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為什麽氣力輸送暫時不能用於遠距離輸送 ?

文章出處 :自寫人氣 : 發表時間 :2018-08-03 17:49

氣力輸送作為散裝物料的輸送在國外應用已經有100多年的曆史 ,因為其與常規機械輸運和車輛輸運相比 ,具有輸送效率高 、設備結構簡單 、維護管理方便 、易於實現自動化及有利於環境保護等許多獨特的優點 。所以它廣泛應用到火電 、鋼鐵冶煉和水泥等行業的裝卸貯運及粉體工程的單元操作中 。其次 ,隨著國家對環保要求的越發嚴格 ,改善工業粉塵汙染的現狀將極大地推動氣力輸送行業的不斷發展 。

氣力輸送從出現到廣泛應用 ,經曆了從稀相到密相的研究轉變 ,促進了氣力輸送的不斷發展 。就當今國內外對粉體氣力輸送的研究而言 ,大多仍集中於較短距離的密相氣力輸送 ,主要是為了解決工廠內部或工廠間的近距離氣力輸送問題 ,而對於長達數十公裏的遠距離氣力輸送係統 ,如電廠除灰的氣力輸送係統 ,由於技術限製 ,常采用多級接力或係統串聯的方式來實現 。但在現場條件受限或征地困難的情況下 ,實現遠距離氣力輸送仍比較困難 ,影響粉體遠距離氣力輸送的兩個關鍵因素是能耗和穩定性 。那下麵來著重談下這二個點 。

氣力輸送示意圖

1 、能耗

能耗是氣力輸送過程中的動力消耗(壓降) ,降低能耗可使單位輸送長度壓降減小 ,延長輸送距離 。氣力輸送壓降與很多因素有關 ,其中複雜多變的就是輸送物料的性質 。不同種類 、粒徑 、水分的粉體氣力輸送規律不同 ,對於同一種粉體 ,粒度及分布 、含水率是影響粉體流動性的主要因素 。粒度越小 ,分布越寬 ,水分越高 ,其流動性越差 ,則氣力輸送越困難 。

在遠距離氣力輸送管內固粒的運動狀態既有滾動又有懸浮 ,同時還發生固粒與固粒 、固粒與壁麵的碰撞 ,固粒旋轉還產生舉力 ,完全考慮這些問題是相當複雜的 。

2 、穩定

遠距離氣力輸送表觀氣速沿管道不斷增加 ,氣固兩相流流型也隨之變化 。當輸送氣速下降到超出密相穩態的輸送的邊界時 ,就會形成不穩定的沙丘流 ,其特點是壓力波動增強 ,繼續降低輸送氣速 ,物料將沿管線堆積直至管道堵塞 。因此 ,研究粉體氣力輸送的穩定性 ,使輸送係統能夠保持穩定的狀態 ,對於實現遠距離氣力輸送具有重要意義。

雙套管氣力輸送係統起初是為了解決電力行業粉煤灰遠距離輸送的堵塞問題而設計的 ,其輸送管道具有獨特的結構 ,能保證在輸送過程中管道不易堵塞 ,提高了粉體輸送的安全性和可靠性 。在輸送管道內設置一有開孔的小管 ,開孔間距與輸送物料有關 。當輸料管內的粉體堆積過高時 ,氣流就會優先從小管內流動 ,並以較高氣速從下一孔處噴出 ,衝刷堆積粉體的背風麵 ,減少粉體堆積的高度和長度 ,從而保證粉體的正常輸送 。

粉體能夠輸送是因為在一定程度上它具有流動的特性 ,而之所以會堵塞管道是因為流動性較差而引起沉積造成的 ,因此粉體具有良好的流動性對輸送穩定很重要 。流態化是使固體顆粒層與通過其間的氣體或液體相接觸 ,從而轉變為類似於流體的狀態 ,達到有利於顆粒物料流動的工藝要求 。

流態化倉泵就是利用流態化原理設計的一種有利於粉體遠距離輸送的供料裝置 。出料口位於流化板上部中央 ,倉泵本體充當混合室 。倉泵工作時 ,下部室出來的壓縮氣體經流化板使輸送粉體處於流化狀態 ,輸送粉體與空氣在進入輸送管道之前得到了充分混合 ,這樣就消除了氣固兩相流進入管道的加速壓損;另外 ,充分混合的流化狀態 ,使粉體在輸送氣體中分布得比較均勻 ,減小了發生沉積堵塞的可能性 ,有利於粉體遠距離輸送 。

對遠距離輸送的需求越來越大 ,因此需要對遠距離粉體氣力輸送進行專門研究 。解決粉體遠距離氣力輸送需要從輸送過程能耗和穩定性兩方麵綜合考慮 ,既要達到輸送的壓力需求 ,又要保障輸送不堵塞 。無論是降低輸送過程的能耗 ,還是保證輸送過程平穩不堵塞 ,都應對管道內的氣固兩相流動機理和管道內的摩擦特性進行深入研究 。

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