超细粉体防团聚干燥设备及干燥方法技术

本发明专利技术公开了一种超细粉体防团聚干燥设备及干燥方法，涉及粉体干燥领域，其技术方案要点是包括超临界反应装置和作用于超临界反应装置上的共振装置；超临界反应装置包括主反应腔、进料口和出料口；所述共振装置通过共振联动件作用至反应基板，使反应基板与共振装置同频共振。超细粉体防团聚干燥方法包括以下步骤：S1：超细粉体输送；S2：超临界状态转化；S3：振动分层；S4：分离；技术效果是能够消除气

【技术实现步骤摘要】
超细粉体防团聚干燥设备及干燥方法


[0001]本专利技术涉及粉体干燥领域，特别涉及一种超细粉体防团聚干燥设备及超细粉体防团聚干燥方法。

技术介绍

[0002]超细粉体是一种微小的固体颗粒，一般作为粒径小于10μm的粉体的统称。它属于微观离子和宏观物体交界的过渡区域，具有一系列优异的物理、化学及表面与界面性质。随着比表面积的增加，超细粉体的表面层原子数量增加到一定程度引起结构与性质的质变，出现久保效应等。超细粉体能够从空气中吸附大量的水，在其表面形成羟基层和多层物理吸附水。
[0003]超细粉体广泛应用于工业原料中，超细粉作为结构材料，可将其添加到普通粒度粉末中促进烧结，降低烧结温度；制取颗粒弥散强化型合金；制备超细孔气体分离膜、电解电极、超低温换热器等。超细粉作为功能材料可用作磁记录材料、磁性流体、传感器材料、催化剂和扩散连接的中间材料等。
[0004]但是在实际操作过程中，由于超细粉体的粒子小，比表面能大，粒子间易自动聚集形成较大颗粒，以降低表面能，这种现象称为团聚；超细粉的团聚严重影响了超细粉的运用效果。
[0005]按照其形成的原因，团聚一般分为软团聚和硬团聚。软团聚一般认为是由于粉体表面的原子、分子之间的静电力和库仑力所致，该种团聚可以通过一些化学的作用或施加机械能的方式来消除；硬团聚除了原子、分子间的静电力和库仑力以外，还包括液体桥力、固体桥力、化学键作用以及氢键作用力等，因此硬团聚体在粉末的加工成型过程中其结构不易被破坏，而且将影响粉体的性能。
[0006]目前，公开号为CN111380329B的中国专利公开了一种提高超细粉体分散性的干燥装置及方法，它包括用于容纳待处理的粉体的竖直设置的干燥筒、设置在所述干燥筒中的搅拌机构、连通于所述干燥筒顶部的进料管、进气管和排气管。
[0007]这种提高超细粉体分散性的干燥方法虽然一定程度避免干燥过程中因温度变化造成的团聚，但是在纳米粉体的邢台和表面结构又与其内部结构、杂质和环境状态有关，其团聚具有复杂性和多样性，仅仅控制温度并不能消除由其他因素导致的团聚，阻止团聚的效果差。

技术实现思路

[0008]本专利技术的第一种目的是提供一种超细粉体防团聚干燥设备，其具有能够消除气
‑
液界面从而有效避免超细粉体团聚的优点。
[0009]本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种超细粉体防团聚干燥设备，包括超临界反应装置和作用于超临界反应装置上的共振装置；
所述超临界反应装置包括主反应腔、位于主反应腔两侧的进料口和出料口；主反应腔内部中央设有反应基板，反应基板中两个相对的表面分别对应进料口和出料口，主反应腔的内部两端均设置控制主反应腔压强的控压组件，主反应腔的内部铺设温控组件；所述共振装置通过共振联动件作用至反应基板，使反应基板与共振装置同频共振。
[0010]通过采用上述技术方案，在主反应腔室内通过温度控制和气压控制创造了水分子的超临界环境状态，使水分子处于液体和气体之间的超临界状态，消除了具有巨大表面张力的气
‑
液界面，是的颗粒之间无法相互靠近，从根源上避免了团聚状态；同时利用高频共振使水分子与超细粉尘的分离，在水分子处于超临界的状态下与超细粉尘分离，完成干燥。
[0011]进一步设置：所述共振装置设置在反应基板内部，共振装置包括中心转轴、穿过中心转轴固定在中心转轴中端的铁芯转子和设置在铁芯转子外层的偏转磁铁以及通电线圈；通电线圈包括相互独立且设置在铁芯转子对称两面的第一通电线圈和第二通电线圈，第一通电线圈和第二通电线圈的两端分别连接至高频交流电源的正负极；所述中心转轴的两端经由共振联动件固定在反应基板上。
[0012]通过采用上述技术方案，利用磁铁同性相斥异性相吸的原理，控制通电线圈中电流方向使铁芯转子发生偏转，从而带动中心转轴往复运动，实现高频振动，将振动传递至反应基板上，可以使振动更加直接的作用在超细粉尘物质中，促使超细粉尘和水分子的分离，同时也通过振动直接避免超细粉尘的团聚。
[0013]进一步设置：所述共振联动件包括接触反应基板的第一通道和接触共振装置的第二通道；第一通道的直径大于第二通道；所述反应基板为胶合板和硬质纤维板中的任意一种。
[0014]通过采用上述技术方案，第一通道直径大于第二通道，使共振联动件形成一个简易的亥姆霍兹共振器，使得共振装置产生的高频振动更好的传递至反应基板上。
[0015]进一步设置：所述共振装置与反应基板之间填充有恒温绝缘材料。
[0016]通过采用上述技术方案，恒温绝缘材料一方面是为了避免共振装置中的电能流失造成安全隐患，同时也能避免电磁场产生的热量传递至反应基板上对超临界状态产生干扰。
[0017]进一步设置：所述温控组件为铺设在主反应腔内壁的加热板，所述控压组件分为第一控压组件和第二控压组件，第一控压组件和第二控压组件均包括控制压力阀和穿过控制压力阀的气体流通管道。
[0018]通过采用上述技术方案，加热板铺设在主反应腔内，能够由反应腔内壁向中心方向均匀传递热量直至整个反应腔室达到恒温的状态，确保超临界状态的稳定，第一控压组件和第二控压组件中气体流向相同，使得气体在主反应腔内呈单向流动的形式，形成动态的恒压状态，一方面恒压能够保持超临界状态的稳定，动态流动又能够推动超细粉体流动排出。
[0019]进一步设置：所述第一控压组件和第二控压组件之间设置有独立于主反应腔的保护气体存储箱，保护气体储存箱通过循环管道分别连接至第一控压组件中的气体流通管和第二控压组件中的气体流通管；所述气体流通管上设置有避免超临界流体流出的过滤膜。
[0020]通过采用上述技术方案，保护气体不会与水发生反应，也不会与超细粉体发生反
应，能够避免超细粉体和水发生变质，同时也能够有效改变主反应腔内的压强。
[0021]进一步设置：所述进料口和出料口与主反应腔的连接部位均设置有弧形的过渡区，过渡区直径由远离主反应腔一侧向靠近主反应腔一侧逐渐增大。
[0022]通过采用上述技术方案，过渡区能够避免超细粉体和水的混合物因压强突然发生改变而导致的团聚现象。
[0023]本专利技术的第二个目的是提供一种超细粉体防团聚干燥方法，其具有能够消除气
‑
液界面从而有效避免超细粉体团聚的优点。本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的。
[0024]一种超细粉体防团聚干燥方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：超细粉体输送；将超细粉体和水的混合物输送进入超细粉体防团聚干燥设备中，输送流量范围在20g/h
‑
30g/h；S2：超临界状态转化；在超临界反应装置中调解温控组件和控压组件，升高温度和压强至水由常态转换为超临界状态，且最终温度范围在380℃
‑
420℃，压强范围在22.1MPa
‑
23.0 MPa；S3：振动分层；利用共振装置使超细粉体和水同时发生高频振动，超临界水和超细粉体在重力作用下产生分层现象；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超细粉体防团聚干燥设备，其特征在于：包括超临界反应装置(1)和作用于超临界反应装置(1)上的共振装置(2)；所述超临界反应装置(1)包括主反应腔(101)、位于主反应腔(101)两侧的进料口(102)和出料口(103)；主反应腔(101)内部中央设有反应基板(104)，反应基板(104)中两个相对的表面分别对应进料口(102)和出料口(103)，主反应腔(101)的内部两端均设置控制主反应腔(101)压强的控压组件(105)，主反应腔(101)的内部铺设温控组件(106)；所述共振装置(2)通过共振联动件(3)作用至反应基板(104)，使反应基板(104)与共振装置(2)同频共振。2.根据权利要求1所述的超细粉体防团聚干燥设备，其特征在于：所述共振装置(2)设置在反应基板(104)内部，共振装置(2)包括中心转轴(201)、穿过中心转轴(201)固定在中心转轴(201)中端的铁芯转子(202)和设置在铁芯转子(202)外层的偏转磁铁(203)以及通电线圈(204)；通电线圈(204)包括相互独立且设置在铁芯转子(202)对称两面的第一通电线圈(205)和第二通电线圈(206)，第一通电线圈(205)和第二通电线圈(206)的两端分别连接至高频交流电源的正负极；所述中心转轴(201)的两端经由共振联动件(3)固定在反应基板(104)上。3.根据权利要求2所述的超细粉体防团聚干燥设备，其特征在于：所述共振联动件(3)包括接触反应基板(104)的第一通道(301)和接触共振装置(2)的第二通道(302)；第一通道(301)的直径大于第二通道(302)；所述反应基板(104)为胶合板和硬质纤维板中的任意一种。4.根据权利要求2所述的超细粉体防团聚干燥设备，其特征在于：所述共振装置(2)与反应基板(104)之间填充有恒温绝缘材料。5.根据权利要求1所述的超细粉体防团聚干燥设备，其特征在于：所述温控组件(106)为铺设在主反应腔(101)内壁的加热板(107)，所述控压组件(105)分为第一控压组件(108)和第二控压组件(109)，第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘忠意，
申请(专利权)人：上海珐偲生物科技工程有限公司，
类型：发明
国别省市：