以过热蒸汽为工质的气流粉碎机zui大优点在于具有极大的粉碎力,可提高产品的细度,尤其适用于难以粉碎的非热敏性物料,如氧化钛、硅藻土、无烟煤、滑石、炭黑、云母、方解石及氧化铝等难以粉碎的高表面能的物料;而以压缩空气为工质的气流粉碎工艺难以得到令人满足的细度,单位能耗也较高。以过热蒸汽为工质的
气流粉碎机设计的关键技术之一在于合理设计蒸汽加料器,这是因为蒸汽工质与引射物在加料器中要进行动量传递,能量转化及工质与引射物的混合等一系列复杂的变化过程,蒸汽工质的状态参数会发生迅速剧烈的变化,过热蒸汽有可能转化成饱和蒸汽或湿蒸汽,尤其是zui初和固体物料接触的蒸汽工质zui易变为湿蒸汽状态,使部分物料变湿而易于粘壁,使加料器通道变窄,导致其引射功能逐渐减弱,zui终*不能进料。虽然引起粘壁的原因是多样和复杂的,如粉体的极性,分子附着力及超细粉体的二次凝聚等的协同作用,但从宏观角度看,维持加料器中的蒸汽始终处于干蒸汽状态是蒸汽加料器设计zui需要注意的。
蒸汽加料器和以压缩空气为工质的气力加料器虽同属气力输送喷射器,有着相同的内部形状及相同的工作原理,但因工作介质及工作温度的不同,蒸汽加料器必然有自己的特点,特别是由不同材质构成的加料器组件需频繁地经历从常温到高温 (400℃)的变化,这就要求蒸汽加料器必须有自己*的设计方法及*的部件构造。
过热蒸汽比压缩空气的大了63%而单位工质的动能更大了67倍,使加料器引射能力大大提高,同样粉碎机的粉碎喷嘴出口速度也一样增大,粉碎力提高,有利于物料的超细粉碎,这些正是以过热蒸汽作为气流粉碎机工质的主要优点。如果把电能当作二次能源,则蒸汽便为一次能源,经气固分离后的余气中的余能还可再用作生产或生活,可以有效提高能量利用率,降低单位能耗实践证明,一个有规模的以过热蒸汽为工质的气流粉碎系统不但有理想的粉碎力和产量,同时还可节能约40%。
因为蒸汽加料器与以压缩空气为工质的气力加料器内部腔体形状基本相同,它们的工作原理也基本一样,但过热蒸汽与压缩空气之间的显著差别使得它们的设计公式及有关参数有不同的表达。蒸汽加料器一般在常温到400℃的温度下工作,这种温度变化在气流粉碎机开始工作预热阶段或粉碎结束停机阶段表现尤为剧烈,气流粉碎机和加料器通常衬以坚硬耐磨的刚玉内衬,巨大的温度变化必然使不同材质的内衬与金属外壳产生很大的热膨胀差异,将加料器的接受室和混合室内衬做成一体化的刚玉件,无论是工作喷嘴还是混合室均以耐高温且有一定弹性的密封垫片,而不采用常温时传统的粘结工艺 这使金属外壳和刚玉内衬在温度变化时能自由伸缩,释放热应力,蒸汽加料器具有常温工作的气力加料器同样的调节手段,可确保其有良好的工作状态。
在蒸汽加料器设计时必须考虑蒸汽的行为特点,同时还要考虑到过热蒸汽作工质时,蒸汽加料器出口的混合流体中含两种气体(空气和水蒸汽)和一种固体,而非压缩空气作工质时含一种气体和一种固体的工况。因为适用于气流粉碎机的以过热蒸汽为工质的气力加料器的混合物是由两种性质不同的气体 (空气和水蒸汽)和一种固体所组成。以过热蒸汽为工作介质的加料器需避免加料器中物料变湿,应始终保持加料器中的蒸汽处于干蒸汽状态,这对保持加料器的正常工作状态十分必要,否则会引起加料器粘壁堵塞,使功能恶化。