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气力输送是一种利用气体流动的能量来输送粉状、颗粒状物料的工艺方法,广泛应用于化工、粮食加工、矿业、制药等多个行业。气力输送可分为许多种。按每单位体积的气体载体中所携带的粉体的质量多少可分为稀相力输送和浓相气力输送,后者又分为浓相动压气力输送和浓相静压栓流气力输送两种;按输送方式可分为为吸送式、压送式和混合式。
一、浓相气力输送
浓相气力输送的气流速度为8~15m/s,物料在输送管道内不再呈均匀分布,而是呈密集状态,但管道并未被物料堵塞,因而仍然依靠空气的动能来输送。这类流动状态的装置有高压压送、高真空吸送和流态化输送。浓相气力输送的料气比变化范围很大,高压压送与高真空吸送的固气比大致为15~50,流动状态呈脉动集团流,对于易充气的粉料,料气比可高达200以上,呈流态化输送。
密相输送工作原理:在密相输送中,物料以相对较高的固体质量分数(通常高于30%)在输送管道中移动,气体速度相对较低,这样可以减少磨损和能量消耗。通过间歇或连续的方式向输送管内加入压缩空气或其他气体,推动物料前进。这种方式适合长距离、大容量输送,且对物料破损要求严格的场合。
系统组成:
进料装置:确保物料均匀稳定地进入输送管道。压缩机/鼓风机:提供输送所需的气体动力。压力或真空释放装置:控制管道内的压力,确保输送平稳进行。输送管道:根据物料特性和输送需求选用合适材质和直径的管道。阀门与控制器:调节气流和物料流动,实现精准控制。卸料装置:将物料从管道中卸出,常采用旋风分离器或料仓底部的排放阀。二、稀相气力输送
气流速度较高,物料悬浮在垂直管道中呈均匀分布状态,在水平管中呈飞翔状态,空隙率很大。物料的输送主要依靠由较高速度的空气所形成的动能,因而也称稀相动压输送。通常气流速度为12~40m/s,固体粉料与气体的质量比(简称固气比)为1~5。
稀相输送工作原理:与密相相反,稀相输送中物料在气体中的质量分数较低(通常低于15%),气流速度较高。物料以悬浮状态在高速气流中被输送,适合短距离、快速输送较小颗粒的物料。设计上会更加注重提高气流速度和系统的灵活性,以适应快速变化的需求。
稀相输送是最传统的气力输送方式,被输送物料的质量流量与输送气体的质量流量之比较小,物料颗粒的间距较大,输送气体的压力较低,输送速度较大,系统磨损大,输送效率低,能耗大。稀相输送一般适用于被输送物料的质量和粒度较小、干燥和易流动、输送距离较短的场合。
三、共同特点与注意事项
物料适应性:两种方式都能输送粉状、颗粒状物料,但对物料的粒度、形状、密度有一定要求。系统密封性:气力输送系统需保持良好的密封,以防物料泄漏和环境交叉污染。过滤与净化:为防止环境污染,系统通常配备过滤器或除尘器,以捕集输送过程中的粉尘。能耗与维护:密相输送虽能耗较低,但初期投资可能较高;稀相输送则相反,初期成本较低但运行成本高。四、气力输送系统与装置类型
气力输送粉状物料的系统形式大致分为吸送式、压送式或两种方式相结合三种。
吸送式的特点:系统较简单,无粉尘飞扬,可同时多点取料,工作压力较低(小于0.1MPa),但输送距离较短,气固分离器密封要求严格。
压送式的特点:工作压力大(0.1~0.7MPa),输送距离长,对分离器的密填充要求稍低,但易混入油水等杂物,系统较复杂。
压送式又分为低压输送和高压输送两种,前者工作压力一般小于0.1MPa,供料设备有空气输送斜槽、气力提升泵及低压喷射泵等;后者工作压力为0.1~0.7MPa,供料设备有仓式泵、螺旋泵及喷射泵等。
五、气力输送的特点
与机械输送相比,它具有以下优点。
直接输送散装物料,不需要包装,作业效率高。设备简单,占地面积小,维修费用低。可实现自动化遥控,管理费用少。输送管路布置灵活,使工厂设备配置合理化。输送过程中物料不易受潮、污损或混入杂物,同时也可减少扬尘,改善环境卫生。输送过程中能同时进行对物料的混合、分级、干燥、加热、冷却和分离过程。可方便地实现集中、分散、大高度(可达90m)、长距离(可达2000m)以及适应各种地形的粉体输送。气力输送的缺点如下:
动力消耗大,短距离输送时尤其显著。需配备压缩空气系统。不适宜输送黏着性强和粒度大于30mm的物料。