle size, and higher binder content.     

凝胶预碳化处理对Ca0.4Sr0.6Bi4Ti4O15纳米晶粉体的影响

用凝胶预碳化处理工艺的溶胶-凝胶法制备了晶粒粒径小且分散性能较好的钙锶铋钛(Ca0.4Sr0.6Bi4Ti4O15)纳米晶粉体.借助差热-热重分析仪、X射线衍射仪和扫描电镜等分别确定凝胶的预碳化处理温度,研究了预碳化处理工艺对粉体的物相结构、粉体的微观形貌以及分散性能的影响,并分析讨论了预碳化机理.结果表明:在300℃对前驱体凝胶进行预碳化处理增强了粉体的分散性,降低粉体的粒度,提高粉体的均匀性.凝胶预碳化处理工艺并未对粉体的物相结构造成影响.经过预碳化处理制备的粉体的颗粒尺寸集中在100nm左右;未经预碳化处理的粉体的颗粒尺寸为100nm～1 μm.凝胶预碳化处理后,高吸附活性的有机碳包覆在前驱体的表面是有效减少粉体团聚的原因.     

Fluidised bed granulation of an ordered powder mixture reduces the potential for ordered unit segregation

The granulation of ordered powder mixtures formed from salicylic acid (3.5 μm) and spray-dried lactose has been investigated. The proportion of salicylic acid present in the mixtures was 1 × 10^?3. The distribution of salicyclic acid in the granules, as a function of particle size, was significantly more uniform than in the original ordered mixtures. Fluidised bed granulation of an ordered mixture, therefore, presents a method of substantially reducing the effect of segregation when a broad size range carrier is used.Granulation of ordered mixtures also offers a way of overcoming homogeneity problems, caused by differential solubility and hydrophobicity, which can arise during agglomeration of powders for microdose preparations. Agglomeration of an ordered mixture requires the joining of physically similar entities (ordered units), in contrast to a random mixture when agglomeration of physically dissimilar materials must occur. In the latter situation, differences in hydrophobicity and solubility can affect the granule homogeneity.     

粒度级配对神华煤成浆特性影响的试验研究

为了研究粒度级配对神华煤成浆特性的影响,通过筛分和干法调浆,探讨了不同粒度分布煤粉的成浆性,结果表明:在添加剂用量为0.3%(干基/干煤)时,具有连续级配特征的原始煤粉可制备出质量分数为61%的煤浆;利用筛分法,分别去除原始煤粉中0.045 mm以下、0.045 mm^0.15 mm、0.15 mm^0.3 mm和0.045 mm^0.3 mm部分,得到4种具有不连续级配特征的样品,其所制煤浆流变性发生了较大变化,其中去除0.045 mm^0.3 mm部分的样品的成浆质量分数提高了3个百分点,在黏度符合要求的前提下流动性大幅提高;连续级配和非连续级配的煤浆均存在黏度与流动性不统一的现象,当级配中粗细颗粒粒径差较大且细颗粒含量达到一定值时,这种现象更加明显。采用粒度级配技术制浆,其细颗粒含量存在一个合理的区间。     

高塔复合肥熔体造粒工艺粒度成因机理及影响造粒的各种因素

我国现有高塔熔体工艺生产尿基、硝基复合肥,成品粒度波动较大,常有大块肥、扁平粒、细粉的产生,生产过程较难控制。分析高塔熔体造粒工艺成粒机理,原料物性、配方、操作条件对造粒的影响;介绍根据成品粒度的状况及观察喷头造粒情况如何进行生产控制的经验,以生产内外在质优的复合肥。     

水相介质中纳米TiO_2粒子软团聚体的解团聚

纳米TiO_2等无机粒子在水相介质中极易发生团聚,进而会严重影响其功效的充分发挥.本文考察了TiO_2水分散液体系中TiO_2粒子的团聚形式,比较了几种常规分散技术以及表面锚固改性技术对这些团聚体的解团聚效果.结果发现:大部分TiO_2粒子在水相介质中以软团聚体形式存在,高速剪切和添加分散剂对这些软团聚体的解团聚作用有限,超声分散可产生暂时性的解团聚效应,但随着超声场的去除,被分散的TiO_2粒子又会再次逐渐聚集.TiO_2粒子表面的聚合物原位锚固改性可改变其表面性质,因而对软团聚体具有更为高效稳定的解团聚作用,从而可明显提高复合粒子中的TiO_2粒子在水相介质和目标织物表面的分散性和分散稳定性.     

下吸式固定床气化炉的气化过程及气化特性模拟分析

为研究下吸式固定床气化炉内多相反应流场对气化过程的影响,基于Fluent软件,建立欧拉-拉格朗日模型追踪秸秆颗粒运动,P1模型模拟气化过程的辐射传热过程,同时耦合化学反应,对下吸式秸秆气化炉气化特性进行了分析。结果表明：燃料系数0.26,秸秆颗粒粒径13 mm,在距离燃烧器底部出口4.85 m处,秸秆挥发分开始与气化剂发生燃烧反应,气化炉中心位置处的火焰温度升高,随后随着挥发分燃烧耗尽温度逐渐下降。秸秆颗粒粒径从10 mm增加到30 mm时,产生的H₂、CO和CH₄可燃气摩尔分数逐渐降低,但差距不大;颗粒粒径为40 mm时会出现秸秆颗粒未完全燃烧现象,导致可燃气体产量严重下降,气化炉内的温度分布不稳定。