Bộ phân loại khí là nơi thiết lập kích thước hạt trong mạch nghiền canxi cacbonat. Ví dụ, máy nghiền bi tạo ra nhiều kích thước hạt khác nhau. Bộ phân loại là yếu tố quyết định hạt nào trở thành sản phẩm và hạt nào được đưa trở lại máy nghiền. Một bộ phân loại có độ sắc bén phân tách kém sẽ tạo ra sự phân bố kích thước hạt rộng bất kể thời gian vận hành máy nghiền lâu đến đâu. Một bộ phân loại với điểm cắt sắc bén, được kiểm soát tốt sẽ tạo ra sự phân bố kích thước hạt hẹp mà thị trường sơn, nhựa và giấy yêu cầu.
Máy phân loại khí dòng MBS được thiết kế đặc biệt để phân loại khô canxi cacbonat và các khoáng chất công nghiệp khác. Nó bao phủ kích thước D97 từ 8 micron đến 200 micron. Cấu trúc bên trong phân cấp của nó giúp giảm tổn thất áp suất so với các thiết kế máy phân loại thông thường. Điều này có thể trực tiếp làm giảm chi phí năng lượng của quạt, thường chiếm từ 15-251 tấn/tấn công suất hệ thống máy phân loại. Dòng sản phẩm này có công suất từ 4 tấn/giờ ở quy mô thí điểm đến 840 tấn/giờ ở quy mô công nghiệp với 18 mẫu khác nhau.
Bài viết này đề cập đến cách thức hoạt động cơ học của máy phân loại MBS, độ mịn cần thiết cho từng ứng dụng thị trường, mô hình nào phù hợp với khối lượng sản xuất nào và hiệu quả thực tế mà một dây chuyền sản xuất đạt được sau khi chuyển sang sử dụng MBS tại một nhà máy sản xuất canxi cacbonat ở Việt Nam.
Mỗi thị trường canxi cacbonat thực sự cần gì từ việc phân loại
Mỗi ứng dụng canxi cacbonat đều đặt ra mục tiêu độ mịn khác nhau — và quan trọng hơn, hậu quả khi không đạt được mục tiêu đó cũng khác nhau. Hiểu được điều mà quy trình tiếp theo quan tâm sẽ giúp bạn xác định độ chính xác cần thiết của quá trình phân loại.
| Ứng dụng | D97 điển hình | Thông số điều khiển chính | Hậu quả của các hạt quá khổ |
| Sơn và chất phủ | 8-20 µm | Nhịp hẹp; Giới hạn cứng D97 | Độ nhám bề mặt, giảm độ bóng, khuyết tật màng phim |
| Nhựa & hạt nhựa đặc | 10-45 µm | Kiểm soát cắt trên cùng | Các điểm tập trung ứng suất; vệt loang trên bề mặt phim |
| Chất kết dính và chất trám kín | 15-45 µm | Độ ổn định D50 và D97 | Tắc nghẽn vòi phun; độ bám dính không đồng đều |
| Chất độn và lớp phủ giấy | 5-15 µm | D97 và độ sáng | Vết xước trên dây máy giấy; sự thay đổi độ mờ đục |
| Vật liệu lấp đầy công trình | 50-200 µm | Giới hạn trên của D97 | Độ đồng đều của quá trình nén; sự hình thành cầu nối giữa các hạt. |
| Dược phẩm | 5-30 µm | PSD chặt chẽ; tuân thủ quy định | Tốc độ hòa tan biến đổi; các vấn đề nén viên thuốc |
Dòng sản phẩm MBS bao phủ toàn bộ phạm vi trong bảng này với thiết kế bộ phân loại duy nhất. Điểm phân loại được thiết lập bằng tốc độ bánh xe phân loại — một thông số vận hành có thể điều chỉnh liên tục, chứ không phải là thay đổi cơ học. Một dây chuyền sản xuất sử dụng cùng một thiết bị MBS có thể chuyển đổi giữa loại sơn D97 15 micron và loại nhựa D97 40 micron bằng cách điều chỉnh tốc độ bánh xe và xác nhận trạng thái ổn định mới bằng mẫu PSD, mà không cần dừng dây chuyền.
Cơ chế hoạt động của bộ phân loại MBS: Cơ chế phân tách
Hiểu được nguyên lý phân tách sẽ giúp bạn biết tại sao một số thông số vận hành lại quan trọng và cách điều chỉnh chúng khi sản phẩm lệch khỏi thông số kỹ thuật.
Sự xâm nhập và phân tán vật chất
Nguyên liệu đầu vào được đưa vào qua cửa nạp phía trên và rơi xuống đĩa phân tán ly tâm đang quay. Đĩa này đẩy nguyên liệu ra ngoài với tốc độ cao, tách các hạt riêng lẻ và ngăn các cụm hạt kết tụ đi vào khu vực phân loại dưới dạng các vật thể quá khổ. Bước tách cụm này rất quan trọng đối với canxi cacbonat mịn, vì nó có xu hướng tạo thành các cụm mềm trong quá trình bảo quản và vận chuyển, nếu không sẽ làm tăng giá trị D97 đo được của sản phẩm.
Khu vực phân loại: Hai lực lượng đối lập
Bên trong vùng phân loại, mỗi hạt chịu tác động đồng thời của hai lực đối lập. Bánh xe phân loại quay tạo ra lực ly tâm hướng ra ngoài theo phương xuyên tâm; luồng không khí đi vào tạo ra lực cản hướng vào trong theo phương xuyên tâm về phía bánh xe. Sự cân bằng của hai lực này quyết định số phận của mỗi hạt:
Các hạt mịn — những hạt có kích thước nhỏ hơn điểm phân loại — có diện tích bề mặt đủ lớn so với khối lượng của chúng để lực cản khí động học vượt quá lực ly tâm. Chúng được cuốn vào trong theo luồng không khí, đi qua bánh xe phân loại và thoát ra hệ thống thu gom sản phẩm (bộ lọc ly tâm hoặc bộ lọc túi).
Các hạt thô — những hạt có kích thước lớn hơn điểm cắt — đủ nặng để lực ly tâm vượt qua lực cản. Chúng bị văng ra ngoài, rơi xuống đáy bộ phân loại và được thải ra ngoài qua van quay để quay trở lại máy nghiền bi.
Kiểm soát điểm cắt
Hai thông số điều khiển vị trí đặt cân bằng lực cản ly tâm, và do đó quyết định sản phẩm D97 là gì:
- Tốc độ quay của bánh xe phân loại (RPM): Tốc độ cao hơn làm tăng lực ly tâm, đẩy các hạt lớn hơn trở lại máy nghiền và làm cho điểm cắt nhỏ hơn. Đây là biến số điều khiển chính của D97.
- Lưu lượng không khí: Lưu lượng gió cao hơn làm tăng lực cản tác động lên tất cả các hạt, dẫn đến điểm phân loại thô hơn đối với cùng một tốc độ quay bánh xe. Lưu lượng gió được điều chỉnh để cân bằng giữa hiệu suất và độ chính xác của quá trình phân loại.
Hệ thống MBS sử dụng các cánh dẫn hướng có thể điều chỉnh để tối ưu hóa luồng không khí đi vào vùng phân loại. Việc thiết lập cánh dẫn hướng phù hợp đảm bảo phân bố vận tốc đồng đều xung quanh toàn bộ chu vi của bánh xe phân loại, điều này tạo ra vết cắt sắc nét với vùng chuyển tiếp hẹp thay vì đường cong phân tách rộng và dần dần.
Cấu trúc phân cấp: Tại sao nó giúp giảm áp suất giảm
Trong máy phân loại khí thông thường, đường dẫn luồng khí từ cửa hút của quạt qua vùng phân loại đến cửa ra sản phẩm tạo ra độ giảm áp tương đối cao — thường là 800-1.200 Pa đối với các máy cỡ trung bình. Quạt phải liên tục khắc phục độ giảm áp này, và công suất của quạt tăng theo độ giảm áp (công suất tỷ lệ thuận với lập phương của vận tốc không khí, bản thân vận tốc không khí lại tỷ lệ thuận với độ giảm áp). Giảm độ giảm áp đi 20-30% không làm giảm mức tiêu thụ năng lượng đi 20-30% — mà làm giảm đáng kể hơn, vì mối quan hệ này không tuyến tính.
Cấu trúc bên trong theo kiểu phân cấp của MBS tách biệt vùng phân loại khỏi vùng cánh dẫn hướng và vùng điều hòa luồng khí theo cách giảm sức cản dòng chảy so với các thiết kế thông thường. Vật liệu và không khí đi theo một đường trực tiếp hơn, có sức cản thấp hơn trong máy. Độ sụt áp đo được trên các thiết bị MBS luôn thấp hơn 20-30% so với các máy phân loại thông thường có lưu lượng tương đương, điều này dẫn đến giảm đáng kể mức tiêu thụ năng lượng của động cơ quạt trong suốt một năm sản xuất.
Lựa chọn mô hình dòng MBS: Phù hợp công suất với yêu cầu sản xuất
Dòng sản phẩm MBS bao gồm 18 mẫu, từ MBS-2 đến MBS-22. Sáu mẫu được sử dụng phổ biến nhất để sản xuất canxi cacbonat được thể hiện bên dưới.
| Người mẫu | Công suất động cơ (kW) | Lưu lượng không khí (m³/h) | D97 Phạm vi (µm) | Tốc độ cấp liệu tối đa (tấn/giờ) |
| MBS-5 | 37 | 23,400 | 14-200 | 32.8 |
| MBS-7 | 75 | 49,000 | 18-200 | 68 |
| MBS-9 | 132 | 107,000 | 25-200 | 140 |
| MBS-12 | 220 | 237,000 | 29-200 | 400 |
| MBS-15 | 380 | 402,000 | 35-200 | 560 |
| MBS-18 | 630 | 606,000 | 38-200 | 840 |
Độ mịn và khả năng hấp thụ phụ thuộc vào kích thước hạt đầu vào (PSD), độ ẩm và độ cứng của vật liệu. Đối với canxi cacbonat có kích thước hạt đầu vào dưới 3 mm và độ ẩm dưới 1%, các giá trị trên chỉ mang tính chất tham khảo. Vui lòng liên hệ EPIC Powder để được tư vấn cụ thể cho từng địa điểm.
Lưu ý rằng độ mịn tối thiểu D97 đạt được tăng lên theo kích thước mô hình — các mô hình lớn hơn với tốc độ luồng khí cao hơn sẽ ít phù hợp hơn với các điểm cắt mịn nhất. Đối với GCC loại dùng cho sơn ở độ mịn D97 8-15 micron, MBS-5 hoặc MBS-7 là loại kích thước phù hợp. Đối với các loại vật liệu xây dựng và nhựa có độ mịn trung bình ở độ mịn D97 35-80 micron, MBS-12 đến MBS-18 có thể đáp ứng hiệu quả yêu cầu về độ mịn.
| Hướng dẫn lựa chọn mô hình theo ứng dụng Hạt GCC loại dùng cho sơn (D97 8-20 µm), công suất lên đến 35 tấn/giờ: MBS-5 — chất lượng D97 tốt nhất có thể đạt được, tích hợp trực tiếp với máy nghiền bi đơn. Nhựa / loại hạt nhựa (D97 15-45 µm), 35-80 tấn/giờ: MBS-7 — sự cân bằng giữa phạm vi độ mịn và năng suất cho các nhà máy quy mô vừa Dây chuyền sản xuất giấy và giấy đa cấp (D97 15-100 µm), công suất 80-200 tấn/giờ: MBS-9 — dòng D97 thương mại rộng nhất ở mức thông lượng này Các loại thép dùng trong xây dựng và công nghiệp quy mô lớn (D97 30-200 µm), công suất 200-600 tấn/giờ: MBS-12 đến MBS-15 — quy mô công nghiệp dành cho các nhà máy sản xuất khoáng sản quy mô lớn Các nhà máy GCC quy mô lớn (D97 35-200 µm), công suất trên 600 tấn/giờ: MBS-18 — công suất đơn vị cho các hoạt động sản xuất canxi cacbonat chuyên dụng lớn nhất |
Tích hợp với mạch nghiền bi
Máy phân loại MBS được thiết kế để tích hợp vào hệ thống mạch kín với máy nghiền bi. Trong hệ thống mạch kín, dòng vật liệu thô bị loại bỏ của máy phân loại sẽ quay trở lại trực tiếp vào máy nghiền, tạo thành một vòng tuần hoàn liên tục, nơi vật liệu lưu thông cho đến khi đạt kích thước tiêu chuẩn và được đưa ra ngoài dưới dạng sản phẩm. Cấu hình này có hai ưu điểm chính so với phương pháp nghiền mạch hở.
Thứ nhất, về hiệu quả năng lượng: vật liệu được đưa ra khỏi mạch ngay khi đủ mịn, thay vì bị nghiền quá mức. Các hạt đã đáp ứng tiêu chuẩn D97 không phải chịu thêm năng lượng nghiền. Tỷ lệ tải tuần hoàn — tỷ lệ vật liệu được trả lại so với nguyên liệu đầu vào mới — thường là 150-400% đối với các loại GCC có độ mịn trung bình, nghĩa là máy nghiền xử lý 1,5-4 tấn vật liệu đã được nghiền cho mỗi tấn nguyên liệu đầu vào mới. Điều này nghe có vẻ không hiệu quả, nhưng chính điều này cho phép máy phân loại duy trì điểm cắt chặt chẽ mà không lãng phí năng lượng vào việc nghiền quá mức phần vật liệu mịn.
Thứ hai, tính nhất quán của sản phẩm: vì bộ phân loại liên tục tách vật liệu đạt tiêu chuẩn khỏi vật liệu không đạt tiêu chuẩn, nên kích thước hạt (PSD) của sản phẩm được kiểm soát bởi điểm cắt của bộ phân loại chứ không phải bởi sự phân bố thời gian nghiền của máy nghiền. Những biến động nhỏ về độ cứng của nguyên liệu đầu vào, độ mài mòn của máy nghiền hoặc tốc độ cấp liệu ảnh hưởng đến tải trọng tuần hoàn nhưng không ảnh hưởng đến sản phẩm D97, miễn là bộ phân loại vẫn được cấu hình tốt.
Thiết kế hình học của hệ thống xả MBS được chế tạo để kết nối trực tiếp với các đường ống vận chuyển khí nén tiêu chuẩn. Hầu hết các hệ thống nâng cấp máy nghiền bi đều không cần phễu trung gian hoặc thiết bị chuyển tải đặc biệt.
NGHIÊN CỨU TRƯỜNG HỢP
Nhà máy GCC Việt Nam — Tăng công suất 251 tấn 3 tấn và tiết kiệm năng lượng 151 tấn 3 tấn sau khi lắp đặt hệ thống MBS-9.
Tình hình
Một nhà máy chế biến canxi cacbonat tại Việt Nam sản xuất GCC cho thị trường sơn và hạt nhựa đang vận hành theo phương pháp thông thường. bộ tách khí Hệ thống hoạt động trong mạch kín với máy nghiền bi. Mục tiêu của họ là đạt được kích thước hạt D97 từ 18-20 micron cho thị trường sơn và D97 từ 35-40 micron cho thị trường hạt màu tổng hợp từ cùng một dây chuyền sản xuất. Máy tách hiện tại cho ra kết quả đo D97 từ 22-28 micron đối với loại dùng cho sơn — luôn cao hơn tiêu chuẩn — và nhà máy đã phải bù bằng cách giảm tốc độ cấp liệu (để giảm tải tuần hoàn và cải thiện điểm phân tách), đây là nguyên nhân gây ra hạn chế về năng suất. Tổng mức tiêu thụ năng lượng của hệ thống cao vì quạt phải hoạt động để chống lại sự sụt áp quá mức trong máy tách.
Giải pháp
EPIC Powder đã cung cấp một thiết bị MBS-9 được cấu hình cho kích thước hạt D97 18 micron đối với loại sơn và D97 38 micron đối với loại hạt phối trộn, với hai công thức vận hành đã được kiểm định. Thiết bị được lắp đặt thay thế cho thiết bị tách hiện có, sử dụng các kết nối đường ống hiện có với một số điều chỉnh nhỏ.
Kết quả sau 6 tháng hoạt động
- Sơn D97: 18,4 micron, độ chính xác ổn định trong khoảng ±1,5 micron trong suốt quá trình sản xuất hàng ngày — đáp ứng thông số kỹ thuật của khách hàng mà không cần giảm tốc độ cấp liệu.
- Hạt nhựa D97 chất lượng cao: 37,8 micromet, sai số ±2 micromet.
- Thông lượng: Tăng cường 25% trên cả hai cấp độ — điểm cắt sắc hơn của MBS ở cùng tốc độ quay cho phép tốc độ cấp liệu cao hơn mà không vượt quá D97.
- Tiết kiệm năng lượng: Tổng công suất tiêu thụ của hệ thống thấp hơn 15% — chủ yếu là do độ giảm áp suất của MBS thấp hơn 22% so với bộ tách trước đó, giúp giảm tải cho động cơ quạt.
- Chu kỳ hao mòn: Bánh xe phân loại và cánh dẫn hướng cho thấy độ mài mòn tối thiểu trong lần kiểm tra 3.000 giờ; tuổi thọ ước tính của thiết bị 40% dài hơn thiết bị trước đó dựa trên phép đo tốc độ mài mòn.
Đơn vị thứ hai: Khách hàng đã đặt mua chiếc MBS-9 thứ hai cho dây chuyền sản xuất mới sáu tháng sau khi đưa vào vận hành.
Lựa chọn máy phân loại khí cho dây chuyền sản xuất canxi cacbonat của bạn?
Các kỹ sư ứng dụng của EPIC Powder Machinery có thể giúp bạn lựa chọn mô hình MBS phù hợp với nguyên liệu đầu vào, mục tiêu D97 và khối lượng sản xuất của bạn. Chúng tôi cung cấp dịch vụ thử nghiệm mẫu miễn phí — hãy gửi cho chúng tôi một mẫu canxi cacbonat tiêu biểu và thông số kỹ thuật mục tiêu của bạn, chúng tôi sẽ gửi lại báo cáo phân tích kích thước hạt đầy đủ và các thông số máy được đề xuất trong vòng năm ngày làm việc.
Chúng tôi cũng cung cấp bản vẽ bố trí và các khuyến nghị về hệ thống đường ống dẫn khí cho các công trình lắp đặt cải tiến vào các mạch nghiền bi hiện có.
Yêu cầu dùng thử mẫu miễn phí hoặc lựa chọn mẫu sản phẩm: www.powder-air-classifier.com/contact
Khám phá toàn bộ dòng sản phẩm MBS: www.powder-air-classifier.com
Những câu hỏi thường gặp
Độ tinh khiết D97 tốt nhất mà máy phân loại MBS có thể đạt được đối với canxi cacbonat là bao nhiêu?
Máy MBS-5 (mẫu nhỏ nhất trong dòng sản phẩm) đạt được kích thước D97 nhỏ đến 14 micron trên canxi cacbonat trong điều kiện khô tiêu chuẩn. Dưới 14 micron, thiết kế MBS tiêu chuẩn trở nên kém hiệu quả hơn vì các hạt canxi cacbonat mịn ngày càng tạo thành các cụm mềm, hoạt động về mặt khí động học như các hạt lớn hơn, làm tăng giá trị D97 đo được. Đối với D97 dưới 10 micron trên canxi cacbonat, nên sử dụng máy phân loại tốc độ cao hơn với giai đoạn tiền xử lý tách cụm – EPIC Powder cung cấp các cấu hình đặc biệt cho GCC dưới 10 micron kết hợp MBS với máy nghiền chốt hoặc máy tách cụm va đập ở phía trước. Nếu mục tiêu của bạn nằm trong phạm vi 8-14 micron, thử nghiệm mẫu trên nguyên liệu đầu vào cụ thể của bạn là cách tốt nhất để xác nhận khả năng đạt được của MBS-5 trước khi quyết định mua thiết bị.
Hệ thống MBS có thể xử lý canxi cacbonat với hàm lượng ẩm trên 1% không?
Hệ thống MBS được thiết kế để phân loại khô và hoạt động tối ưu với độ ẩm nguyên liệu dưới 1%. Ở độ ẩm từ 1-3%, hiệu quả phân loại giảm dần: bề mặt hạt ướt gây ra hiện tượng vón cục trong vùng phân loại, làm tăng kích thước hạt hiệu quả và làm tăng giá trị D97 đo được. Mức tiêu thụ năng lượng của quạt cũng tăng lên vì vật liệu nặng hơn, ẩm hơn cần nhiều lưu lượng khí hơn để duy trì sự phân loại ổn định. Đối với nguyên liệu có độ ẩm trên 1%, máy sấy nhanh hoặc máy sấy quay đặt trước máy phân loại là giải pháp tiêu chuẩn. Đặc biệt đối với canxi cacbonat, điều này phù hợp nhất ở vùng khí hậu nhiệt đới, nơi độ ẩm môi trường gây ra hiện tượng hấp thụ ẩm trong quá trình bảo quản, hoặc khi sử dụng bã lọc mới sấy làm nguyên liệu đầu vào. Máy sấy không cần phải giảm độ ẩm xuống bằng không — chỉ cần giảm độ ẩm xuống dưới 0,5% là đủ để loại bỏ vấn đề vón cục.
Ưu điểm về giảm áp suất của MBS chuyển hóa thành mức tiết kiệm năng lượng thực tế như thế nào trong thực tế?
Công suất quạt tỷ lệ thuận với lập phương của vận tốc gió, và vận tốc gió tỷ lệ thuận với căn bậc hai của độ giảm áp suất. Việc giảm độ giảm áp suất 25% (trong phạm vi điển hình 20-30% của MBS so với các thiết kế thông thường) làm giảm vận tốc gió cần thiết của quạt khoảng 13%, và giảm công suất quạt khoảng 35% cho cùng một lưu lượng gió. Trên thực tế, mức tiết kiệm thấp hơn một chút so với mức tối đa lý thuyết này vì đường cong hiệu suất của quạt và động cơ không phẳng, nhưng mức tiết kiệm đo được từ 15-25% về tổng công suất tiêu thụ của quạt là điển hình đối với các hệ thống MBS. Tại một nhà máy quy mô trung bình (MBS-9 ở mức 140 tấn/giờ), việc giảm 20% công suất tiêu thụ của quạt tương đương với mức tiết kiệm liên tục khoảng 25-35 kW — đủ đáng kể để biện minh cho chi phí cao hơn của thiết kế MBS so với máy tách thông thường chỉ trong vòng 12-24 tháng nhờ tiết kiệm chi phí năng lượng.
Bột Epic
Tại Bột EpicChúng tôi cung cấp nhiều loại thiết bị và giải pháp tùy chỉnh để đáp ứng nhu cầu cụ thể của bạn. Đội ngũ của chúng tôi có hơn 20 năm kinh nghiệm trong lĩnh vực chế biến các loại bột khác nhau. Epic Powder chuyên về công nghệ chế biến bột mịn cho ngành công nghiệp khoáng sản, hóa chất, thực phẩm, dược phẩm, v.v.
Hãy liên hệ với chúng tôi ngay hôm nay để được tư vấn miễn phí và nhận giải pháp phù hợp với nhu cầu của bạn!
Cảm ơn bạn đã đọc. Tôi hy vọng bài viết của tôi có ích. Vui lòng để lại bình luận bên dưới. Bạn cũng có thể liên hệ với đại diện khách hàng trực tuyến của EPIC Powder Zelda để biết thêm bất kỳ thông tin nào khác.”
— Jason Wang, Kỹ sư cao cấp
