干磨技術(shù)在分子篩制備工藝中的運用分析

周群

摘 要：干磨技術(shù)是目前廣泛應用于煤礦、石油、化工等領(lǐng)域的一種非金屬礦物質(zhì)造粒技術(shù)。本文從干磨技術(shù)的主要應用原理入手，分析了分子篩制備工藝中干磨技術(shù)的運用，具有較強的節(jié)能環(huán)保性，使得制備催化劑過程中的分子篩具有較高的活性，具有重要的理論價值和現(xiàn)實意義。

關(guān)鍵詞：干磨技術(shù);分子篩;催化裂化

在現(xiàn)代的分子篩制備工藝中，物料的粒度、形狀對物料的比表面積、化學性能、物理性能有著較大的影響，還會影響液體中介質(zhì)的溶解性能、反應性能，進而影響制備產(chǎn)品的時效性、純度、精度等。因此，為適應近年來超細粉碎加工技術(shù)的發(fā)展要求，需不斷優(yōu)化干磨技術(shù)在分子篩制備工藝中的運用，以此確保工業(yè)經(jīng)濟效益和社會效益的有力提升。

1 干磨技術(shù)主要原理

在工程中，一般將粉碎粒徑為10?m以下的物料稱為超細粉碎，在進行超細粉碎前，通常將物料經(jīng)過粗磨達到0.5-5mm再進行超細粉碎的深加工。干磨技術(shù)是工業(yè)中制取超細粉體的主要方法，具體包括氣流式超細粉碎和機械式超細粉碎。其中，氣流式超細粉碎與其他的超細粉碎設(shè)備存在較大的不同，主要工作原理是將設(shè)備噴嘴處噴出的高速氣流能量釋放在物料上，使得物料顆粒間互相撞擊、摩擦，最終獲得符合生產(chǎn)制備標準的微細粒子。經(jīng)過氣流式粉碎后的物料粒徑可在5?m以下，物料顆粒受到來自粉碎過程的離心力后，可自動分級，且成品粒徑均勻。此外，該種方式可以將低融點、熱敏性物料進行粉碎，在無菌環(huán)境中使用這種技術(shù)能夠粉碎藥物，并起到一定的冷卻作用。機械式超細粉碎中的高速沖擊式超細粉碎是一種十分有效的機械。主要工作原理是：物料經(jīng)過風機運送到裝有高速回轉(zhuǎn)沖擊刀片的粉碎腔中，物料顆粒在強制性的急速攪拌中互相撞擊、摩擦而形成微細粒子。物料中比重比成品比重大的雜質(zhì)會由分級裝置與成品物料分離開來，再將這些雜質(zhì)運輸?shù)脚旁鼨C構(gòu)中，進而提高高速沖擊式超細粉碎成品的純度和精度。這種超細粉碎設(shè)備因具有高速回轉(zhuǎn)刀片，在粉碎硬度較高的物料時會產(chǎn)生較大磨損，因此，一般用于粉碎中、軟硬度的物料。除以上兩種超細粉碎設(shè)備之外，干磨技術(shù)還包括振動粉碎機、球磨機和錘式粉碎機，每種粉碎設(shè)備具有不同的使用性能和工作參數(shù)，因此，工業(yè)要結(jié)合實際生產(chǎn)情況選用適合的設(shè)備，以此提高粉碎效率和質(zhì)量[1]。

2 分子篩制備工藝中干磨技術(shù)的運用

2.1 石油工業(yè)采用干磨工藝的生產(chǎn)流程分析

以中國石化催化齊魯分公司為例，該公司是中國煉油催化劑專業(yè)的主要生產(chǎn)企業(yè)，具有樣式十分豐富的分子篩和用途多樣的催化劑產(chǎn)品。將干磨技術(shù)應用到分子篩的制備工藝中，改善物料性能的同時，還可提高工藝流程的可操作性。以一定流量一次性通過機械超細粉碎機的分子篩干粉，經(jīng)除塵后進入到打漿罐中，且不同粒徑的分子篩對工業(yè)的生產(chǎn)流程存在不同的影響。

2.1.1 主要儀器

該廠選用山東濰坊某粉體工程設(shè)備有限公司研制的LHJ型機械式超細粉碎機。這種設(shè)備可加工200-2500目的微粉，是一種較球磨機、雷蒙磨等機械高效的細粉加工設(shè)備。LHJ型機械式超細粉碎機的具體工作原理是將改造后的物料送至裝有回轉(zhuǎn)刀片的粉碎腔中，使得物料在高速旋轉(zhuǎn)中產(chǎn)生高頻脈動氣旋流能場，進而使得物料間相互撞擊、摩擦、剪切，以此完成物料超細粉碎的過程。經(jīng)超細粉碎后的物料進入到設(shè)備的分級區(qū)中，在離心力的作用下，粗細粉粒、雜質(zhì)便一一分離開來，不符合標準的物料會再一次進入到粉碎腔中，符合標準的會經(jīng)過除塵處理最終送入后續(xù)的催化劑制備流程中去。

2.1.2 工藝流程

經(jīng)過粉碎后的分子篩再經(jīng)由焙燒進入到爐尾除塵器中，經(jīng)過進一步的除塵處理進入到成品儲存罐中。成品儲存罐中的螺旋輸送裝置可將分子篩以一定速率送回到機械超細粉碎機中，再經(jīng)由以上步驟進入到打漿罐中，這時的分子篩的粒度已經(jīng)符合了齊魯工業(yè)的相關(guān)生產(chǎn)標準。此外，分子篩的粒度還可根據(jù)最終制備出的催化劑產(chǎn)品要求而進行改變，由此生產(chǎn)出不同類型的催化劑[2]。

2.1.3 生產(chǎn)情況分析

該企業(yè)對磨細前與磨細后的分子篩產(chǎn)品粒度進行了細致分析，主要使用的是ZRP產(chǎn)品激光粒度分布圖來進行具體分析的。通過產(chǎn)品的激光粒度分布圖可直觀看出磨細前與磨細后的產(chǎn)品粒度特征，通過仔細對比，磨細后的三號產(chǎn)品與磨細前的一號產(chǎn)品粒度相似度較高。通過對磨細后分子篩相應的粒度分布圖可看出，粒度在4.0-7.0?m的較多，由此可總結(jié)出，磨細后的產(chǎn)品粒度符合工業(yè)的粒度標準，滿足相關(guān)工藝的標準。

該企業(yè)應用干磨技術(shù)來優(yōu)化分子篩的制備工藝流程，具有操作簡單、粉碎設(shè)備易獲取、產(chǎn)品效率高、流程可控等優(yōu)點，極大地降低了工人的勞動強度，且對周圍環(huán)境的污染小，為其他企業(yè)進行節(jié)能環(huán)保生產(chǎn)打下良好的基礎(chǔ)，具有十分廣闊的市場應用前景。

2.2 煤炭產(chǎn)業(yè)采用干磨工藝的生產(chǎn)流程分析

以某鋼鐵廠為例，經(jīng)過專業(yè)人員的研究，將適量的催化劑按照比例加入到爐煤中，可降低焦炭的氣孔率，減少氣體的析出量，極大地增強了焦炭的強度。該廠為降低企業(yè)的生產(chǎn)成本，降低企業(yè)采購催化劑的難度，提高煤炭資源的利用效率，便利用干磨技術(shù)進行了一系列的試驗。

2.2.1 主要儀器

該廠主要選用WJRM-10型號的立式磨作為主要的粉碎設(shè)備，該裝置包括給料系統(tǒng)、粉磨系統(tǒng)、產(chǎn)品收集系統(tǒng)、送風系統(tǒng)，并且該裝置集粉末與焙烘為一體，可將含水率較高的煤粉進行烘干處理。該裝置的主要工作原理是：將物料放入磨輥中進行擠壓和研磨處理，并通過固定的給料裝置送入到磨盤中，使得物料在進行相對移動的過程中被壓碎、被摩擦、被剪切，進而完成料床粉碎。經(jīng)過粉碎后的物料在離心力的作用下運動到料環(huán)中，進而被高速的氣流吹起，未達到標準的粗顆粒再次進入到磨盤中進行下一輪的粉碎，符合標準的細物料在高速氣流的作用下進入到磨外。從以上過程能夠看出，WJRM-10型號的立式磨具有能量消耗低、粉碎效率高、節(jié)能環(huán)保等特點，并且允許較大的顆粒進入到粉碎裝置中，且使物料的每部分受到的力是均勻的，具有超強的可控性，有效避免了過度粉碎現(xiàn)象的發(fā)生。

2.2.2 工藝流程

粉焦由原料倉進入到立式磨中，經(jīng)過磨內(nèi)的細致粉碎最終排出的粒度<0.2mm，后又經(jīng)過除塵裝置進入到成品儲存庫中。在成品儲存庫中的煤焦粉按照工業(yè)具體的濕度定量比例和配料定量比例，經(jīng)過帶式輸送機計入到粉碎機中，并與煉焦煤進行充分混合，以實現(xiàn)該廠最終設(shè)定的生產(chǎn)目標。

2.2.3 生產(chǎn)情況分析

經(jīng)過一系列的粉碎、研磨后，煤焦的平均粒度可根據(jù)實際需要選擇接下來要進行的工藝流程，主要對立式粉磨機中的各部位的轉(zhuǎn)速進行調(diào)節(jié)，以此保證該廠的產(chǎn)量與成品質(zhì)量。相關(guān)人員在分析過程中，根據(jù)固定的厚度公式算出角料層的厚度，進而分析實際碾入角對粉磨效率的影響。同時，還要分析磨輥和磨盤之間的距離，當兩者間的直徑較小時，產(chǎn)生的粉焦密度和塊度也較小，且物料在磨內(nèi)的流動性較好。此外，研磨壓力也是分子篩分析的重點。研磨壓力大時生產(chǎn)的效率就會越高，但主機的穩(wěn)定性較差，因此要選用合理的研磨壓力，避免發(fā)生產(chǎn)品不合格的問題。干磨工藝對物料水份要求比較高，若初始物料的水份過高則會影響磨機出產(chǎn)品的效率。因此，在對分子篩制備工藝使用干磨工藝前，要做好物料的防水工作，避免物料過黏而影響生產(chǎn)。同時，相關(guān)企業(yè)要大力創(chuàng)新干磨工藝的應用途徑，以此實現(xiàn)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

3 結(jié)論

綜上所述，超細粉碎技術(shù)作為一項應用前景十分廣闊的工業(yè)技術(shù)，在近幾年會得到快速的發(fā)展。隨著工業(yè)原材料、設(shè)備、技術(shù)的不斷更新，對干法超細粉碎技術(shù)提出了更高的要求，需要不斷改善分子篩在制備催化劑過程中的粒度分布狀況，以此提高干磨技術(shù)在分子篩制備工藝中的效果，增強產(chǎn)品的強度和活性，促進相關(guān)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻：

[1]羅才武，李向陽，晁自勝.堿處理技術(shù)制備微-介孔分子篩的研究進展[J].工業(yè)催化，2017，25（01）：9-15.

[2]中國石化石油化工科學研究院科研處.中國石化石油化工科學研究院開發(fā)的高效超穩(wěn)分子篩及催化劑制備技術(shù)助力中國石化綠色行動[J].石油煉制與化工，2018，49 （08）：5.