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氣力輸送已經(jīng)廣泛應(yīng)用于火電、鋼鐵冶煉和水泥等行業(yè)的裝卸貯運(yùn)及粉體工程的單元操作中。另外,隨著國(guó)家對(duì)要求的越發(fā)嚴(yán)格,改善工業(yè)粉塵污染的現(xiàn)狀將極大地推動(dòng)氣力輸送行業(yè)的不斷發(fā)展。
氣力輸送從出現(xiàn)到廣泛應(yīng)用,經(jīng)歷了從稀相到密相的研究轉(zhuǎn)變,促進(jìn)了氣力輸送的不斷發(fā)展。就當(dāng)今國(guó)內(nèi)外對(duì)粉體氣力輸送的研究而言,大多仍集中于較短距離的密相氣力輸送,主要是為了解決工廠內(nèi)部或工廠間的近距離氣力輸送問題,而對(duì)于長(zhǎng)達(dá)數(shù)十公里的長(zhǎng)距離氣力輸送系統(tǒng),如電廠除灰的氣力輸送系統(tǒng),由于技術(shù)限制,常采用多級(jí)接力或系統(tǒng)串聯(lián)的方式來實(shí)現(xiàn)。但在現(xiàn)場(chǎng)條件受限或征地困難的情況下,實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離氣力輸送仍比較困難,因此迫切需要長(zhǎng)距離氣力輸送新技術(shù)的研究開發(fā)。
長(zhǎng)距離氣力輸送技術(shù)的研究現(xiàn)狀
影響粉體長(zhǎng)距離氣力輸送的兩個(gè)關(guān)鍵因素是能耗和穩(wěn)定性。能耗是粉體隨輸送氣體在管道內(nèi)運(yùn)動(dòng)的能量消耗,即壓降;穩(wěn)定性即輸送過程的平穩(wěn)性,輸送不平穩(wěn)將可能導(dǎo)致堵塞,使輸送無法進(jìn)行。因此研究粉體長(zhǎng)距離氣力輸送,就是研究如何降低能耗,并保證輸送的穩(wěn)定性。
能耗
能耗是氣力輸送過程中的動(dòng)力消耗 (壓降),降低能耗可使單位輸送長(zhǎng)度壓降減小,延長(zhǎng)輸送距離。氣力輸送壓降與很多因素有關(guān),其中復(fù)雜多變的就是輸送物料的性質(zhì)。不同種類、粒徑、水分的粉體氣力輸送規(guī)律不同,對(duì)于同一種粉體,粒度及分布、含水率是影響粉體流動(dòng)性的主要因素。粒度越小,分布越寬,水分越高,其流動(dòng)性越差,則氣力輸送越困難。
在長(zhǎng)距離氣力輸送管內(nèi)固粒的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)既有滾動(dòng)又有懸浮,同時(shí)還發(fā)生固粒與固粒、固粒與壁面的碰撞,固粒旋轉(zhuǎn)還產(chǎn)生舉力,完全考慮這些問題是相當(dāng)復(fù)雜的。因此很多研究者在試驗(yàn)的同時(shí)也借助數(shù)值模擬的方法對(duì)氣力輸送機(jī)理進(jìn)行研究。
穩(wěn)定性
長(zhǎng)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(dāng)輸送氣速下降到超出密相穩(wěn)態(tài)的輸送的邊界時(shí),就會(huì)形成不穩(wěn)定的沙丘流,其特點(diǎn)是壓力波動(dòng)增強(qiáng),繼續(xù)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(wěn)定性,使輸送系統(tǒng)能夠保持穩(wěn)定的狀態(tài),對(duì)于實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離氣力輸送具有重要意義。
雙套管氣力輸送系統(tǒng)*初是為了解決電力行業(yè)粉煤灰長(zhǎng)距離輸送的堵塞問題而設(shè)計(jì)的,其輸送管道具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu),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(nèi)設(shè)置一有開孔的小管,開孔間距與輸送物料有關(guān)。當(dāng)輸料管內(nèi)的粉體堆積過高時(shí),氣流就會(huì)優(yōu)先從小管內(nèi)流動(dòng),并以較高氣速?gòu)南乱豢滋巼姵?,沖刷堆積粉體的背風(fēng)面,減少粉體堆積的高度和長(zhǎng)度,從而保證粉體的正常輸送。
粉體能夠輸送是因?yàn)樵谝欢ǔ潭壬纤哂辛鲃?dòng)的特性,而之所以會(huì)堵塞管道是因?yàn)榱鲃?dòng)性較差而引起沉積造成的,因此粉體具有良好的流動(dòng)性對(duì)輸送穩(wěn)定很重要。流態(tài)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(zhuǎn)變?yōu)轭愃朴诹黧w的狀態(tài),達(dá)到有利于顆粒物料流動(dòng)的工藝要求。
流態(tài)化倉(cāng)泵就是利用流態(tài)化原理設(shè)計(jì)的一種有利于粉體長(zhǎng)距離輸送的供料裝置。出料口位于流化板上部中央,倉(cāng)泵本體充當(dāng)混合室。倉(cāng)泵工作時(shí),下部室出來的壓縮氣體經(jīng)流化板使輸送粉體處于流化狀態(tài),輸送粉體與空氣在進(jìn)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(jìn)入管道的加速壓損;另外,充分混合的流化狀態(tài),使粉體在輸送氣體中分布得比較均勻,減小了發(fā)生沉積堵塞的可能性,有利于粉體長(zhǎng)距離輸送。
對(duì)長(zhǎng)距離輸送的需求越來越大,因此需要對(duì)長(zhǎng)距離粉體氣力輸送進(jìn)行專門研究。解決粉體長(zhǎng)距離氣力輸送需要從輸送過程能耗和穩(wěn)定性兩方面綜合考慮,既要達(dá)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(wěn)不堵塞,都應(yīng)對(duì)管道內(nèi)的氣固兩相流動(dòng)機(jī)理和管道內(nèi)的摩擦特性進(jìn)行深入研究。
氣力輸送設(shè)備具有防塵效果好;便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化,可減輕勞動(dòng)強(qiáng)度,節(jié)省人力;在輸送過程中,可以同時(shí)進(jìn)行多種工藝操作,如..
氣力輸送的主要特點(diǎn)是輸送量大,輸送距離長(zhǎng),輸送速度較高;能在一處裝料,然后在多處卸料。
氣體輸送設(shè)備在工業(yè)生產(chǎn)、環(huán)保、能源等領(lǐng)域中至關(guān)重要,種類繁多,具有高效、穩(wěn)定、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域,隨著科..
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