粉体气力输送工艺的相关问题
张晓翔1003012001 10级粉体2班摘要：随着颗粒流体力学理论研究的不断深入和多相流技术的发展，气力输送技术越来越多的别广泛适用于众多行业的干燥粉状物料的输送。

与机械输送方式相比，气力输送具有适应范围广、布置灵活、对环境无污染、占地面积小、维修简单等突出的优势。

另外气力输送能力强、输送距离长，可满足物料的大规模、超长距离输送等要求。

关键词：粉体气力输送工艺
正文：一、气力输送系统
一套气力输送系统由四个明显的区域组成，每个部分均需仔细匹配的特殊设备用以获得成功的输送系统。

这些区域包括：
（a）供应输送气体的原动力机械；
（b）将物料喂入管道并于输送气体混合的装置；
（c）输送区域；
（d）气固分离区域；
种类广泛的压缩机、通风机和鼓风机可用于输送气体的供应。

原动力机械通常是气力输送系统的投资和运行费用中最昂贵的单体设备。

有关气力输送系统的设计需要确认所需气体流量和压力，是正压还是负压，保证输送的可靠和有效。

为了确保有效的设计，有必要了解管道内流动的压缩空气基本原理，连同一些特殊设备要求，比如气体干机、冷却机、滤油器等。

气力输送时，物料和输送气体的状态较为关键。

输送系统问题的产生主要是由于喂料装置特性和原动力机械与（或）管道输送特性之间的不匹配而引起的，。

将物料伟如管道的主要问题在于喂料装置通常面临管道与储料仓之间存在压差。

它们均能连续运行，并能控制物料进入管道的流量。

用来将物料导入真空气力输送系统。

传统的旋转喂料器适用于喂料仓与管道间的最高压差在80Kpa或100Kpa时的场合（取决于阀体的设计）。

旋转喂料器的主要问题是由于阀体的空气泄漏而导致物料难以填充转资格腔。

正确的下料装置能防止这些问题，同时也要看处理物料的料性。

为给定的产量选择合适尺寸的旋转喂料器是最基本的，不合适尺寸的旋转喂料器会引起气体泄漏从而导致下料困难并使管道内气体流动不稳定。

新式的旋转喂料器能够承受300KPA的压力。

这些阀特别适用于密相低速的输送场合。

文丘里喂料器的压力在喉部是降低的，连同重力在一起。

促使物料进入输送管道。

这种类型的喂料器仅仅适用于压力约为10—20kPag的低压供气。

一些系统中的螺旋喂料器能够用来连续喂料到压力上限为250kPag的输送管道。

螺旋喂料器的动力要求是很高的，对某些物料的破碎也是一个问题。

许多用于正压系统的喂料装置同样适用于负压系统。

一套负压系统独特的喂料装置是吸嘴，它有许多不同形式。

对于细粉主要导入辅助空气稀释物料防止管道的堵塞。

这些吸嘴是由同心管道组成的；内管用来输送气固混合体，外管确保粒子良好的带走。

由于在物料粒子间有足够的空隙允许气体通过，粗糙的粒子就能够被常规的末端开口的吸嘴“拾起”。

当物料喂入管道时，它们基本处于静止状态，需要采用大动量的输送介质来提高物料速度。

当物料的速度提升到最终或末端速度需要有一定的管道长度（通常是有足够长度的水平或垂直的直管段）。

一旦加速，物料就进入由管道、弯头、变径管、换向器等组成的输送区域。

管道材质的选择取决于诸如输送压力要求、物料磨损性和物料物理性质等因数。

由于弯头引起流动方向的改变，故而物料通过弯头时候将会减速。

弯头出口处有必要增设一再加速区域。

旋风分离器和袋式除尘器是普遍应用于管道末端气固分离的装置，它们通常安置于受料仓的顶部。

这些设备能够连续操作。

旋风分离器对于分离湿的或是无尘的粒料是很有必要的；纤维过滤系统对于分离含尘物料或细粉是必要的；而对于粒度分布较为宽广的物料来说，卸料到受料仓顶上安置的旋风分离器中并让含
尘气体通过过滤器；间隙运行的过滤器须由机械振动清扫，而脉冲反吹清扫对于连续运行是更为合适的。

二、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
（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”：
m*=m
s /m
f
(1)
然而，由于物料密度（ρ
s ）和堆积密度（ρ
b
）存在大量的变化，对于气力
输送系统的概括性定义或比较来说，难于采用m*。

虽然如此，许多稀相的运行范围为0＜m*＜15，而密相通常是m*＞15。

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，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。

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。

对于一些物料来说，在这些工况下输送将会导致巨大的力作用在管道上，使建筑物晃动，让输送变得极其嘈杂。

密相输送模式会在稳定的沙丘状流动到低速栓流间变化，取决于气体速度、料性、输送量、管道粗糙度和直径。

气力输送系统也可以按照提供气源的原动力机械的类型来分类。

例如：
（i）运行压力在-20Kpag到+20Kpag之间的风机系统（例如负压或者正压系统）；
（j）运行压力在-50Kpag到+100Kpag之间的风机系统；
（k）运行压力最高到300Kpag的单级压缩机；
（l）运行压力最高到800Kpag的高压压缩机。

三、气力输送优缺点：
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，密闭的流动通道（如：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工厂的输入量和输出量。

缺点：（a）相对较高的动力消耗，设备的磨损，尽管一些新技术（如：低速输送、扩径管道）正变得越来越有竞争力和吸引力。

（b）有限的输送距离，细粉的气力输送借助于扩管设计能够达到5000米的输送上限，如煤粉、飞灰和水泥。

尽管如此，大多数系统所需输送距离仅为几米到500米。

参考文献
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[2]陆厚根.粉体工程导论.同济大学出版社，1993
[3]张荣善.散料输送与储存.化学工业出版社，2000
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