持料量的理论分析文献认为:进料速度主要由粉碎区的持料量决定。持料量过小,则粉碎室内颗粒数目较小,颗粒碰撞机会下降,颗粒粒径变大;持料量过大,则粉碎室内的颗粒浓度增加,每个颗粒所获得的动能减少,导致颗粒的有效碰撞变小,颗粒粒径增加,颗粒粒度分布变大,因此寻找最佳持料量是很重要的。
在AFG100流化床气流粉碎分级机的实验应用中,认为其最佳持料量为200300g;利用JMX200,压缩空气耗量656m3/h,对磨料进行了研究,证明最优的持料量为80kg,当持料量减少到40kg时,生产能力降低到原来的50%;同时进一步研究表明,气流粉碎区中的持料量影响着产品料度的稳定性。笔者根据理论分析和大量的工业实验,建立了气流粉碎的持料量与粉碎区的颗粒体积浓度的关系为MH=V(1-)s+G,(1)式中,MH为流化床气流粉碎机的持料量,kg;V为气流粉碎分级区中有效空间体积,m3;(1-)为气流粉碎分级区颗粒所占体积与气流所占体积的比值,即Vs/V,气流喷射速度>200m/s时,(1-)取为10-2;s为固体颗粒的密度,kg/m3;G为流化床气流粉碎区底部填料量,与流化床底部结构有关,kg.气流粉碎取决于颗粒相互碰撞的动能和颗粒的碰撞几率。Rumpf认为:动能随(1-)的增大而下降,而颗粒的碰撞几率随(1-)的增大而增大。在颗粒速度为10100m/s的条件下,实验证明当(1-)保持在10-410-2时,则可兼顾颗粒的动能与颗粒的碰撞几率。
缩空气通过Laval喷嘴产生超音速气流,引射加速粉碎区的气固流,在喷嘴喷射的中心区碰撞粉碎,粉碎后的气固流在引风机的负压作用下,向上运动进入分级区,颗粒在气流曳力和分级轮的叶轮旋转产生的离心力作用下进行分级,粗颗粒受到的离心力大,被甩出,而细颗粒则在气流曳力的作用下通过分级叶轮成为产品。底部填料的数值大小与颗粒的粒度、密度及流化床底部结构密切相关。
这是由于密度较小的物料更容易被气流托起而悬浮,气流粉碎区的气固浓度相对较低,通常需增大持料量,以增加颗粒的碰撞几率;但是密度较小的物料经常会因加料量相对理论值较高而使腔内颗粒体积浓度增大,导致分级机负荷增加,从而加料量在一定程度上受分级机负荷的限制。
但当物料密度较大时,颗粒在下部腔体内的气固浓度较高,因此需减少持料量,则实际持料量低于理论持料量。因此,流化床气流粉碎机磨腔中的持料量对粉碎效果和出料粒度的稳定性有重要影响,持料量的大小与气流粉碎机的结构大小、底部形状,粉碎物料的密度和流动参数相关。针对不同的物料和要求,试验最佳持料量是流化床气流磨良好运行的关键。