中国粉体网讯 气流粉碎是利用高速气流使颗粒摩擦或产生冲击实现颗粒粉末化的技术，在工作过程中需要进行颗粒分级，以将合格颗粒筛选出机器，从而提高粉碎效率、节约能耗。
◆气流粉碎是颗粒之间的冲击或碰撞
气流粉碎是一种利用高速气流(300～500m/s)或过热蒸汽(300～400℃)的能量使颗粒互相产生冲击、碰撞和摩擦，从而导致颗粒粉碎的设备。高速气流是通过安装在粉碎机周边的喷嘴，将高压空气或高压热气流喷出后迅速膨胀来产生的，由于喷嘴附近速度梯度很大，因此绝大部分的粉碎作用发生在喷嘴附近。在粉碎室内颗粒与颗粒之间的碰撞频率，远远高于颗粒与器壁的碰撞，也就是说气流粉碎的主要粉碎作用是颗粒之间的冲击或碰撞。
气流粉碎技术分解
◆工业用气流粉碎机的五种类型
工业上应用的气流粉碎机有五种类型：扁平式、循环管式、靶式、对冲式、流化床式。
图片来源：网络
（1）扁平式气流粉碎机
扁平式气流粉碎机由粉碎室、气流分配室、捕集器三部分组成。
扁平式气流粉碎机工作原理示意图
设备优势：
▪自分级功能
▪无机械转动部件
▪产品粒度分布可通过调整参数控制在很窄的范围内
▪对产品污染少
▪还可以采用过热蒸气作为粉碎介质，粘度低、不带静电，可减少粉碎后物料的二次内聚现象。
（2）循环管式气流粉碎机
循环管式气流磨，又称为立式环形喷射式气流磨，也具有内分级作用。粉碎腔为一垂直O形循环通路，喷嘴置于粉碎腔底部。可分为等圆截面和变截面循环管式气流磨。其中用得最多的是JOM系列（也称O型）变截面循环管式气流磨。
QON循环式气流粉碎机工作原理示意图
（3）靶式气流粉碎机
靶式气流粉碎机是最早也是能量利用率较高的一种气流粉碎方式。物料在喷管中，与输入气流相混合并得到加速，混合气流经喷嘴射出后，冲击到前方设置的冲击靶上获得粉碎。由于靶的硬度一般都较大，所以这种撞击方式的粉碎强度较大，能够加工具有一定弹性而较难粉碎的物料，但刚性靶在碰撞过程中很容易磨损，需要使用一些耐磨的材料或者对靶进行特殊的处理来减小磨损。
（4）对冲式气流粉碎机
对冲式气流粉碎机在粉碎腔内，相对安装两个喷嘴。采用两股高速气流裹挟要粉碎的颗粒物互相碰撞来达到粉碎效果，具备有较高的能量利用率，能够有效防止气流粉碎机高速由于高速冲击而导致部件受损，可促使被粉碎颗粒污染的问题得以迎刃而解。
设备优势：
▪粉碎速度快
▪撞击力强
▪能耗低
（5）流化床式气流粉碎机
流化床式气流粉碎机在立式圆筒形粉碎腔内底部设有喷嘴，或在壳壁径向设有喷嘴，空气经喷嘴射入，对由送料器送入筒内的物料进行加速和冲击粉碎，粉碎腔顶部设有分级器，物料在粉碎腔内形成流化床。
设备优势：
▪更加优异的分散性能
▪可凭借分级设备对产品力度予以调节
▪对设备部件造成的磨损相对较小
▪能耗较低
▪可被应用到大规模化的工业生产之中
◆从专利申请方面看气流粉碎设备的发展
▪从气流粉碎专利申请量上来看，气流粉碎的重要申请人集中在日本、美国、德国三个工业强国中，这可能与工业化水平化程度相符合。
▪从图可知，专利申请比较少，这在一定程度上反映出该领域不存在明显技术优势的行业巨头，技术较分散。
▪重要申请人中没有出现中国申请人，这反映中国国在气体粉碎领域的技术含金量不高，总体呈现的是一种大而不强的形态。
◆影响气流粉碎机粉碎效果的因素
据了解，气流粉碎机粉碎效果受气固比、进料粒度、工质温度、工质压强以及粉碎助剂因素影响。
（1）气固比
若气固比过小，气流的动能就会不足，进而影响产品细度，反之，气固比过高，不仅会浪费能源，甚至会恶化某些物料的分散性能。
（2）进料粒度
在粉碎坚硬物料时，对于进料的粒度也有较严格的要求。就钛粉而言，粉碎煅烧料时需要控制在100～200目；粉碎表面处理后的物料一般为40～70目，不能超过 2～5目。
（3）工质温度
当工质的温度过高时，气体的流速会加快。以空气为例，室温下的临界速度为 320m/s，当温度升到 480℃时，临界速度可以提高到 500m/s，即动能增加了150%，因此提高工质的温度有利于提高粉碎的效果。
（4）工质压强
工质的压强是产生喷气流速度的主要参数，也是影响粉碎细度的主要参数。
一般而言，工质压强越高，速度越快，动能就越大。技术人员表示，这主要取决于物料的可粉碎性和细度要求。
（5）粉碎助剂
气流粉碎机在粉碎过程中，如果添加恰当的粉碎助剂，不仅能提高粉碎的效率，还能提高产品在介质中的分散性能。
◆未来超细气流粉碎设备的发展趋势
（1）提高单机产量，减小单位产品能耗
具体做法就是提升设备向大型化方向发展。目前已经有部分企业研发出了年产量超过6000L的大型立式搅拌磨以及处理量超过155m3的大型卧式搅拌球磨机。设备的大型化是提升单机产量，降低单位产品能耗最为重要的一项措施。
另外，选用现代技术手段来进行超细粉设备的研发同样也是提升粉碎效率、提高产量并且降低单位产品能耗的一项主流趋势。
（2）提升产品细度，加强设备粉碎极限
随着大量的高新技术与新型材料的生产研发，对粉体产品细度的要求越来越高，环保、生物医学材料、航空航天隐身材料研发等方面，均需要用到超微粉体。未来，超微粉体将是超细粉体领域最为重要的一项发展趋势，市场上对于粒径在1μm以下的超微粉体加工设备与技术需求性也越来越强。
（3）产品细度与粒度分布的在线调控
这一方面的发展是超细粉碎生产线能够达到智能化控制最为关键的一项前提要求。现代超细粉体加工企业常常是依据市场对于超细粉体的需求来进行产品类型的生产调整，因而，相关的加工设备能够达到一定的调控与适应效果，并且要求自动调节工作状况能够规避人工调节的低精度与滞后性。
参考文献：
▪刘攀.气体粉碎专利技术分析
▪赵西往等.扁平式气流粉碎机超微粉碎布洛芬的工艺研究
▪贺睿华等.无机颜料用扁平气流粉碎机的选型与应用
▪石学礼等.QON型循环管式气流粉碎机
▪吕方等.国内气流粉碎设备
▪俞成蛟等.超细气流粉碎设备的现状及发展趋势
注：图片非商业用途，存在侵权请告知删除！
