干磨技術在分子篩制備工藝中的運用分析

周群

摘 要：干磨技術是目前廣泛應用于煤礦、石油、化工等領域的一種非金屬礦物質造粒技術。本文從干磨技術的主要應用原理入手，分析了分子篩制備工藝中干磨技術的運用，具有較強的節能環保性，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實意義。

關鍵詞：干磨技術;分子篩;催化裂化

在現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的溶解性能、反應性能，進而影響制備產品的時效性、純度、精度等。因此，為適應近年來超細粉碎加工技術的發展要求，需不斷優化干磨技術在分子篩制備工藝中的運用，以此確保工業經濟效益和社會效益的有力提升。

1 干磨技術主要原理

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，通常將物料經過粗磨達到0.5-5mm再進行超細粉碎的深加工。干磨技術是工業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備存在較大的不同，主要工作原理是將設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，最終獲得符合生產制備標準的微細粒子。經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，在無菌環境中使用這種技術能夠粉碎藥物，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：物料經過風機運送到裝有高速回轉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會由分級裝置與成品物料分離開來，再將這些雜質運輸到排渣機構中，進而提高高速沖擊式超細粉碎成品的純度和精度。這種超細粉碎設備因具有高速回轉刀片，在粉碎硬度較高的物料時會產生較大磨損，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備之外，干磨技術還包括振動粉碎機、球磨機和錘式粉碎機，每種粉碎設備具有不同的使用性能和工作參數，因此，工業要結合實際生產情況選用適合的設備，以此提高粉碎效率和質量[1]。

2 分子篩制備工藝中干磨技術的運用

2.1 石油工業采用干磨工藝的生產流程分析

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的主要生產企業，具有樣式十分豐富的分子篩和用途多樣的催化劑產品。將干磨技術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，經除塵后進入到打漿罐中，且不同粒徑的分子篩對工業的生產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備有限公司研制的LHJ型機械式超細粉碎機。這種設備可加工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刀片的粉碎腔中，使得物料在高速旋轉中產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。經超細粉碎后的物料進入到設備的分級區中，在離心力的作用下，粗細粉粒、雜質便一一分離開來，不符合標準的物料會再一次進入到粉碎腔中，符合標準的會經過除塵處理最終送入后續的催化劑制備流程中去。

2.1.2 工藝流程

經過粉碎后的分子篩再經由焙燒進入到爐尾除塵器中，經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，再經由以上步驟進入到打漿罐中，這時的分子篩的粒度已經符合了齊魯工業的相關生產標準。此外，分子篩的粒度還可根據最終制備出的催化劑產品要求而進行改變，由此生產出不同類型的催化劑[2]。

2.1.3 生產情況分析

該企業對磨細前與磨細后的分子篩產品粒度進行了細致分析，主要使用的是ZRP產品激光粒度分布圖來進行具體分析的。通過產品的激光粒度分布圖可直觀看出磨細前與磨細后的產品粒度特征，通過仔細對比，磨細后的三號產品與磨細前的一號產品粒度相似度較高。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，由此可總結出，磨細后的產品粒度符合工業的粒度標準，滿足相關工藝的標準。

該企業應用干磨技術來優化分子篩的制備工藝流程，具有操作簡單、粉碎設備易獲取、產品效率高、流程可控等優點，極大地降低了工人的勞動強度，且對周圍環境的污染小，為其他企業進行節能環保生產打下良好的基礎，具有十分廣闊的市場應用前景。

2.2 煤炭產業采用干磨工藝的生產流程分析

以某鋼鐵廠為例，經過專業人員的研究，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。該廠為降低企業的生產成本，降低企業采購催化劑的難度，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備，該裝置包括給料系統、粉磨系統、產品收集系統、送風系統，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。經過粉碎后的物料在離心力的作用下運動到料環中，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、節能環保等特點，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象的發生。

2.2.2 工藝流程

粉焦由原料倉進入到立式磨中，經過磨內的細致粉碎最終排出的粒度<0.2mm，后又經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具體的濕度定量比例和配料定量比例，經過帶式輸送機計入到粉碎機中，并與煉焦煤進行充分混合，以實現該廠最終設定的生產目標。

2.2.3 生產情況分析

經過一系列的粉碎、研磨后，煤焦的平均粒度可根據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速進行調節，以此保證該廠的產量與成品質量。相關人員在分析過程中，根據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，產生的粉焦密度和塊度也較小，且物料在磨內的流動性較好。此外，研磨壓力也是分子篩分析的重點。研磨壓力大時生產的效率就會越高，但主機的穩定性較差，因此要選用合理的研磨壓力，避免發生產品不合格的問題。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。同時，相關企業要大力創新干磨工藝的應用途徑，以此實現企業的可持續發展。

3 結論

綜上所述，超細粉碎技術作為一項應用前景十分廣闊的工業技術，在近幾年會得到快速的發展。隨著工業原材料、設備、技術的不斷更新，對干法超細粉碎技術提出了更高的要求，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，以此提高干磨技術在分子篩制備工藝中的效果，增強產品的強度和活性，促進相關企業的可持續發展。

參考文獻：

[1]羅才武，李向陽，晁自勝.堿處理技術制備微-介孔分子篩的研究進展[J].工業催化，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的高效超穩分子篩及催化劑制備技術助力中國石化綠色行動[J].石油煉制與化工，2018，49 （08）：5.