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气力输送技术

2018-02-11
气力输送可以定义为粉料(如:水泥、飞灰)、粒料(如:碎煤、谷粒) 或散装商品(如:罐头、活鸡、
纸筒)通过一条密闭的流动通道(如:管道、多孔板),使用负压或正压空气作为介质的一种输送方式。其
他气体,如氮气或氢气,也可作为承载流体来满足特殊工艺的要求。

使用管道输送物料的概念并不新颖。古罗马人运用铅管进行水的供应和污水处理,中国人使用竹子来输送天
然气。最早的气力输送系统之一始建于19世纪的英国,其利用真空原理在铁路隧道内移动装密封膜的车厢。
此后紧接着的是一套真空输送泵气力卸料系统,设计并建造用以将谷物从船上卸下。随着鼓风机、罗茨风机
和旋转给料器的发展,气力输送在19世纪20年代的早期开始有良好的发展。在20世纪的后叶由于工业自动化要求气力输送技术得到了巨大的发展。为了改善健康和安全的规程,人们宁愿选择气力输送,而非机械或者水力运输. 改进的气力输送系统设计理念和新技术的发展扩大了运用气力输送技术输送物料的范围。新技术如低速输送(密相)、扩径管道等正变得越来越有竞争力和吸引力.

气力输送具有以下优点:

(a)大部分物料的输送环境都较清洁。
(b)系统简单,仅需要压缩空气源,喂料装置,输送管道和使输送气体和物料分离的受料器。
(c)通过增加弯头能够灵活的改变流动方向。
(d)在工厂内能将物料分散输送至许多不同的区域,也可以从几个不同的地方集中到一起。
(e)较低的维护和人工费用。
(f)多种使用---单一管道可用作不同的管道输送。
(g)很好的安全性,密闭的流动管道用来输送贵重的物料(如:钻石矿石、货币)。
(h)容易实现气力输送系统的自动控制,能够连续监测物料输送量来检查输入量和输出量。

1. 气力输送的形式

气力输送系统可分类为不同的流动型式,其中两种主要型式是:(a) 稀相输送和(b)密相输送每种流动型式可按物料与空气的流量比率大小分类,其比率也被称为“固气比”: µ=ms/mf   (1)许多稀相的运行范围为0<µ<15,而密相通常是µ>15。图1所示的是典型输送状态图。稀相输送可以被认为是一种完全的悬浮流,而密相输送通常被认为是非悬浮流。然而,如图1所示,许多不同种类的密相(非悬浮流)依靠散料的料性和流动性存在。密相输送同样也能被定义为输送物料完全填满管道截面的一种输送方式。稀相输送通常需要使用大量的高速气体。气流依靠升力和推动力以离散粒子的形式携带着物料。参考图1中所述的“悬浮流”,稀相系统通常是最为被广泛应用的气力输送系统。由于稀相系统设计的相对简单性,它们同时也被频繁的应用在工业领域。输送气体的速度减少到比保持粒子悬浮状态的临界值更小时,导致物料在输送管道的横截面形成不均匀的分布。临界气体速度被称为是水平输送的跳跃速度,垂直输送时堵塞。当水平管道中的物料表面气体速度低于突变速度时,输送将会以低流量通过管道横截面的上部,在管道的剩余部分以高浓度低速度的形式填充。有时沿管道的横截面会被填满,而有时只是部分被填满.



图1 气力输送流动状态


密相输送模式会在稳定的沙丘状流动到低速栓流间变化(如图1),取决于气体速度、料性、输送量、管道

粗糙度和直径。


图 2 气力输送速度和压降关系图 


2. 气力输送系统

实际应用中, 按照气力驱动形式可以分为负压和正压气力输送, 在这两种输送系统中, 根据流动状态图再区
分分为稀相, 密相和流化态输送系统. 除此之外, 根据喂料不同分为连续和批次输送. 在高压密相输送技术
中常采用批次的压力罐进行高压输送, 同时, 可以组合两个压力罐设计达到连续的输送.
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