正压密相输送系统凭借其低速、低磨损、高稳定性、密封性好的特点,在CPE(氯化聚乙烯)塑料粒子行业中逐渐成为主流的输送方式之一。
CPE作为高性能弹性体材料(常用于电线电缆、防水卷材、管材等领域),其颗粒对输送过程的完整性、洁净度、防潮性要求较高,而正压密相输送恰好能解决传统稀相输送(高速、高磨损、易破碎)或机械输送(易污染、能耗高)的痛点。
以下从应用场景、技术适配性、关键设计要点及实际价值等方面展开分析:
CPE粒子通常为白色至淡黄色圆柱状或球形颗粒,典型参数如下:
•特性:耐化学腐蚀、耐老化,但易吸潮(吸水后可能结块、降解)、表面硬度较高(长期摩擦易磨损设备)、静电敏感性(摩擦易积累静电,引发粉尘吸附或火花风险)。
其输送核心需求包括:
正压密相输送通过压缩气体(氮气或干燥空气)在管道内形成稳定压力差,推动物料以柱塞流/集团流形式低速移动(流速通常5-15m/s),料气比可达10-50:1(远高于稀相输送的5-10:1),与CPE的输送需求高度匹配:
干燥度:CPE吸潮性强(平衡吸湿率约0.3%),需使用干燥氮气(露点≤-40℃,露点越低越安全),避免水分导致粒子结块或水解(CPE在高温高湿环境下可能缓慢降解)。
清洁度:气体需过滤至0.1μm(精度≥99.9%),防止杂质混入污染CPE颗粒(尤其对医用/食品级CPE至关重要)。
无油:避免压缩气体含油(油污会附着在CPE表面,影响后续加工的粘结性或外观)。
料气比:根据CPE粒径、密度调整,常规粒径(2-5mm)建议料气比15-30:1;细粉型(<1mm)需降低料气比(10-15:1)以避免管道堵塞。
输送速度:控制在8-12m/s(关键!)。速度过低易导致粒子沉积堵塞;过高则加剧磨损和破碎。需通过实验(如PIV流场模拟)确定最佳流速。
压力等级:根据输送距离(L)和垂直高度(H)计算压损(ΔP≈ρgL+λ(L/D)(ρv²/2),其中ρ为CPE堆积密度,λ为摩擦阻力系数)。短距离(<100m)可选用0.2-0.3MPa表压;长距离(>300m)需0.4-0.6MPa。
发送罐(给料装置):
采用“双阀隔离+流化床”设计,确保连续稳定给料。底部流化板需选用多孔不锈钢(316L)或陶瓷材质(避免金属污染),流化气压≤0.1MPa(防止CPE过度粉碎)。
配备称重传感器(精度±0.5%),实现流量闭环控制(按需调节给料量,匹配挤出机等下游设备产能)。
输送管道:
材质:优先选用316L不锈钢(耐CPE轻微腐蚀,表面光滑减少挂料),或内壁抛光的镀锌钢管(成本更低,但需定期清理挂壁粒子)。
弯头设计:采用大曲率半径(R≥5D)的耐磨弯头(内壁堆焊碳化钨或陶瓷涂层),减少颗粒冲击磨损(CPE硬度约HV120-150,普通弯头易磨损)。
分离与除尘:
末端设置“旋风分离器+布袋除尘器”组合:旋风分离器(分离效率≥90%)回收大部分CPE颗粒,布袋除尘器(过滤精度0.5μm)捕集细粉,确保排放粉尘浓度<10mg/m³(符合环保要求)。
除尘后的尾气需经除湿+除油处理(如冷冻干燥机+活性炭吸附),再循环回压缩系统(降低氮气消耗)。
CPE颗粒摩擦易积累静电(电阻率约10¹²-10¹⁵Ω·m),需采取:
管道、设备接地(接地电阻≤10Ω);
管道内壁涂覆抗静电涂料(表面电阻率≤10⁹Ω);
发送罐顶部设置防爆阀(压力超限时泄放,防爆等级Ex d IIB T4 Gb)。
关键点安装传感器:
管道压力(监测压降异常,判断堵塞或泄漏);
料位计(发送罐料位,避免断料或溢料);
温度传感器(监测CPE是否因摩擦升温,一般控制在≤50℃);
湿度传感器(监测输送气体露点,异常时触发报警)。
定期维护:每月检查管道磨损情况(重点弯头),每季度清理除尘系统滤袋,每年进行气密性测试(泄漏率≤0.1mbar/s)。
提升产品质量:低破碎率(<0.5%)保证CPE粒子尺寸均匀,避免细粉影响挤出加工的流动性和产品力学性能(如拉伸强度、断裂伸长率)。
降低生产成本:料气比高减少氮气消耗(较稀相节省50%以上);低磨损延长管道/弯头寿命(维护周期从3个月延长至1年以上)。
改善车间环境:全密闭输送减少粉尘逸散,车间粉尘浓度可从传统的50-100mg/m³降至<10mg/m³,保障工人健康。
灵活适配多场景:可支持从存储仓到混料机、混料机到挤出机的跨楼层/跨车间长距离输送(最远可达1km),满足CPE规模化生产线的复杂布局需求。
正压密相输送是CPE塑料粒子行业的理想选择,其核心优势在于保护颗粒完整性、控制污染与吸潮、实现高效连续输送。实际应用中需重点关注气体干燥度、输送速度控制、管道耐磨设计及静电防爆,通过系统优化可显著提升生产效率和产品品质,是CPE生产企业技术升级的重要方向。