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密相氣力輸送在PVC粉體輸送上的應(yīng)用分析 |
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隨著現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模化、物流技術(shù)專業(yè)化的不斷發(fā)展以及人們對環(huán)境保護(hù)意識的不斷增強(qiáng),采用管道氣力輸送技術(shù)來方便安全、清潔密閉地輸送各種散裝粉料和顆粒料正愈來愈受到各行業(yè)的青睞。在PVC生產(chǎn)中,PVC粉體的輸送也普遍采用這種輸送技術(shù)。
通常管道氣力輸送技術(shù)分為正壓輸送和負(fù)壓輸送。由于正壓輸送比負(fù)壓輸送的能耗要低得多,因此一般情況之下,工業(yè)上通常采用正壓氣力輸送技術(shù),除非有特別的工藝要求才采用負(fù)壓輸送技術(shù)。而正壓氣力輸送又有密相和稀相之分,相應(yīng)的輸送系統(tǒng)一般有如下兩種形式:
稀相輸送:采用低壓、大流量的氣體以形成高速流體來實(shí)現(xiàn)短距離輸送物料。這種技術(shù)國內(nèi)的PVC生產(chǎn)企業(yè)普遍采用。
密相輸送:采用可控的、潔凈的高壓氣體以較低的流速來實(shí)現(xiàn)集團(tuán)流或者是柱塞狀物料輸送。這種技術(shù)國外于上世紀(jì)八十年代始于普及推廣,國內(nèi)PVC生產(chǎn)企業(yè)在近期的新建裝置上開始采用。歐洲、日本、美國的PVC行業(yè)氣力輸送普遍采用密相輸送。
1.PVC稀相輸送工藝
氣力輸送的基本理論告訴我們:氣力輸送的第一要務(wù)就是要盡最大可能地提高氣力輸送的固氣比(亦即盡量提高每一公斤空氣輸送多少公斤物料的比值Ψ=kg(物料)/kg(空氣),由于要遵循能量守恒定律,所以固氣比又和輸送的壓力損失成正比。稀相輸送的固氣比一般較低在3:1—8:1, 因此稀相氣力輸送壓力損失較小,大都以羅茨風(fēng)機(jī)或離心風(fēng)機(jī)為動力,羅茨風(fēng)機(jī)的壓力等級約為0.5—1bar,而離心風(fēng)機(jī)則更低,約為0.05—0.1bar。
典型的PVC正壓稀相輸送工藝流程:典型的正壓輸送工藝采用羅茨鼓風(fēng)機(jī)和旋轉(zhuǎn)閥進(jìn)行輸送。
流程簡述:貯存于PVC料倉的PVC粉料,通過旋轉(zhuǎn)閥均勻的被撥到噴射器與經(jīng)過羅茨鼓風(fēng)機(jī)加壓的空氣進(jìn)行混合?;旌虾蟮目諝馀cPVC粉料在壓差的推動下,經(jīng)過輸送管道輸送到PVC受料倉。帶有粉料的空氣經(jīng)過料倉頂部的布袋除塵器回收粉料后,潔凈空氣進(jìn)行排空。
2.PVC密相輸送工藝
相對于傳統(tǒng)的稀相氣力輸送技術(shù),近年來新建的PVC生產(chǎn)企業(yè)更樂于使用密相氣力輸送技術(shù)。這是基于:密相氣力輸送技術(shù)在理論上和實(shí)踐上全面實(shí)現(xiàn)了技術(shù)突破;同時當(dāng)今機(jī)電設(shè)備以及自控設(shè)備日趨完善;還有密相輸送比稀相輸送更為節(jié)能、環(huán)保等等。密相氣力輸送采用較高的固氣比,固氣比一般為30:1—50:1,超密相輸送甚至達(dá)到80:1—100:1。所以密相氣力輸送需要更高的輸送壓力,一般都采用壓縮空氣進(jìn)行輸送,壓縮空氣的壓力約為5—10bar。密相氣力輸送絕大多數(shù)采用倉泵進(jìn)行間歇式輸送,個別企業(yè)也采用旋轉(zhuǎn)閥連續(xù)輸送(類似于稀相輸送),但這種輸送方式對旋轉(zhuǎn)閥的氣密性要求相當(dāng)高,只能采用進(jìn)口設(shè)備,價格昂貴。
典型的密相氣力輸送工藝流程:該工藝采用下行式倉泵,結(jié)合美國專利技術(shù)——文丘里環(huán)隙補(bǔ)氣技術(shù)進(jìn)行物料輸送。流程簡述:貯存于PVC料倉的PVC粉料,通過三通閥進(jìn)入其中一個倉泵,當(dāng)料位計檢測到料位達(dá)到規(guī)定位置時,關(guān)閉進(jìn)料閥和排空閥。程序自動打開下進(jìn)氣閥門對管道進(jìn)行吹掃,然后打開倉泵出料閥以及上進(jìn)氣閥,PVC粉料經(jīng)過壓縮空氣加壓后進(jìn)入文丘里噴射器與下進(jìn)氣進(jìn)行混合,混合后的PVC粉料與空氣一道經(jīng)過輸送管道輸送到PVC受料倉,夾帶PVC粉料的空氣經(jīng)過倉頂布袋除塵器過濾后排空。倉泵輸送完畢后,出料閥與上、下進(jìn)氣閥門關(guān)閉,打開排空閥,重新進(jìn)料。然后倉泵進(jìn)行輸送。兩個倉泵交替進(jìn)行“進(jìn)料”與“輸送”,將PVC粉料源源不斷的輸送到目標(biāo)料倉。
3.兩種輸送工藝的比較
(1)設(shè)備配置比較
稀相氣力輸送技術(shù)大都以羅茨風(fēng)機(jī)為動力,羅茨風(fēng)機(jī)的壓力等級約為0.5—1bar。若要實(shí)現(xiàn)一定距離和一定數(shù)量的物料輸送,勢必要加大風(fēng)量、降低物料濃度,提高物料輸送速度來達(dá)到目的。故輸送管道管徑、閥門、除塵器等等配置就要比密相輸送的配置大得多。下面,將分別對于密相和稀相輸送PVC粉料的情況在設(shè)備配置方面作一比對。
主參數(shù):輸送PVC粉料;輸送量G=15t/h;水平輸送距離L=30米;垂直輸送距離L=20米;90度彎頭約為4個。
密相輸送技術(shù)當(dāng)量輸送距離約為:110米;固氣比40kg/kg。
稀相輸送距離當(dāng)量輸送距離約為:170米;固氣比8kg/kg。
(2)輸送品質(zhì)的比較
稀相輸送一般采用羅茨風(fēng)機(jī)和旋轉(zhuǎn)閥進(jìn)行物料輸送,濕度較大的空氣經(jīng)過加壓后會帶有油污和鐵銹等雜質(zhì),常常是在羅茨風(fēng)機(jī)出口加裝冷卻器和干燥器,但是往往因?yàn)轱L(fēng)機(jī)的壓力損失太大而作罷,從而影響所輸送物料的品質(zhì);密相氣力輸送采用壓縮空氣為動力,進(jìn)入壓縮機(jī)的空氣經(jīng)過精密的空氣濾芯除去固體雜質(zhì),壓縮后的空氣經(jīng)過冷干機(jī)出去油水后,還要經(jīng)過分子篩等干燥機(jī)進(jìn)一步除去水分,所得到的空氣潔凈而干燥。
稀相輸送所用的旋轉(zhuǎn)閥,因?yàn)榧庸ぞ鹊膯栴},PVC粉料往往會進(jìn)入轉(zhuǎn)子的端蓋和軸承,經(jīng)過長時間的研磨形成“塑化塊”,不但污染了產(chǎn)品,而且還造成設(shè)備頻繁檢修。密相氣力輸送全部采用靜設(shè)備,徹底解決了“塑化塊”問題。密相氣力輸送較多采用自動閥門,因PVC粉料沒有磨削性,所用閥門可以長周期穩(wěn)定的運(yùn)行。
稀相輸送因固氣比較低,用于輸送的空氣量較大,輸送速度快,末端速度達(dá)到30m/s。如果輸送速度太高,PVC粉料高速的與輸送管壁摩擦產(chǎn)生大量的熱,使PVC分解發(fā)黃,甚至熔融產(chǎn)生“拉絲”現(xiàn)象。密相氣力輸送因固氣比高,輸送速度較慢,末端速度不到18m/s,PVC與管壁摩擦產(chǎn)生的熱量自然很少,即使在夏天管壁的溫度也不太高。
(3)輸送距離的比較
由于阻力和速度的平方成正比,輸送速度提高勢必會造成阻力增大,因受羅茨風(fēng)機(jī)壓力余度所限,稀相氣力輸送的當(dāng)量距離一般不會超過200米,而密相輸送距離的當(dāng)量距離可達(dá)幾千米。這里要說明的是:正因?yàn)檩斔退俣瓤炝?,?dāng)量距離的折算也有所不同。例如彎頭的當(dāng)量距離在稀相輸送時是以10—50米來考量的,而密相輸送時則是以5—10米來考量的。
(4)對環(huán)境影響比較
稀相氣力輸送大都采用羅茨風(fēng)機(jī),其噪音污染一直是較難解決的問題。通常羅茨風(fēng)機(jī)的噪音超過90分貝,倘若要降低幾個分貝的噪音,就得犧牲寶貴的壓力為代價來增添進(jìn)口和出口消聲器。即使增加了消音器和隔音罩,羅茨風(fēng)機(jī)噪音也很難達(dá)到環(huán)保要求。密相氣力輸送采用空氣壓縮機(jī),壓縮空氣可以長距離輸送,壓縮機(jī)可以集中布置。(圖/文www.changrong-jx.com)
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