气力输送系统选型必须考量的八大物料特性
在工业生产的众多环节中,粉粒体物料的输送是至关重要的一环。气力输送系统因其密闭、高效、灵活等特点,成为化工、食品、制药、塑料、水泥等行业的******方案。然而,没有“万能”的输送系统,一个成功选型的核心秘诀在于深刻理解并精确分析待输送物料的特性。选型不当,轻则效率低下、能耗惊人,重则堵塞管道、产品变质,甚至引发安全事故。

本文将系统梳理决定气力输送系统选型(稀相还是密相?正压还是负压?)的八大关键物料特性,为您的项目选型提供坚实依据。
1.粒度分布与形状
特性描述:物料的颗粒大小(直径)及其分布范围,以及颗粒是球形、片状、纤维状还是不规则状。
影响分析:
粒度:细粉料(如面粉、水泥)通常具有较好的流动性,易于悬浮输送,适合稀相系统。大颗粒或块状物料则需要更高的气流速度来启动和维持输送,可能更适合密相输送以防止破碎。
分布:宽粒度分布的物料(大小颗粒混杂)更容易在输送过程中发生分离,可能在管道底部沉积,需要谨慎设计气流速度。
形状:球形颗粒流动性最好,摩擦阻力小。片状、纤维状或不规则颗粒易相互缠绕、钩挂,流动性差,容易引起堵塞,通常需要较低的速度和特殊的发送装置(如带搅拨的发送罐)。
2.堆积密度与真实密度
特性描述:堆积密度是指物料在自然堆积状态下的单位体积质量(包括颗粒间的空隙);真实密度是指物料颗粒本身单位体积的质量。
影响分析:
堆积密度:直接决定了输送系统的生产能力计算和料气比(混合比)的选择。高堆积密度的物料(如矿粉、砂)需要更大的动力来加速和输送,对风机、旋转阀等设备的强度和功率要求更高。
真实密度:影响物料的悬浮速度。密度越大的物料,所需的最小输送气流速度也越高。
3.湿度与含水率
特性描述:物料中所含水分或其它液体的百分比。
影响分析:这是极其关键的特性。微量水分可能使干燥的细粉结块(如受潮的水泥、奶粉),流动性急剧下降,极易导致管道堵塞。高含水率的物料甚至可能粘附在管壁和部件上,形成坚硬的垢层。对于此类物料,必须考虑系统的防潮、防水、易清洁设计,甚至在输送前进行干燥处理。
4.粘附性与团聚性
特性描述:物料颗粒之间或颗粒与器壁之间发生粘附、团聚的趋势。
影响分析:粘性物料(如淀粉、某些聚合物粉末)容易在发送罐、弯头、阀门等处堆积,清料困难,会显著降低输送效率和处理量。针对这类物料,需要选择内壁光滑的管道(如镜面抛光不锈钢)、增大弯头曲率半径,并采用特殊的发送器(如流化床式发送罐)和助吹装置来破坏团聚。
5.磨蚀性
特性描述:物料颗粒对管道、弯头及元件(如风机叶片、旋转阀阀片)的磨损程度。
影响分析:高磨蚀性物料(如石英砂、alumina、矿物填料)会迅速磨损普通碳钢管道和部件。为应对磨蚀,必须降低关键部位的气流速度,采用耐磨材料如陶瓷内衬管道、耐磨钢材弯头、聚氨酯软管等,并优化管道布局减少弯头数量。
6.易碎性
特性描述:物料颗粒在机械冲击或相互碰撞时发生破碎、产生粉尘的倾向。
影响分析:对于需要保持颗粒完整性的产品(如塑料颗粒、谷物、咖啡豆),高输送速度或剧烈的输送方式(如稀相)会导致严重破损。此时应选择低速密相输送(如栓流输送),使用较低的气流速度和较高的压力,以温和的方式推动物料前进,******限度地减少破碎。
7.吸湿性与潮解性
特性描述:物料从环境中吸收水分的倾向。潮解性是指吸收水分后自身溶解的特性。
影响分析:对于这类物料(如食盐、某些化学品),必须确保输送系统的气密性良好,防止潮湿空气进入。有时甚至需要采用干燥空气或惰性气体作为输送介质,以防止物料在输送过程中结块或变质。
8.爆炸性与静电特性
特性描述:某些细颗粒物料在特定浓度下与空气混合,遇火花或高温会发生爆炸。颗粒摩擦易产生静电。
影响分析:这是安全层面的首要考量。对于爆炸性粉尘(如面粉、煤粉、金属粉末、染料),系统必须采用防爆电机和电器,设置防爆膜、泄爆片,并配备有效的静电消除和接地装置。整个系统设计应避免死角,防止粉尘积聚。必要时可采用惰性气体(如氮气)作为输送介质,从根本上杜绝爆炸条件。
9.特殊特性:毒性、腐蚀性、卫生等级
毒性/有害性:要求系统必须具备极高的气密性,实现零泄漏,并可能需与尾气处理系统相连。
腐蚀性:物料本身(如某些盐类、化工中间体)会腐蚀普通金属管道,需选用不锈钢、塑料或内衬防腐材料。
卫生等级(食品、药品):接触物料的部件必须采用316不锈钢等材质,管道连接需采用卫生级卡箍,结构上无死角、易清洗(CIP/SIP),表面光洁度有严格要求。
气力输送系统的选型是一门科学而非艺术的猜测。物料特性是选择的罗盘。在项目伊始,务必通过实验室测试或供应商数据表,全面、准确地获取上述物料特性参数。将这些参数与不同的输送技术(稀相/密相,正压/负压)进行匹配,才能设计出一个在效率、可靠性、安全性和成本之间达到******平衡的气力输送系统,为您的生产流程保驾护航。
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