浅谈不同固体物质气力输送方式的选择

王 帅 郑建明

（1.中石油吉林化工工程有限公司 吉林吉林 132000 2.吉林化工学院 吉林吉林 132000）

1 绪论

1.1 气力输送系统

气力输送，顾名思义是利用管道中空气压力（能量）使管道内的物料按既定路径实现连续输送。气力输送系统根据结构和构造的不同又可分为多种类型，但一般都由物料供应装置、输送管道、物料分离、气体动力源等四个部分组成。

1.2 气力输送系统的组成

整体来讲，系统主要由物料供给系统、物料输送系统、集料系统、动力及其控制系统等几个部分构成。其作用在于确保物料能够连续、均匀地进入输送管道中，其结构主要由粉状物料缓冲漏斗、放料插板阀、旋流物料供给阀以及给料器等几部分构成。由于输送管内存在的负压，系统可以自吸进料，因此给料器通常采用L型或V型结构，而压送式系统的给料器相对比较复杂，大多采用船型给料器或利用仓泵输送。

输料系统主要由输送直管、弯管、吸气口、吹扫口等组成，其中输送管的布置对整个输送系统的压力损失及其运行的连续性和稳定性影响较大。

集料系统的作用主要在于使气料分离，粉状物料集中收集处理，系统构成部分主要有粉料收集装置、卸料控制阀、粉料存贮装置等。

1.3 气力输送的特点

气力输送不仅用于输送粉状、粒状和纤维状物料，如磷矿粉、煤粉、水泥、聚乙烯、聚丙烯、谷物、棉花等，还可以用于输送粒度小于350mm的块状物料。气力输送系统的主要特点如下：

（1）物料在密闭管道中输送，不会对环境造成粉尘污染，同时物料也不会受环境影响从而导致物料受潮等，可使输送物料的品质得到有效保障。

（2）输送路线的布置比较灵活，对于复杂的地形，以及在老厂改造中对拥挤的厂房，输送管道布置的适应性和灵活性较明显。

（3）物料输送过程中能够实现与多种生产工艺过程联动。如输送物料的同时实现物料的加热、冷却、干燥、净化等。

（4）机械传动结构简单，易损件少，操作方便。

（5）系统可实现定量物料输送，有利于生产过程调度和管理。

（6）能进行长距离分散或集中输送。

（7）采用惰性气体保护方式实现化学性质不稳定的物料输送。

以气力为介质的输送方式也存在缺点和不足，主要有：

（1）由于输送介质的缘故会造成动力损耗比较大。

（2）输送介质和输送物料直接接触的构件磨损比较大，尤其在输送磨损性大的物料时，磨损更严重。

（3）对输送的物料限制条件较高，如对脆性物料，如因破碎将会导致物料质量等级下降或不合格的则不能采用气力输送；对于粘性较大的物料以及易吸湿或受潮结块的物料，由于在输送过程中结块物料易造成堵管，所以不建议采用；对于磨损性大的物料，因其易造成输送管路损坏，所以应慎用；对易氧化的物料应采用惰性气体作为介质，形成保护方式输送；而对于块度大于50mm及密度大的物料，不宜采用[1]。

2 气力输送基本形式

2.1 正压输送系统

正压输送，有些学者也称压送式气力输送，是指系统在高于标准大气压的正压状态下工作。压缩气体与物料混合后，在正压气体压力作用下，沿输料管道输送至卸料处，通过分离器实现固气分离，物料进入料仓，传输介质经净化处理后排放或回收循环利用。

压送式气力输送系统具有以下特点：

（1）适宜一对多分散输送；

（2）适宜长距离物料输送以及规模较大的输送需求；

（3）分离装置和除尘装置的构造较简单，物料易从排料口排出；

（4）可以方便地检测漏气，以便及时处理；

（5）由于带粉尘气体对风机的磨损少，使用寿命长。

压送式气力输送方式的缺点是装置相对较复杂，尤其是被输送的物料从标准气压状态下加入高压输送管路时难度较大。

压送式气力输送根据压力不同可分为低压式、中压式和高压室三种。输送介质的最大表压不超过50kPa的为低压输送。此时，由于压损下，气体密度变化不大，输送过程可以认为是一个等容过程，从而无须考虑空气密度的变化。表压在0.05～0.1MPa范围输送时为中压输送。此时空气密度变化小，计算中可不考虑气体密度的变化。压力超过0.1MPa的压力输送，就不能忽略气体密度的变化，此时应该按照等温过程处理[2]。

正压稀相输送系统：

正压稀相气力输送系统是利用低于1kg/cm2的气体压力，采用正压使物料通过输送管路，这种输送方式又称为低压高速传输系统，其具有较高的气体-物料比。

采用罗茨鼓风机作为动力源，利用空气或氮气作为输送介质，物料以较高的速度在管道中呈分散悬浮的状态，输送距离长，系统的输送起始端约有10m/s的加速度，在末端可达30m/s的高速，因此气流输送速度高。输送管路起始端气体压力一般低于0.06MPa，而末端则与标准大气压接近。

正压稀相输送的特点：可以从低处一个作业点向多个作业点进行物料输送；输送量较大，适用于短距离或中距离的输送。

1.2.1 不同溶剂的提取 精密称取适量过筛的黄连粗粉100 g 3份，分别用适量的水、50%乙醇、无水乙醇在70℃下超声提取1 h，再用相应的溶剂配成1 g／mL 的药剂。

正压密相输送系统：

正压浓相气力输送系统的合理输送距离为50～1500m，其中提升高度可以达到75m，小时输送能力可达100t/h，输送的物料温度范围-20～450℃。

系统灰气比高：30～60kg（固）/kg（气）；流速低：初速度 3～6m/s，末速度12～18m/s，平均流速8～12m/s；磨损小：输送管道选用普通无缝钢管；寿命长。

（1）输送的物料为散装介质，输送时无需包装、卸袋，工艺操作效率高，运行费用低。

（2）设备构成简单，设备的投资少；占地面积小，因此能够充分利用现有空间。

（3）输送时不需要太多的操作人员，可实现过程全自动化控制，人工成本费用低。

（4）输送系统采用管道形式，布置灵活。

（5）可以避免物料吸湿受潮、污损并避免混入杂物，输送物料的质量有保障。

（6）输送过程中，破碎、筛分、干燥、冷却等可同步实现。

（7）可以实现由多个作业点集中送往一个作业点，或由一个作业点输送至多个作业点的远距操纵。

2.2 负压输送系统

负压输送系统又称吸入式气力输送，依靠压力低于标准大气压（101.325kPa）的空气流，将物料沿着管路进行输送。在工程设计中负压气力输送由如下特点：

（1）适用于多作业点向一个作业点集中输送物料。将分散在多个作业点的物料实现吸引输送，各作业点同时进行吸引时，可使压力和吸气速度保持相对平衡。

（2）对于堆积面广，或装在低处、深处的物料输送至高料位，有其特殊的方便之处。如装卸散存物料，吸送货车、船仓内的散装粉粒物料。

（3）料罐或料斗下部空间不足，无法安设供料器时，此时适宜采用吸送式传输系统。

（4）给料点扬尘较小或不产生扬尘，因此给料点可以采用敞开式。

（5）供料器的组成结构远比压送式传送方式简单。

（6）由于是吸送，风机中如有油分或者水分不会混入物料，这对食品类物料的输送很有利。

（7）由于负压吸送，物料不会从输送管道产生泄漏。

吸入式气力输送系统的主要缺点是输送距离不宜过长，因为随着输送距离的增加，沿程阻力将会不断增大，此时需要增加真空度，这将会造成空气稀薄，管路的携带能力将降低。一般情况下真空度不宜超过-50～-60kPa（即0.5～0.6个标准大气压）。由于尾气需要通过鼓风机叶轮，除尘器效果不好时将会导致叶轮磨损较快，故对尾气除尘要求严格。

可根据不同抽气量和不同真空度，选用通风机、鼓风机、罗茨风机、水循环真空泵、往复式深空泵或喷射泵等作为吸送抽气的风动设备。

3 结论

本文结合工程实践项目设计，对多种风送型式的选择进行了总结归纳，对于类似物料传送工程项目具有参考价值。