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氣力輸送系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)概述
粉體氣力輸送是一種利用空氣作為動(dòng)力在密閉的管路中輸送粉料的輸送方式，對(duì)于顆粒物料的輸送，管道輸送是最佳的方式。粉料在管道內(nèi)輸送，有效地減少了輸送過程中物料的掉落而造成對(duì)環(huán)境的污染和人體的損害，特別是有害、易燃易爆物料，也減少勞動(dòng)人員的工作量。
與其它設(shè)備相比，其運(yùn)送安全、效率高、輸送路徑可多變。相對(duì)于螺旋輸送、斗式提升、帶式輸送、振動(dòng)式輸送等輸送方式，氣力輸送有著明顯的優(yōu)勢(shì)，目前氣力輸送是粉狀物料的優(yōu)先選擇，通過管道的鋪設(shè)可將物料輸送到預(yù)想位置，因其封閉輸送而減少對(duì)環(huán)境的污染，是綠色生產(chǎn)的一環(huán)節(jié)。
隨著氣力輸送系統(tǒng)的不斷發(fā)展和改進(jìn)，相比傳統(tǒng)輸送方式具有明顯的優(yōu)勢(shì)，具體特點(diǎn)如下所示：
（1）氣力輸送為封閉式輸送，可以防止粉料散落，過程由PLC系統(tǒng)控制輸送，自動(dòng)化程度高，減少人力成本；
（2）氣力輸送為管道輸送，受周邊影響小，可阻止水汽、雜質(zhì)進(jìn)入物料，保證輸送過程中物料的質(zhì)量；
（3）氣力輸送系統(tǒng)簡(jiǎn)單易操作，可通過更改管道來改變輸送位置，相比其他輸送設(shè)備占地小，靈活多變；
（4）氣力輸送距離可以根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行調(diào)節(jié)，應(yīng)用性強(qiáng)，適合多種廠區(qū)顆粒物料的搬運(yùn)工作，降低輸送作業(yè)的難度；
（5）輸送量較大，輸送效率高，操作人員較少，還可實(shí)現(xiàn)無人管理的全自動(dòng)化，減少人工費(fèi)用，降低人工勞動(dòng)強(qiáng)度。
在冶金級(jí)氧化鋁輸送中的應(yīng)用
氧化鋁是電解鋁廠中最重要的生產(chǎn)原料。氣力輸送系統(tǒng)對(duì)比機(jī)械輸送系統(tǒng)輸送氧化鋁具有設(shè)備簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)緊湊，布置靈活，設(shè)備投資費(fèi)用低，易于集中控制，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的優(yōu)點(diǎn)。因此，研究氣力輸送系統(tǒng)對(duì)提高電解鋁廠氧化鋁輸送的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性具有重要的意義。
稀相輸送是我國(guó)電解鋁企業(yè)氧化鋁輸送料的傳統(tǒng)方法，目前，在部分電解鋁企業(yè)尤其是小型電解鋁廠還是采用這種方式輸送氧化鋁。稀相輸送技術(shù)屬于氣力輸送中的動(dòng)壓輸送技術(shù)，由于是靠動(dòng)能轉(zhuǎn)換傳遞能量和懸浮態(tài)輸送，要求風(fēng)速較高，因此在能量傳遞過程中也會(huì)損失部分能量，能耗高，固氣比低，管路磨損嚴(yán)重，被輸送的氧化鋁破損嚴(yán)重。因此稀相輸送正逐漸被濃相輸送取代。
濃相輸送是輸送氧化鋁等粉狀物料的重要裝置。該裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠，節(jié)省能耗等特點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)外電解鋁廠的氧化鋁輸送系統(tǒng)。濃相輸送技術(shù)屬氣力輸送中的靜壓輸送技術(shù)，濃相輸送在輸送過程中不同于稀相輸送，它是直接利用壓縮空氣的靜壓能來推動(dòng)物料，且物料是以非懸浮態(tài)栓狀流動(dòng)，因此要求的風(fēng)速低，不存在能量傳遞和顆粒間的摩擦損失，故能耗、管壁磨損和氧化鋁破損比稀相低。
在玻璃廠原料系統(tǒng)中的應(yīng)用
與其他行業(yè)相比，浮法玻璃行業(yè)在生產(chǎn)和原料方面有一定的特殊性，影響了氣力輸送在國(guó)內(nèi)浮法玻璃行業(yè)的應(yīng)用。國(guó)外玻璃行業(yè)原料系統(tǒng)已經(jīng)廣泛采用氣力輸送技術(shù)，國(guó)內(nèi)玻璃行業(yè)氣力輸送的原料主要是純堿、芒硝等幾種輕質(zhì)原料，礦物原料采用氣力輸送的相對(duì)較少。
目前國(guó)內(nèi)大型浮法玻璃廠采用氣力輸送純堿的較多，純堿以罐車運(yùn)輸?shù)男问竭M(jìn)廠，原料車間設(shè)計(jì)有空氣壓縮機(jī)，原料車間純堿料倉(cāng)安裝有氣力輸送管道，管道入料口與罐車上的料罐連接，罐車上的料罐與原料車間設(shè)計(jì)的空氣壓縮機(jī)連接，啟動(dòng)空氣壓縮機(jī)，純堿粉料將通過氣力輸送管道進(jìn)入原料車間純堿配料倉(cāng)，倉(cāng)頂設(shè)置有除塵器，吸收輸送過程中產(chǎn)生的粉塵，整個(gè)輸送過程都在相對(duì)密閉的環(huán)境中進(jìn)行，生產(chǎn)時(shí)粉塵較少。
純堿氣力輸送工藝流程
玻璃廠常用的礦物原料如白云石，也有少量企業(yè)開始使用氣力密相輸送系統(tǒng)。
碼頭氣力輸送系統(tǒng)工藝路由圖
在染料生產(chǎn)中的應(yīng)用
針對(duì)化工染料生產(chǎn)中固體物料的自動(dòng)化投加難題，可以采用氣力輸送的方法解決。浙江某公司年產(chǎn)10萬t高檔活性染料整體搬遷技術(shù)改造項(xiàng)目中，設(shè)計(jì)采用了密相栓流氣力輸送技術(shù)，以解決生產(chǎn)中對(duì)位酯、H酸等粉狀固體物料的倉(cāng)貯及計(jì)量、輸送和投加問題。
該套氣力輸送裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、操作方便、使用和維護(hù)成本低、可靠性好的特點(diǎn)，同時(shí)又兼有布置靈活，可作水平、垂直或傾斜方向的輸送，能遠(yuǎn)距離從倉(cāng)庫(kù)裝料輸送至車間內(nèi)多處下料的優(yōu)點(diǎn)，非常適合于染料合成車間中安裝使用，徹底告別了原生產(chǎn)工藝中依靠人力搬運(yùn)和投加的方式，實(shí)現(xiàn)了項(xiàng)目的生產(chǎn)自動(dòng)化、過程信息化、管理智能化，同時(shí)因?yàn)槿^程密閉輸送投料，又有效解決了過去車間現(xiàn)場(chǎng)打開反應(yīng)鍋口投料時(shí)的化學(xué)氣味飄散及所投物料的粉塵無法控制的環(huán)保難題，極大改善了車間整體環(huán)境面貌。
氣力輸送系統(tǒng)工藝流程圖
在涂料廠粉料輸送中的應(yīng)用
涂料廠粉料主要有鈦白粉、硅酸鋁、滑石粉、碳酸鈣，粉料易揮發(fā)，從而形成粉塵，隨空氣的流動(dòng)而擴(kuò)散于大氣中，對(duì)人體的呼吸系統(tǒng)造成傷害。涂料廠采用氣力輸送工藝技術(shù)輸送粉料，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，減少人力成本，避免粉塵帶來的職業(yè)病健康風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)現(xiàn)了清潔生產(chǎn)。
粉料氣力輸送工藝流程圖
在聚偏氟乙烯（PVDF）輸送中的應(yīng)用
聚偏氟乙烯（PVDF）具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性、抗疲勞性能、蠕變性和電絕緣性能，是氟碳涂料最重要的原材料之一。PVDF樹脂具有出色的耐候性，且可與其他樹脂共混改性，獲得的復(fù)合材料已被廣泛用于建筑和家用電器外殼等，而且采用PVDF樹脂制作的多孔膜、凝膠、隔膜等應(yīng)用于鋰離子電池成為PVDF需求增長(zhǎng)最快的市場(chǎng)之一。
針對(duì)PVDF粉料的輸送，工程設(shè)計(jì)人員對(duì)稀相輸送和密相輸送進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn)，在輸送量和輸送距離相同的情況下，密相輸送具有能耗低、輸送氣速低、輸送管徑小、所需除塵面積少、平穩(wěn)運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)、輸送氣源品質(zhì)高、對(duì)輸送產(chǎn)品無影響和投資省等優(yōu)勢(shì)。
PVDF密相氣力輸送工藝流程簡(jiǎn)圖
在鋰離子電池正負(fù)極材料輸送中的應(yīng)用
鋰離子電池正負(fù)極材料屬于微米級(jí)粉體材料，粉體材料的輸送方式有機(jī)械輸送和氣力輸送，在輸送材料的時(shí)候，可以根據(jù)不同物料的性質(zhì)以及輸送的要求選擇適合的輸送方法，因?yàn)殇囯x子電池正負(fù)極材料屬于粉體材料，所以大部分生廠廠家會(huì)選擇氣力輸送系統(tǒng)。
氣力輸送系統(tǒng)在運(yùn)輸鋰離子電池正負(fù)極材料方面具有諸多優(yōu)勢(shì)，在氣力輸送系統(tǒng)研究中，可加大在人工智能控制方面的研究，將氣力輸送系統(tǒng)的各個(gè)運(yùn)輸環(huán)節(jié)與連接設(shè)備有機(jī)結(jié)合，形成一個(gè)整體高度自動(dòng)化系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)在控制技術(shù)上融合大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，嵌入高級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和高級(jí)算法，對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算和分析，實(shí)現(xiàn)氣力輸送系統(tǒng)自我控制、自我機(jī)械故障診斷分析等，實(shí)現(xiàn)氣力輸送系統(tǒng)的無人值守，降低企業(yè)生產(chǎn)成本，提高鋰離子電池正負(fù)極材料生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
另外，在鋰電池原料碳酸鋰的整個(gè)生產(chǎn)工藝流程中，閉式氮?dú)鈿饬斔拖到y(tǒng)屬于關(guān)鍵單元，按功能可劃分為控制系統(tǒng)、輸送管道以及循環(huán)系統(tǒng)等。閉式氮?dú)鈿饬斔拖到y(tǒng)中，各部分實(shí)現(xiàn)不同的功能，需基于統(tǒng)一配合要求實(shí)現(xiàn)其整體功能。
閉式氮?dú)鈿饬斔拖到y(tǒng)工藝流程圖
參考資料：
王尚元等：電解鋁生產(chǎn)用氧化鋁的氣力輸送系統(tǒng)，東北大學(xué)設(shè)計(jì)研究院（有限公司）
林學(xué)柱：氣力輸送技術(shù)在玻璃廠原料系統(tǒng)中的應(yīng)用，秦皇島玻璃工業(yè)研究設(shè)計(jì)院有限公司
徐力平等：氣力輸送在染料生產(chǎn)中的設(shè)計(jì)與應(yīng)用，浙江閏土股份有限公司
朱先強(qiáng):碳酸鋰氣力輸送系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與驗(yàn)證試驗(yàn)，宜豐國(guó)軒鋰業(yè)有限公司
孟峰等：氣力輸送在浮法玻璃行業(yè)中的應(yīng)用
賀宏偉：涂料廠粉料氣力輸送技術(shù)探討
梁麗華：PVDF密相氣力輸送和稀相氣力輸送比較
仝玉超：鋰離子電池正負(fù)極材料氣力輸送系統(tǒng)研究
張嵐冰：基于CFD-DEM耦合的粉體氣力輸送裝置的設(shè)計(jì)與搭建
周鋒：煤炭大顆粒氣力輸送關(guān)鍵技術(shù)研究
（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/平安）
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