流化床干式气溶胶发生方法及气溶胶发生器技术

流化床干式气溶胶发生方法及气溶胶发生器涉及一种利用固体颗粒物的流态化特性将混合于床料中的粉体多颗粒聚合物粉碎成单颗粒并使之气溶胶化的方法和装置，是使压缩气体通过流化床干式气溶胶发生器的多孔陶瓷布风板，将流化床内的混合物料流化，同时，将同样混合比例的混合物料加入流化床内，混合物料中主床料在流化过程中将粉体颗粒物从多颗粒聚合状态粉碎成单颗粒分散状态，这些细颗粒随后被气流带出床层进入气流中，经分离，其内部聚并的大颗粒物被去除，得到气溶胶；其气溶胶发生器，由风室、布风板和床体组成，风室和床体连接，布风板位于风室与床体之间，在风室上设有流化风入口，在床体的上端设有气溶胶出口。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种利用固体颗粒物的流态化特性将混合于床料中的粉体多颗粒聚合物粉碎成单颗粒并使之气溶胶化的方法和装置，尤其涉及一种流化床干式气溶胶发生方法及气溶胶发生器。
技术介绍
大气可吸入颗粒物已成为大气环境污染的突出问题，并且日益引起世界各国的高度重视。无论是在可吸入颗粒物环境与健康影响方面还是形成演化与控制技术的实验室研究，都需要一个能够提供一定浓度分布和粒径分布的稳定的干式气溶胶发生源。而在化工、医学等领域，也常需要将化工原料或药物等颗粒物气溶胶化。目前干式气溶胶发生方法有雾化法、干分散法和凝集法。雾化法是首先将粉体颗粒物均匀分散或溶解于液体中，然后将液体进行有效的喷雾雾化，使得每个液滴都只含有一个固体粒子，所产生的粒子随后用过滤过的气体进行干燥。经这种方法产生的干式气溶胶中固体颗粒弥散度不好，不是单个颗粒，而是双重态甚至三重态粒子，因此颗粒度较大。此外，该气溶胶发生方法不适用于不能在液体中分散或溶解的粉体颗粒物。干分散法是用气体将粉体颗粒物重新分散而形成气溶胶的方法，这种气溶胶发生方法被广泛应用。干分散法的主要优点是能在给定的时间内连续不断地供给系统以各种量的微粒物质，但其缺点是加入的粉末材料形成或是致密或是疏松的聚合粒子，需要在分散阶段后紧跟着有一个粒子撞击装置，把聚合粒子再次分散。这种气溶胶发生装置结构复杂，而且对聚合粒子的分散效果不佳，形成的气溶胶中以多重态聚合的大粒子居多。此外，该气溶胶发生方法要求一个输出量级为mg/min的粉体颗粒物供给系统以保证气溶胶的持续发生，这种高精度的给料装置使得气溶胶发生系统更加复杂，气溶胶输出的稳定度难以保证。凝集法发生固体气溶胶粒子利用的是各种物理化学过程。这些过程所产生的气溶胶粒子通常都比较小，且粒子形成后迅速发生聚合，是多分散的。这种气溶胶发生方法只对那些容易发生物理化学反应的固体物质适用。
技术实现思路
本专利技术提供一种适用对象广且能有效地稳定气溶胶中颗粒物的浓度分布和粒径分布，产生颗粒分散度较好、输出稳定的气溶胶的流化床干式气溶胶发生方法及气溶胶发生器。本专利技术的方法技术方案为一种用于产生气溶胶的流化床干式气溶胶发生方法，是使压力为0.05～5MPa、流量为5～100L/min的压缩气体通过流化床干式气溶胶发生器的多孔陶瓷布风板，将流化床内的混合物料流化，该混合物料包括待气溶胶化的粉体颗粒物和主床料，待气溶胶化的粉体颗粒物与主床料的质量比小于20％，主床料为与粒径50～250μm，密度大于4g/cm3的颗粒物相同空气动力学直径的硬质颗粒物，同时，将同样混合比例的混合物料加入流化床内，使混合物料的静止床层高度保持在5～30cm，混合物料中主床料在流化过程中将粉体颗粒物从多颗粒聚合状态粉碎成单颗粒分散状态，这些细颗粒随后被气流带出床层进入气流中，经分离，其内部聚并的大颗粒物被去除，得到气溶胶。本专利技术的产品技术方案为一种用于实现上述方法的气溶胶发生器，由风室、布风板和床体组成，风室和床体连接，布风板位于风室与床体之间，在风室上设有流化风入口，在床体的上端设有气溶胶出口，在床体内置入有包括待气溶胶化的粉体颗粒物和主床料且待气溶胶化的粉体颗粒物与主床料的质量比小于20％的混合物料。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点1、本专利技术采用青铜珠或者玻璃珠作为主床料，对各种干粉体物质亲和性好，因而适用性广，可把多种粉体物质气溶胶化；2、本专利技术在流化过程中将粉体颗粒物从多颗粒聚合状态粉碎成单颗粒分散状态，对粉体颗粒的分散性有相当保证；进料和溢料同时进行，保证床层高度维持不变，从而使气溶胶颗粒数浓度、质量浓度和粒径分布较为稳定；3、本专利技术结构简单，纯气动方式运行，未采用任何机械电子设备，因而操作、维护简单，投资及维护费用少。4、在使用本专利技术的过程中，料仓连续不断地将铜珠或其他主床料和粉体颗粒物的混合物料加入床层内部，同时通过溢料口把多余物料排出，保证床层高度维持不变，从而稳定床层内的粉体颗粒物比例和分布状态，保证输出的气溶胶浓度分布和粒径分布稳定。混合物料的加入速度可通过调整落料管出口内径的方法来实现。本专利技术选取电厂电除尘器飞灰(简称飞灰)为气溶胶原料，(以青铜珠为主床料)在五种不同工况下(如表1所示)对流化床干式气溶胶发生器产生的气溶胶浓度分布和粒径分布进行测定，稀释8倍后结果如图1～6所示，即表1流化床干式气溶胶发生器运行工况表 附图说明图1是本专利技术实施例的结构示意图。图2是不同工况下气溶胶中颗粒数浓度曲线图，其横坐标为各种工况的运行时间，纵坐标为单位气体体积中飞灰颗粒数，表明在五种工况下气溶胶中飞灰颗粒数浓度在一个小的范围内有一定波动，但基本稳定，随着气体流量和压力的减小，颗粒数浓度也减小。图3-1是工况1下飞灰颗粒数浓度图。图3-2是工况1下质量浓度图。图4-1是工况2下飞灰颗粒数浓度图。图4-2是工况2下质量浓度图。图5-1是工况3下飞灰颗粒数浓度图。图5-2是工况3下质量浓度图。图6-1是工况4下飞灰颗粒数浓度图。图6-2是工况4下质量浓度图。图7-1是工况5下飞灰颗粒数浓度图。图7-2是工况5下质量浓度图。具体实施例方式实施例1 一种用于产生气溶胶的流化床干式气溶胶发生方法，是使压力为0.05～5MPa、流量为5～100L/min的压缩气体通过流化床干式气溶胶发生器的多孔陶瓷布风板，将流化床内的混合物料流化，该混合物料包括待气溶胶化的粉体颗粒物和主床料，待气溶胶化的粉体颗粒物与主床料的质量比小于20％，主床料为与粒径50～250μm，密度大于4g/cm3的颗粒物相同空气动力学直径的硬质颗粒物，如玻璃珠，本专利技术当然也可采用粒径为50～250μm的青铜珠作为主床料的另一实施例，同时，将同样混合比例的混合物料加入流化床内，使混合物料的静止床层高度保持在5～30cm，混合物料中主床料在流化过程中将粉体颗粒物从多颗粒聚合状态粉碎成单颗粒分散状态，这些细颗粒随后被气流带出床层进入气流中，经分离，其内部聚并的大颗粒物被去除，得到气溶胶，在本实施例中，混合物料是从料仓并经过通入流化床床层内部的落料管连续加入，高于5～30cm的混合物料从溢料口排出，本实施例是通过调整落料管出口内径来改变混合物料的加入速度，当增大落料管出口内径时，混合物料的加入速度增大，当减小落料管出口内径时，混合物料的加入速度降低。实施例2一种用于实现权利要求1所述方法的气溶胶发生器，由风室2、布风板4和床体6组成，风室2和床体6连接，布风板4位于风室2与床体6之间，在风室2上设有流化风入口1，在床体6的上端设有气溶胶出口10，在床体6内置入有包括待气溶胶化的粉体颗粒物和主床料且待气溶胶化的粉体颗粒物与主床料的质量比小于20％的混合物料，在气溶胶出口10上连接有旋风分离器11，在床体6内设有落料管8，在落料管8上连接有料仓9，在床体6上的高于其底部5～30cm之处设有溢料管12，在溢料管12的出料端口连通有溢料存储室13，在风室2上且高于流化风入口1的位置设有风室测压管14，风室2和床体6通过设在风室上端的接头3和设在床体下端的接头5连接，上述布风板4采用多孔陶瓷材料，其微孔孔径小于50μm，开孔率为5％～50％，主床料采用粒径50～250μm，密度大于4g/cm3的颗粒物，如青铜珠本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于产生气溶胶的流化床干式气溶胶发生方法，其特征在于使压力为０．０５～５ＭＰａ、流量为５～１００Ｌ／ｍｉｎ的压缩气体通过流化床干式气溶胶发生器的多孔陶瓷布风板，将流化床内的混合物料流化，该混合物料包括待气溶胶化的粉体颗粒物和主床料，待气溶胶化的粉体颗粒物与主床料的质量比小于２０％，主床料为与粒径５０～２５０μｍ，密度大于４ｇ／ｃｍ３的颗粒物相同空气动力学直径的硬质颗粒物，同时，将同样混合比例的混合物料加入流化床内，使混合物料的静止床层高度保持在５～３０ｃｍ，混合物料中主床料在流化过程中将粉体颗粒物从多颗粒聚合状态粉碎成单颗粒分散状态，这些细颗粒随后被气流带出床层进入气流中，经分离，其内部聚并的大颗粒物被去除，得到气溶胶。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴新，赵长遂，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]