气力滑道在粉体输送中的运用

柏 勉,陈 娜

(1.中国建材国际工程集团有限公司，上海 200063；2.上海沪港建设咨询有限公司，上海 200232)

带式输送机和螺旋输送机是建材行业内广泛使用的一种输送粉体物料的机械设备。带式输送机输送粉体有输送能力大、输送距离远、经久耐用等优点，同时也具有密封效果差、输送沿程容易漏料等缺点。螺旋输送机则具备工艺布置灵活、横截面尺寸小、密封性能好等优点，但其缺点是输送能力小、输送距离短且由于自身构造原因，设备内部磨损较大，磨损下来的铁等杂质会带入原料中对玻璃质量造成不利影响。而气力滑道与带式输送机和螺旋输送机相比较，它具有全密闭输送无粉尘外溢、容易改变输送方向、输送能力较大和支持多点装料和卸料等优点。气力滑道是一种新型的粉体输送设备，现已在冶金、粮食、电力、医药、橡胶、建材等行业普遍使用。

目前，政府环保部门对各个行业环保要求越来越高，如何加强倒运设备的密封、减少粉体输送过程中的扬尘和损失已成为工艺设计中急需解决的问题。

1 气力滑道简介和工作原理

1.1 气力滑道简介

气力滑道是连续的气动输送设备[1]，其使用空气以流化状态将粉末向下输送至斜槽。它是密相运输，具有能耗低、生产成本低的特点，被广泛使用在输送干粉物料的运输中。在玻璃厂里可以用来输送硅砂干粉、纯碱等原料；在水泥厂中常用于输送水泥和生料粉；在粮食工厂里常用来输送面粉。

空气斜槽可输送粒径为5 mm或更小的非粘性粉状物料，它的流化状态基本上类似于流化床的流化状态。它由上下的两个U型槽组成。在上下槽体之间，具有耐腐蚀性、耐高温性和具有很好透气性的可渗透层。整个槽体呈一定的倾斜度排列，斜度一般为4到12度。

1.2 气力滑道的工作原理

气力滑道输送粉料时，粉料从进料口进入上槽体，风机从上向下从下槽体吹入压缩气体。压缩气体通过可渗透层使上槽体内的粉料流化。由于槽体从进料口到出料口向下倾斜，粉料则受重力作用从高到低流动，完成粉体输送，详见图1。

2 气力滑道的主要部件

气力滑道由两个密封的U形槽组成，上下U型槽在中间由透气层隔开。气力滑道中使用的动力源是空气，根据气压的大小，可分为高压气力滑道和低压气力滑道。高压滑道的压缩空气压力约为0.1～0.3 MPa，低压滑道风压仅需要3 kPa以下的压力。一般来说，离心风机可以满足粉料运输的需要，低压气力滑道使用更广。气力滑道的上部槽体用于输送粉状物料，下部槽体通入低压气体，滑道通常成4～12度倾斜角。风机的出风口通过钢管或金属软管连接到下部斜槽的进气口，其进气口配有过滤器，以过滤空气中的湿气和灰尘。透气层是用于支撑运输粉体并使空气均匀通过透气层以使粉料流化的主要部件[2]。为了确保透气层的安装是笔直的并且防止在吹入空气时透气层变得凸出，透气层的底部由金属丝网或薄穿孔钢板支撑。空气均匀地渗透到透气层中，以使运输的物料流化。如果空气分布不均匀，则物料的流化不均匀，会导致粉料的运输过程受到很大影响，所以选择良好的透气层材料十分重要。帆布透气层近年来被各国广泛采用，国内一般采用棉质21支纱帆布三层缝制，帆布下面用铁丝网或冲孔薄钢板衬托。帆布透气层优点是结构简单，价格便宜，不易损坏及维修较方便，它的主要缺点是耐热性能较差。国外透气层材质采用芳纶、涤纶等材质透气层，耐热性能好，一般耐温可以达到250～300 ℃，且抗拉强度高、使用寿命长。为了减少进料口下面透气层的磨损和冲击，一般在进料口下方设有进料溜板(进料滑板)，溜板起缓冲物料冲力的作用，物料通过溜板滑到透气层上[3]。

当输送线需要拐弯时可设置弯槽，需要分支时可设带有改向翻板的三通或四通闸门。通过手动、气动、电动或电液动闸门，可将物料输送至指定斜槽或储仓。

为适应操作的需要，可在适当地段设置截气阀，可以分段使用节省风量。在入料口之后每2～3 m处及支槽、弯槽和出料口处可设置透明观察窗，以便后期生产观察或维修使用。

为了使上槽内气体排出，一般在气力滑道机体尾部上方或分支器前设排气管介入收尘器系统，其排风量可按鼓风机的1.2～1.5倍来考虑，应使上槽内的气力压力处于零压或微负压状态。气力滑道主要部件见图2。

3 气力滑道的技术性能

输送粉料状态：干燥粉状或5 mm以下的粒料，水份低于1%，否则会引起粉料运输不畅、堵塞。

输送量：气力滑道的输送量受较多因素的影响，变化很大，根据理论计算，结合实际使用情况综合分析，总结出表1中相关数据供选用者参考。需要注意的是，气力滑道和其它输送机械不同，输送量过低，很多时候不能顺利输送。相反，适当增大料层厚度可提高物料气化均匀度，但应注意保持料层厚度一般为料道(上壳体)高度的1/4～1/3左右，且根据生产率选择合适的输送槽宽。料层过厚过薄都会对输送产生不利影响。

表1 气力滑道的技术参数(水泥行业)

输送斜度：气力滑道的布置形式为沿着物料的输送方向倾斜向下布置，斜度一般为4度～12度，应尽量采用较大的斜度，可提高输送效率。

耗气量与气压：根据斜槽的斜度与物料的形状特性，耗气量在1.5～3 m3/(m2透气层·min)之间变动，一般可按2 m3/(m2透气层·min)考虑。进风压力4～6 kPa，大规格长斜槽取偏大值，一般可按5 kPa考虑。

4 气力滑道在粉体输送中的应用

4.1 在水泥行业输送水泥和生料粉

在水泥工厂里，已大量使用气力滑道来输送水泥和生粉料。粉料可通过TDS斗式提升机提升到仓顶，由气力滑道分别送入若干储库；或者喂料仓或储库内的粉料通过气力滑道送入斗式提升机或其他设备。在干粉料输送工艺中，气力滑道已取代螺旋输送机和带式输送机。

4.2 在玻璃行业输送硅砂、纯碱、长石、芒硝等

在TFT玻璃厂的原料车间，已大量使用气力滑道来输送硅砂。由于TFT玻璃采用的硅砂为干粉料，水分一般控制在0.5%以下，粒度一般在0.2 mm以下。这种硅砂流动性较好，如采用带式输送机输送，由于皮带机密封不严，容易造成原料车间粉尘飞扬，操作环境污染严重；而采用螺旋输送机或其他输送设备，又不可避免造成设备内部螺杆等磨损严重(硅砂硬度大，磨蚀性强)，设备磨损带入的铁还会对TFT玻璃质量造成严重影响。故TFT玻璃厂的原料车间采用气力滑道来输送硅砂。气力滑道具有磨损少、易维护、耗电少、用材省、无噪音、密闭好、构造简单、操作安全可靠，同时易于改变料流方向，能多点进料和卸料等优点。工艺布置上也非常方便，工艺流程上可以通过气力滑道直接送入斗提机提升后，再经过仓顶气力滑道加三通或四通进入若干硅砂日仓储存待称量。同样，在药玻和高硼硅玻璃原料车间也可以使用斜槽来倒运硅砂。

玻璃厂所用纯碱一般为重碱，水分一般在0.5%以下，粒度一般在1 mm以下，容重为0.9～1.0 kg/m3。纯碱较轻，流动性也不错，跟上面硅砂一样，如果采用带式输送机输送粉尘较大，故也可采用气力滑道来输送。采用气力滑道来输送纯碱，需要根据纯碱输送量的大小来选用合适型号的气力滑道，滑道的角度一般采用8度。

玻璃厂所用的长石、芒硝为干细粉料。长石容重约为1.5 kg/m3，水分小于0.5%，粒度小于0.5 mm，流动性较好；芒硝容重约为1.0 kg/m3，水分小于0.5%，粒度小于1.0 mm，流动性较好。两者都可以通过气力滑道来输送进日仓。

根据玻璃厂原料的流动性、颗粒度、安息角、容重、水分等特性指标可以选择合适的输送设备，对于硅砂(干)、纯碱、长石、芒硝等干细粉料可以采用气力滑道输送，但对于硅砂(湿)、白云石颗粒料、石灰石颗粒料则不适合气力滑道输送，可以选用带式输送机、螺旋输送机或振动给料机输送。

4.3 在粮食行业输送面粉

气力滑道在面粉配粉和散装中已大量使用，它一般使用在面粉厂的配粉仓和散装发放仓下用于面粉出仓使用，这个工段面粉流化态较好，而且存在一定的落差，完全满足气力滑道的使用要求。原先使用圆管链条输送机，由于其输送能力小、转动部件多、易污染输送介质、故障率高，故逐步被气力滑道所取代。

5 气力滑道的性能影响因素

5.1 输送滑道的斜度

输送滑道的斜度是槽内物料流动的必要条件之一。滑道的斜度的大小取决于物料特性、状态、工艺布置等。

5.2 输送滑道的输送能力

输送滑道的输送能力受很多因素影响，其中主要的因素有滑道的宽度、斜度、风量及物料特性等。

5.3 输送滑道的空气消耗量

为使输送滑道内物料经常处于流态化，需要送入一定的空气量。空气量的大小与物料特性、透气层的状况和滑道的斜度等因素相关。

5.4 输送滑道的风压

输送滑道的风压需要考虑克服透气层阻力、物料摩擦阻力及输送风管的阻力等。

5.5 输送滑道的风机

气力滑道用鼓风机的规格一般按照需要风量的风压选取。

6 气力滑道的操作注意事项

气力滑道在操作使用时，应注意以下几点[4]：

1)气力滑道投入使用前应进行仔细检查,注意各密封处是否合乎要求，防止透气层及槽体漏风。

2)开车时，关上进风阀，启动后根据需要逐步打开进风阀。根据输送物料的要求，调节好下槽截止阀，然后开始下料。

3)下料后，应经常通过观察门观察物料流动情况，结合测压参数，调节好进风量。

4)停车时，应停止喂料，逐渐关小进风量。待气力滑道内物料卸完后2～3 min再停止鼓风机。

5)严防被输送物料中夹杂大颗粒及杂物。

6)对输送物料的水分要严格控制。特别是在雨季，如果物料水分变大，物料在气力滑道内流化不良，流动性差，则容易造成堵塞。对鼓风机鼓入的空气也要求清洁、干燥。

7 结 论

气力滑道近年来发展很快，国产的气力滑道也在不断完善、不断改进，现在已广泛应用于建材、粮食、电力、医药、橡胶等行业。由于其密封性好、可多点下料、故障率少、输送量较大等优越的性能，得到了很多使用企业的好评。随着国内环保对各个行业粉尘排放要求日益严格的趋势，粉体倒运输送设备也在朝着全密封、智能化、精细化方向发展，气力滑道必将得到更广泛的应用。