中國粉體網(wǎng)訊 粉體物料的輸送方式有水力輸送、機(jī)械輸送和氣力輸送等,,工業(yè)上最常用的是機(jī)械輸送和氣力輸送。其中機(jī)械輸送一般輸送距離較短,,輸送量較小,,設(shè)備密閉性差,布設(shè)的靈活性差,,投資高,,粉塵污染較嚴(yán)重。因此,,粉體過程中,,依據(jù)流態(tài)化理論建立起來的氣力輸送,成為各類粉體在各工藝單元及設(shè)備間輸送的最常用方式,。
1.氣力輸送系統(tǒng)簡介
氣力輸送是指在管道中借助空氣的能量(動能或靜壓能)使顆粒物料按指定的路線進(jìn)行連續(xù)輸送的一種運(yùn)送方式,。氣力輸送系統(tǒng)的類型很多,不同類型的氣力輸送系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)也不相同,,氣力輸送系統(tǒng)一般由供料裝置,、輸送管路、分離機(jī)構(gòu),、空氣動力源四個基本部分組成,,各基本部分的不同構(gòu)成及不同的組合結(jié)構(gòu),構(gòu)成不同類型的氣力輸送系統(tǒng),。
氣力輸送系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
2.氣力輸送系統(tǒng)的特點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn):
輸送管道占地面積最小,。
管路柔性靈活,設(shè)備投資少,�,?梢砸虻刂埔诉x擇最優(yōu)方案;如進(jìn)行由數(shù)點(diǎn)集中送往一處,,或由一處分散送往數(shù)點(diǎn)的遠(yuǎn)距離操作,。
清潔,、低污染。密封系統(tǒng)能防止被輸送物對環(huán)境的污染,;通過合理的設(shè)計,,能使得氣力輸送系統(tǒng)做到真正的無塵,這在負(fù)壓輸送中尤為明顯,。
輸送效率高,,可將輸送過程與工藝過程相結(jié)合,簡化工藝設(shè)備和過程,。
作業(yè)人員與輸送量無關(guān),,人員配置可以最少,管理方便,。
可用于長距離輸送,。
對于化學(xué)性能不穩(wěn)定的物料,可以采用惰性氣體輸送,。
缺點(diǎn):
與其他輸送形式相比,,氣力輸送的缺點(diǎn)是動力消耗大,稀相氣力輸送的動力消耗為斗式提升機(jī)的2~4倍,,為帶式輸送機(jī)的15~40倍,。而且,輸送距離愈近,,這種現(xiàn)象愈明顯,。
氣力輸送與機(jī)械式輸送的比較
此外,伴隨高速高能耗的運(yùn)行,,氣力輸送也存在設(shè)備磨損和被輸送物的破損問題,。物料特性如堆積密度、粒度,、硬度,、休止角、磨琢性等的微小變化,,都能造成操作上的困難,。而且輸送距離、應(yīng)用均受到一定限制,。
3.氣力輸送系統(tǒng)的分類
氣力輸送系統(tǒng)有多種不同的分類方法,,可按氣力輸送的輸送裝置型式、體現(xiàn)氣力輸送的實(shí)質(zhì)來分類,,也可按狀態(tài)相圖來分類,。對于不同類型的氣力輸送系統(tǒng),其流動差異很大,,相互間的流動規(guī)律也不能通用,。
3.1按輸送裝置型式分類
按氣力輸送的輸送裝置型式來分,,也就是按空氣在管道中的壓力狀態(tài)來分,氣力輸送裝置可分為負(fù)壓系統(tǒng)(吸送),、正壓系統(tǒng)(壓送)和混合系統(tǒng)三種,。
負(fù)壓(吸送)輸送系統(tǒng)
負(fù)壓(吸送)輸送系統(tǒng)是利用輸送系統(tǒng)終點(diǎn)的風(fēng)機(jī)抽吸系統(tǒng)內(nèi)的空氣,在系統(tǒng)中形成低于大氣壓的負(fù)壓氣流,,物料與空氣同時從吸嘴進(jìn)入系統(tǒng)內(nèi)并隨氣流到達(dá)系統(tǒng)終點(diǎn),,最后經(jīng)過濾分離將空氣排放到大氣中。
吸送式氣力輸送裝置
特點(diǎn):負(fù)壓輸送系統(tǒng)是比較理想的系統(tǒng),,由于輸送管道中的壓力低于大氣壓,因此不存在管道內(nèi)氣體向外漏的問題,,因而比較適合于對有毒或者有害物料的輸送,。
正壓(壓送)輸送系統(tǒng)
壓輸送系統(tǒng)是氣力輸送的最基本形式。在系統(tǒng)中,,利用輸送系統(tǒng)起點(diǎn)處的風(fēng)機(jī)等氣源設(shè)備,,將高于大氣壓的壓縮空氣通入輸送系統(tǒng)中,同時物料定量送入高速運(yùn)行的氣流中,,在氣流的帶動下,,物料到達(dá)輸送系統(tǒng)終點(diǎn)經(jīng)過濾后,物料與空氣分離,,物料進(jìn)入料倉,,空氣排入大氣。
壓送式氣力輸送裝置
特點(diǎn):正壓輸送主要用于將物料輸送到一個或幾個料倉的工況,。與負(fù)壓輸送系統(tǒng)相比,,正壓輸送系統(tǒng)具有比較高的容量并且適合于較遠(yuǎn)距離的輸送。
混合輸送系統(tǒng)
混合輸送系統(tǒng)是在同一輸送系統(tǒng)中既有正壓又有負(fù)壓,,利用兩種不同系統(tǒng)的優(yōu)勢,,因而可以應(yīng)用于比較復(fù)雜的輸送中�,;旌舷到y(tǒng)可以是壓一送式,,也可以是送一壓式的輸送組合系統(tǒng)。
特點(diǎn):能夠完成較長距離的輸送,,而結(jié)構(gòu)及管道內(nèi)的氣流變化也更加復(fù)雜,,同時也易造成輸送系統(tǒng)尤其是風(fēng)機(jī)的磨損。
3.2按輸送實(shí)質(zhì)分類
從氣力輸送實(shí)質(zhì)考慮來分類,,有按料,、氣兩相數(shù)量比分類;按料,、氣兩相流體力學(xué)特征分類,;按料,、氣兩相運(yùn)動特征分類;按裝置特征分類等幾種分類法,。按料,、氣兩相數(shù)量比分類和按料、氣兩相流體力學(xué)特征分類,可將氣力輸送系統(tǒng)分為稀相,、中相和濃相,。按料、氣相互關(guān)系劃分,,可分為供料法,、混料法、供氣法,、栓流法,。按物料流動形狀劃分,可分為飛翔狀,、絲縷狀,、栓狀、柱狀等,。
氣力輸送分類方法一覽表
概括起來,,現(xiàn)有的氣力輸送系統(tǒng)可分為四類:
(1)稀相氣力輸送
氣流速度較高,物料懸浮在鉛垂管中呈均勻分布,,在水平管中呈飛翔狀態(tài),,空隙率很大。物料的輸送主要依靠由較高速度的空氣所形成的動能,,因而也稱稀相動壓輸送,。
特點(diǎn):該輸送方式由于流速高而物料質(zhì)量流率較小,因此顆粒與管道碰撞摩擦劇烈,,從而能耗和輸送系統(tǒng)的磨損都比較大,,生產(chǎn)效率低下,適合于輸送質(zhì)量和粒度較小,、流動性強(qiáng)的物料,。
負(fù)壓稀相氣力輸送系統(tǒng)
來源:常州萬佳干燥設(shè)備有限公司
正壓稀相氣力輸送系統(tǒng)
來源:常州萬佳干燥設(shè)備有限公司
(2)濃相動壓氣力輸送
氣流速度在8~15m/s之間。物料在管內(nèi)己不再均勻分布,,而呈密集狀態(tài),,但管道并未被物料堵塞,因而依然依靠空氣的動能來輸送,,稱為濃相動壓輸送,。
這類流動狀態(tài)的氣送裝置有高壓壓送、高真空吸送和流態(tài)化輸送。料氣比的變化范圍很大,,高壓壓送與高真空吸送的料氣比大致在15~50之間,,流動狀態(tài)呈脈動集團(tuán)流。而對于易輸送的粉料,,料氣比可高達(dá)200以上,,呈流態(tài)化輸送。
SBT型上引式正壓密相氣力輸送系統(tǒng)
來源:上海麥克曼氣力輸送系統(tǒng)設(shè)備有限公司
濃相氣力輸送系統(tǒng)部件
來源:北京翔遠(yuǎn)同創(chuàng)科技有限公司
(3)濃相靜壓氣力輸送
物料密集而栓塞管道,,依靠氣流的靜壓來輸送物料,,稱為濃相靜壓氣力輸送�,?煞譃橹骱退鲀煞N,。
柱流氣力輸送密集狀物料連綿不斷地充塞管道內(nèi)而形成料柱,其運(yùn)動速度較低,,一般僅0.2~2m/s,。但僅能用于30m以內(nèi)的短距離輸送。
栓流氣力輸送人為地把料柱預(yù)先切割成較短的料柱,,輸送時,氣栓與料栓相間分開,。從而可以提高輸送速度,,降低輸送壓力,減少動力消耗,,以及增加輸送距離,,是目前最好的中距離輸送方法。
(4)筒式氣力輸送
將需要輸送的物料,、物件裝入傳輸筒或筒車內(nèi),利用空氣的靜壓使傳輸筒在管道內(nèi)飛速滑行的一種輸送方式,,用于既難于懸浮,而本身又無法成栓的成件貨物的輸送,。這種輸送方式應(yīng)用面小,,適用于特定場合。
氣流速度與流型之間的關(guān)系
物料的濃相與稀相輸送并不是絕對的,,同一種物料隨著輸送速度的變化,,物料輸送形態(tài)之間可以相互轉(zhuǎn)化。整體而言,,低速濃相輸送技術(shù)具有許多優(yōu)點(diǎn),。首先,因其輸送速度低,,故能耗大大降低,,僅為動壓氣送的35~60%,可實(shí)現(xiàn)最少的管道磨蝕和物料破碎,。而高濃度則使耗氣量少,,這一優(yōu)點(diǎn)對于輸送防爆,、防燃和因保留香味而必須采用昂貴的惰性氣體作輸送介質(zhì)時就顯得更為突出。其次,,因耗氣量少而使輸送終端的料,、產(chǎn)毛分離比較容易,空氣過濾設(shè)備也就小得多,,降低了成本,。再次,粒子的靜電荷減少有助于防止諸如粉塵爆炸和壓降逐漸增加的問題,。因此,,低速濃相氣力輸送是當(dāng)前氣力輸送技術(shù)發(fā)展的趨勢。
4.氣力輸送系統(tǒng)的選用
氣力輸送中不同輸送模式的出現(xiàn)主要由三方面的因素綜合決定的:
兩相物性(如氣體密度,、粘度,、顆粒密度、粒徑分布,、形狀,、大小,硬度以及松散堆積密度等)
操作條件(如輸送量,、氣體速度,、固相含量、操作溫度,、壓力等)
過程設(shè)備(如輸送管道形狀,、大小、相對位置及方向,、供料裝置的類型等)
不同形狀的物料與氣力輸送系統(tǒng)類別的選用關(guān)系
物料性質(zhì)對氣力輸送系統(tǒng)運(yùn)行性能的影響
在物料的氣力輸送過程中,影響氣力輸送的物料,、工藝、系統(tǒng)方面的因素往往是彼此關(guān)聯(lián)的,,而且,,各種影響氣力輸送因素的本身也與多種條件有關(guān),這就使得在對氣力輸送系統(tǒng)進(jìn)行分析時,,要全面,、精確的對輸送系統(tǒng)進(jìn)行了解與把握變得十分困難。因此,,在現(xiàn)場應(yīng)用與實(shí)驗分析時,,應(yīng)當(dāng)根據(jù)不同的輸送介質(zhì)、應(yīng)用場合以及外界條件,,對影響氣力輸送效果的各個可把握的因素進(jìn)行著重考慮,,并對影響氣力輸送效果但目前卻無法把握的因素予以估計,給出其影響程度,通過逐步的實(shí)驗與分析,,不斷促進(jìn)氣力輸送技術(shù)的完善與發(fā)展,。
參考資料:
連學(xué)通.氣力輸送系統(tǒng)及其設(shè)備的研究
李勇.粉、粒狀固體物料氣力輸送技術(shù)
林江.氣力輸送系統(tǒng)流動特性的研究
劉冬冬.膨脹石墨氣力輸送特性及實(shí)驗研究
(中國粉體網(wǎng)編輯整理/黑金)
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