全面了解气力输送系统:从技术到应用

2025-01-21

在经济持续快速增长的背景下,各行业在生产运输过程中产生的环境污染问题日益受到关注,特别是在水泥厂、制药厂和食品加工厂等行业,其运输的颗粒状和粉粒状物料更是成为了关注的焦点。正是在这样的环境下,气力输送技术逐渐得到了推广和应用。气力输送,作为一种采用密封式输送管道来输送物料的工艺,成功替代了传统的机械输送方式。

气力输送,本质上是一种通过压缩气流在管道内输送散体颗粒的物料搬运技术。这一技术不仅实现了散体物料的绿色、安全和便捷运输,还具有诸多优势,如无尘环保、线路灵活、多点配送、成本低廉、安全可靠以及易于自动控制等。正是这些显著优势,使得气力输送技术在多个领域得到了广泛应用。

气力输送系统是由动力源、供料装置、输送装置和分离装置四个核心部分组成。每个部分都需要特定的硬件设备来支持其功能。一个完整的气力输送过程,会依次经过动力源提供压缩气流、供料器供给物料颗粒、输送装置完成管道运输与分流以及分离装置将物料颗粒与气流分离等步骤。
气力输送系统构成示意图
在气力输送系统中,动力源是不可或缺的组成部分,它包括各种类型的压缩机、鼓风机、风扇以及真空泵等设备。设计时,必须确定能够确保可靠输送所需的气流和压力(正压或负压)。

供料装置是气力输送的关键环节之一。根据物料颗粒在不同区域内的运动特性,其内部区域可划分为混合区、加速区和稳定输送区。在混合区,固体颗粒被引入流动的气流中,发生动量变化。加速区则负责将固体颗粒加速至稳定流动状态。

气固分离装置用于将物料颗粒从气流中有效分离。选择合适的气固分离系统至关重要,它主要取决于固体颗粒的大小。旋风分离器因其几何结构简单、分离效果好、维护便捷和成本低廉而广泛应用于工业领域,用于从气体中分离灰尘或回收产品。

此外,气力输送系统还可以根据不同的输送实质进行分类。常见的气力输送类型包括筒式气力输送、稀相气力输送、浓相动压气力输送和浓相静压气力输送。筒式气力输送适用于不易悬浮且无法自成栓的成件货物,其应用范围相对较小。而稀相气力输送,也称为稀相动压输送,主要依靠高速空气的动能来运输物料,适用于短距离、干燥易流动且颗粒大小与质量较小的物料。
在浓相动压气力输送系统中,物料以密集状态在管道中依靠空气动能进行输送,且不会因物料密集而堵塞管道。此时,气流速度维持在815m/s的范围内。这种流动状态的气力输送装置主要包括高压压送式、高真空吸送式以及流态化气力输送装置。其中,前两者的料气比(即物料与空气的流量比值)范围为1520,而流态化气力输送装置,主要用于输送粉状物料,其料气比可达到200以上。

另一方面,浓相静压气力输送则依赖于空气的静压来输送密集且栓塞管道的物料。这种输送方式分为栓流和柱流两种类型。栓流气力输送通过预先切割料柱来提高输送速度、降低输送压力,从而增加物料的输送距离,是当前中距离输送中的最佳技术。而柱流气力输送则适用于短距离(30米以内)输送,其物料以密集状态接续不断地充满管道,形成料柱,但移动速度较慢,仅为0.2~2m/s。

此外,气力输送系统还可以根据其输送装置的类型进行分类。根据空气在管道中的压力状态,气力输送系统可分为正压式输送、负压式输送和混合输送三类。在正压式输送中,压缩机或鼓风机在输送系统前端产生压缩空气,形成管道起点与终点间的压差,从而推动物料向接料处输送。这种系统设计使得物料与空气在接料处自然分离,避免了风机磨损和物料破碎的问题,非常适合面粉厂等场所的产品输送。
负压式输送通常将真空泵安置于系统的尾部。在此系统中,由于周围环境压力高于管道内压力,真空泵所造成的负压差异会吸引空气与物料进入管道,之后它们会被送至分离器进行分离。空气经由分离器上部排出,进入除尘器进行净化处理;而物料则从分离器底部卸出。负压输送特别适用于从多处向一处集中输送物料,常用于白糖、豆类、米类等物料的运输。此外,由于输送气流的压力低于大气压力,水分更易蒸发,因此该系统对于含水分较多的物料输送更为适宜。同时,它还适用于船舶、火车等卸料场合,应用范围极为广泛。

另一方面,混合输送系统则结合了负压式和正压式的优势,通过在同一个输送系统中融合两种系统的特点来满足更复杂的输送需求。

总的来说,气力输送系统已广泛应用于现代化产业生产的多个领域,包括建材、化工、粮食、冶金、采矿、环保、轻工和能源等。当前,如何确保气力输送系统在满足生产需求的同时实现稳定运行、低速消耗和高效节能,已成为研究的重要方向。可以预见,随着技术的不断进步和应用领域的扩展,气力输送系统的前景将更加广阔。

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