食用盐的浓相气力输送试验研究

刘剑飞 陈留平

（中盐金坛盐化有限责任公司，江苏 金坛 213200）

食用盐的浓相气力输送试验研究

刘剑飞 陈留平

（中盐金坛盐化有限责任公司，江苏 金坛 213200）

针对食用盐颗粒的特性，通过浓相气力输送实验装置，研究了不同管内流速对食用盐颗粒破碎的影响，结果表明：流速越大，破碎率越高。采用伴吹管道和浓相稳定器，可以有效地降低破碎率。

食用盐 浓相气力输送 破碎率

精制食盐在输送的过程中为了防止异物的混入，在输送距离不远而提升高度又比较高时，采用气力输送方式。气力输送方式有着其他机械输送方式无可比拟的优点，如：输送无污染，输送能力大，工艺布置简单，可以实现从一处向多处输送等。但是精制食盐呈颗粒状，流化性差，堆积密度大，气力输送系统存在易堵塞和破碎率高的问题，要从根本上解决这些问题，就必须对精制食盐的物料性质作深入的分析研究，同时根据物料性质的特点对精制食盐在管道内的输送特性反复地进行实验研究。

输送过程中精制食盐的破碎主要是由于冲击或者剪切应力的作用。如果采用稀相输送，输送流速较大，动压较大，冲击是气力输送过程中物料产生破碎的主要因素。对于浓相输送，在输送系统已定的情况下，输送物料以栓状或者沙丘流的方式运动，物料与管壁的摩擦以及物料在弯管处的冲击是导致物料破碎的主要因素。除此之外，固气比、弯管结构、输送管路长度以及物料颗粒强度对破碎率也有着重要影响。总的来讲，降低物料在管道内的流速是有效降低物料破碎率的主要手段。

本文主要研究以下问题：

（1）观察精制食盐在水平管道和垂直管道内的输送状态是否稳定；（2）如何采取有效的手段保证精制食盐在管道内输送时不发生堵塞；（3）在输送状态稳定的前提下，如何把用气量降至最少，使得精制食盐在管道内的流速降至最低，从而有效降低精制食盐在输送过程中的破碎率。

1 实验室气力输送系统的组成

2.1 物料特性及输送参数

物料名称：食用盐

堆积密度：1.2～1.3 t/m3

安息角：37°

物料温度：常温

物料粒度：0.15～0.85 mm

毒性：无

流动性：一般

腐蚀性：有（Cl-腐蚀和氧腐蚀）

静电性：有

粉尘： 有

空压机气量：10.4 Nm3/min

空压机压力：700 kPa

储气罐：3 m3

布袋除尘器面积：20 m2

输送泵型号：RPD12/8/4 （12为输送泵容积，12立方英尺 , 约0.34 m3；8为进料口圆顶阀公称直径，为8英寸，合200 mm ；4为输送管路公称直径，为4英寸，合计100 mm）

输送距离：172 m

输送高度：8 m

弯头个数：8个

提升次数：2次

2.2 实验室气力输送系统的组成

实验室气力输送系统主要设备包括：空压机；前置过滤器；冷干机；后置过滤器；储气罐；输送泵；输送管道；伴吹管道；浓相稳定器；布袋除尘器； PLC控制柜和上位机，见图1。

图1 实验室气力输送系统示意图

2.3 主要工艺和设备描述

人工把精制食盐加入缓冲仓内，缓冲仓下布置一台浓相输送泵，输送泵顶部安装一个手动插板阀和柔性节与缓冲仓相连，正常情况下，手动插板阀处于常开，它的主要作用是检修输送泵时隔断缓冲仓内的物料。系统运行时，浓相泵入口圆顶阀打开，精制食盐在重力的作用下落入浓相泵罐体内，在装料过程中罐体上的排气阀打开以使罐体内置换出的空气排出。当浓相泵内的料位开关指示装料完成后排气阀关闭。经过一个短暂的延时后浓相泵罐体填料完全完成，浓相泵入口圆顶阀和排气阀都关闭并密封后，出口圆顶阀打开，精制食盐进入钢制输送管线输送到指定接收仓。当精制食盐被送进接收仓后，会由于输送管路上输送压力的降低发出信号，使出口圆顶阀和输送空气阀关闭，输送循环结束。

输送系统接收仓属常压密封状态，在气流物料混合进入接收仓后空间扩大，气流气压突降，部分含尘气体随气流向仓顶扩散进入布袋除尘器后回收。接收顶部还应设置料仓保护装置508型真空压力释放阀，在除尘器排气不畅和温度变化不正常时，保护接收仓不受过量的正压和负压影响。

整个输送过程完全是自动化运行，操作人员可在上位机上对输送系统进行监控。

2.3.1 浓相输送泵的工作原理：

回到家里，一股无名火就上来了，其实也就是一种怨气。下面是空的，难道上面还不许往里塞东西吗？她就大嚼了一顿黄瓜，还啃了一堆野桃子，脖子一伸一缩的，被撑得不能动弹了。红琴仰面躺在木床上，屋子里异常地静谧，一只乌鸦在门口的树枝上栖息着，聒噪了两声，忽然展翅飞走了。它飞了一阵子，又落到了远处的田塍上。空旷的田野上，稻子刚刚收割掉，偶尔也有几只青蛙不甘寂寞地叫两声，打破这乡野独有的恬静。

浓相输送泵可串、并联，在PLC系统控制下，按程序自动工作，见图2：

图2 浓相输送泵的工作示意图

（1）控制系统检测到发送仓低料位或定时时间到，并且系统具备启动条件时，启动系统；

（2）入口圆顶阀打开，出口圆顶阀关闭，物料靠自重落入仓泵，落料的过程中排气阀打开，使仓泵排气保证落料的通畅；

（3）当仓泵高料位触发时，系统关闭排气阀，一定的延时后关闭入口圆顶阀，打开加压进气阀和出口圆顶阀，物料被送入输送管道开始输送；

（4）当仓泵压力降到设定值时，打开排气阀排气，系统准备执行下一个落料周期。

2.3.2 输送泵底部流化出口弯头

浓相输送泵底部均配有流化出口弯头，该出口弯头是由316 L不锈钢制成，厚度10 mm，出口角度为60°，配有3个流化进气口，能够保证从输送泵最底部流化物料，使得物料易于从输送泵内进入输送管道内，同时增加了出口弯头的使用寿命，见图3。

图3 输送泵底部流化出口弯头

2.3.3 浓相稳定器

图4 浓相稳定器示意图

2.3.4 控制系统工作描述

实验室采用西门子PLC S7-300加上位机结构，通过上位机实现对整个输送系统设备的监视、操作与控制，并确保其正常、可靠运行。

2.4 试验结果

表1为盐样2次与6次经过气力输送实验装置粒径磨损分析表。

表1 盐样2次与6次经过气力输送实验装置粒径磨损分析表

通过大量的试验，可以清楚地观察到以下现象：

（1） 精制食盐在重力作用下能够很顺畅地从缓冲仓内落入下方的输送泵内，落料时间很短。

（2）由于精制食盐堆积密度较大，呈颗粒状，在仓泵内流化效果较差，因此在出口弯头处再额外增加一套环形流化，防止压缩空气进入仓泵以后，精制食盐大量涌入管道内从而造成堵塞的现象。

（3）通过采用伴吹管道和浓相稳定器，可以有效地把用气量分配至输送管道内，可以观察到精制食盐从仓泵内全部进入管道后在水平管道内呈现沙丘状或者栓状流，用气量很低，流速很小，输送稳定，有效地减少了精制食盐对设备和管道的冲击，从而把破碎率降至最低。

（4）当精制食盐通过输送管道进入末端料仓后，随着管道内物料的减少，压力下降较快，瞬间流速增大，冲击增大，物料的破碎率增加，为避免这种情况出现，输送仓泵配气修改成半连续输送，也就是在当物料从仓泵内进入管道以后，不等管道清空，关闭出口阀，仓泵开始落料，当落满以后，出口阀打开，从而保证物料在管道内始终有一定的阻力，防止产生大量的冲击从而增加精制食盐的破碎率。操作界面见图5、6。

图5 压力输送曲线

图6 实验室上位机操作画面

3 结论

为了避免精制食盐在输送时发生堵塞和破碎，可以采取以下措施：

（1）增加伴吹管路和浓相稳定器，把总的用气量分配到输送管道上，把用气量降至最少，流速降至最低。

（2）弯头采用大半径曲率弯头，内壁进行抛光，减少精制食盐在通过弯头时的阻力。

（3）把输送泵配气修改成半连续输送，始终保持管道内有一定的阻力，防止管道清空时物料对末端设备产生较大的冲击从而增加精制食盐的破损率。

（4）在仓泵出口弯头上增加环形流化装置，避免压缩空气进入仓泵以后，精制食盐大量涌入管道内从而造成堵塞的现象。

Study on the dense-phase pneumatic conveying of the edible salt

LIU Jian-fei CHEN Liu-ping
(China Salt Jintan Co., Ltd., Jintan 213200, China)

Based on the physical and chemical properties of the edible salt, the article discussed the relationship between the different flow rate and crashed rate of edible salt in pneumatic conveying unit. Results indicated that the flow rate becomes faster, the broken rate becomes higher. The crashed rate could be decreased obviously due to the secondary blowing pipes and dense-phase stabilizer.

edible salt; dense-phase pneumatic conveying; crashed rate

刘剑飞（1965-），男，湖北人，高级工程师，从事盐化工的生产技术管理工作。