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物料性能對氣力輸送特性的影響
編輯 : 時間 : 2018-02-23 15:30 瀏覽量 : 654

物料特性如粒度、密度、脆性、硬度等對氣力輸送效果有很大影響。物料特性包括粒子特性和散料特性。

近年來,氣力輸送系統在電力、化工、建材、鋼鐵、食品等行業的應用日趨廣泛,正在逐漸成為一種較為通用的輸運手段,以往氣力輸送裝置的使用過程中,大部分采用稀相懸浮流的輸送方式,以確保輸送的可靠性為主要目的,但是這種輸送方式明顯存在耗能高、輸送效率低、磨損嚴重、輸送流量控制精度低等缺陷。為了克服這些弊端,能耗低、固氣比大、氣固分離量小、性能更優越的濃相氣力輸送技術引起了研究人員的極大興趣。

隨著濃相氣力輸送技術的廣泛應用,其影響因素成為研究的又一焦點。影響濃相氣力輸送的因素很多也很復雜,主要有輸送物料料性、輸送管道特征(長度、傾斜角度、彎頭等)、輸送壓力等。通過研究發現,物料料性對濃相氣力輸送特性的影響至關重要。在濃相中這種影響來自料群團的性能或流動行為,其涉及范圍廣且影響大。

粉粒狀物料或散料的特性對其氣力輸送的成功和能夠達到的效果有很大的影響。不同種類物料的特性不同,而同一種類的物料也不一定具有相同的氣力輸送特性,例如不同粒徑的同一種粉料,其氣力輸送行為可以完全不一樣。所謂輸送特性是在物料質量流量對空氣質量流量的坐標圖上,由等輸送管壓降線和等固氣比線在物料的輸送能力范圍內建立起來的。其中,等輸送管壓降線很重要,對給定的管道,壓降線和形狀、斜率和量值,可以隨物料種類不同而有很大的變化。

粉體氣力輸送系統

1.散料特性

散料是由大量單個粒子組成,這些粒子常常是大小不同、形狀各異的,甚至可能是不同的化學成分。每個粒子又為自由空間或間隙包圍,因而可以將散料看成是粒子與空間的無規律組合。在氣力輸送時,空間為輸送氣流(多數是空氣) 所占據,于是這些粒子同包圍它們的氣流之間的關系,就決定了散料的行為和它的“氣力輸送特性”。散料的有些性能與單個粒子有關,但更多的則是與物料的散裝(堆積) 狀態有關,在堆積狀態下的整體物料性能稱之為“散料特性”。

2.堆積密度

堆積密度是散料質量除以該散料所占體積的值。既然散料是由許多無規律集合的物料粒子組成,包含粒子的體積和粒子間的空隙,因此它具有的是表觀堆積密度,取決于粒子密度、形狀、粒子裝填方法和粒子彼此的配位。對于一特定散料、堆積密度并不具有單一數值。它隨物料的密集程度有很大變化,也與粒子裝填于容器的方法有關系,通常更為恰當的是提供堆積密度的范圍而不是單一值。在作任何散料堆積密度測量時,試驗條件應模擬或盡量接近實際情況。

設計氣力輸送系統時,堆積密度的數據對確定以下一些重要參數是必不可少的,這包括:

①從給料機得到的大致排料量;

②已知容積的供料或下料倉中大致的散料質量;

③要求貯存一定質量散料的料斗或料倉的大致容積。

3.可壓縮性

堆積密度可以看作是散料堆積狀態(即從松散到壓實) 的函數,因而也是透氣性的函數。特別對高濃度低速度的氣力輸送,散料的可壓縮性和透氣性決定了散料存氣的難易程度,以及流過移動料床或料栓的氣體怎樣對散料起作用。

4.黏性

黏性有兩種形式,即黏附性和黏聚性,前者是指不同實體的連結,如粉料粒子黏附在處理裝置、管道或倉壁表面上,后者是指相同實體的連結,如散料粒子的結塊成團。氣力輸送時,散料與管壁間除有黏附力外,氣流還會產生使黏附層脫離壁面的分離力。

僅當黏附力大于分離力時,管壁上才會出現黏附層,這種情況與散料特性、管材和管壁特征以及氣速等有關。通常,對于極細粉料,因表面水分而產生黏性或帶電荷的散料,輸送氣速越大,對壁面壓力就增加,使黏附力增大, 只有氣速超過其臨界點后,才不再產生黏附。

5.吸濕性、潮解性和含水量

散料具有吸濕性就容易吸水結塊、黏附管壁甚至引起堵塞,有機物料則更因吸水多而變質腐敗。如塑料粉末、化肥、水泥、粉煤灰等都能從空氣中吸收大量濕氣。

如果散料不僅容易吸濕并且還會潮解則情況就更嚴重。因此必須采用充分干燥的空氣作為輸送介質,同時還要注意散料本身的含水量。散料可以采用氣力輸送的最高含水量,隨物料種類和輸送方法不同而異。通常,由真空吸送的散料可以比采用壓送的含水量高一些。當然,散料因含濕也會帶來一定的好處,即揚塵少,可抑制靜電積累和粉塵爆炸。

雖然氣力輸送在工業中已廣泛應用了數十年,尤其在應用密相氣力輸送技術后有了更長足的發展。但是,人們迄今不得不主要依靠對某種散料在全尺度實驗臺上進行氣力輸送試驗,來判定該散料是否可以密相輸送和何種流動模式。因此,研究散料處理最有前途的課題之一是,要求能夠通過對料性試驗數據分析來預測粉粒料是否可采用密相氣力輸送及其流動模式。人們在試驗桌上對物料進行各項參數的測定,將得到的數值與實際全尺度試驗結果關聯起來,或者根據已有的運轉經驗來推斷。總之,研究工作仍在深入,并逐步認識到確定散料密相氣力輸送的可輸送性取決于物料性能, 主要參數包括:粒徑和粒徑分布、形狀、粒子和堆積密度、透氣性系數、流動能力、黏聚性。


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