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粉体长距离气力输送研究现状

2019-07-31
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1 长距离气力输送技术的研究现状

影响粉体长距离气力输送的两个关键因素是能耗和稳定性。能耗是粉体随输送气体在管道内运动的能量消耗,即压降;稳定性即输送过程的平稳性,输送不平稳将可能导致堵塞,使输送无法进行。因此研究粉体长距离气力输送,并保证输送的稳定性。

1.1能耗
能耗是气力输送过程中的动力消耗 (压降),降低能耗可使单位输送长度压降减小,延长输送距离。气力输送压降与很多因素有关,其中复杂多变的就是输送物料的性质。不同种类、粒径、水分的粉体气力输送规律不同,对于同一种粉体,粒度及分布、含水率是影响粉体流动性的主要因素。粒度越小,分布越宽,水分越高,其流动性越差,则气力输送越困难。

在长距离气力输送管内固粒的运动状态既有滚动又有悬浮,同时还发生固粒与固粒、固粒与壁面的碰撞,固粒旋转还产生举力,完全考虑这些问题是相当复杂的。因此很多研究者在试验的同时也借助数值D獾方法对气力输送机理进行研究。

1.2稳定性
长距离气力输送表观气速沿管道不断增加,气固两相流流型也随之变化。当输送气速下降到超出密相稳态的输送的边界时,就会形成不稳定的沙丘流,其特点是压力波动增强,继续降低输送气速,物料将沿管线堆积直至管道堵塞。因此,研究粉体气力输送的稳定性,使输送系统能够保持稳定的状态,对于实现长距离气力输送具有重要意义。

双套管气力输送系统最初是为了解决电力行业粉煤灰长距离输送的堵塞问题而设计的,其输送管道具有独特的结构,能保证在输送过程中管道不易堵塞,提高了粉体输送的安全性和可靠性。在输送管道内设置一有开孔的小管,开孔间距与输送物料有关。当输料管内的粉体堆积过高时,气流就会优先从小管内流动,并以较高气速从下一孔处喷出,冲刷堆积粉体的背风面,减少粉体堆积的高度和长度,从而保证粉体的正常输送。

粉体能够输送是因为在一定程度上它具有流动的特性,而之所以会堵塞管道是因为流动性较差而引起沉积造成的,因此粉体具有良好的流动性对输送稳定很重要。流态化是使固体颗粒层与通过其间的气体或液体相接触,从而转变为类似于流体的状态,达到有利于颗粒物料流动的工艺要求。

流态化仓泵就是利用流态化原理设计的一种有利于粉体长距离输送的供料装置。出料口位于流化板上部中央,仓泵本体充当混合室。仓泵工作时,下部室出来的压缩气体经流化板使输送粉体处于流化状态,输送粉体与空气在进入输送管道之前得到了充分混合,这样就消除了气固两相流进入管道的加速压损;另外,充分混合的流化状态,使粉体在输送气体中分布得比较均匀,减小了发生沉积堵塞的可能性,有利于粉体长距离输送。

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