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氣力輸送系統(tǒng)的優(yōu)勢概述

粉體氣力輸送是一種利用空氣作為動力在密閉的管路中輸送粉料的輸送方式，對于顆粒物料的輸送，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，也減少勞動人員的工作量。

與其它設(shè)備相比，其運送安全、效率高、輸送路徑可多變。相對于螺旋輸送、斗式提升、帶式輸送、振動式輸送等輸送方式，氣力輸送有著明顯的優(yōu)勢，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，具體特點如下所示：

（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，還可實現(xiàn)無人管理的全自動化，減少人工費用，降低人工勞動強(qiáng)度。

在冶金級氧化鋁輸送中的應(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)對比機(jī)械輸送系統(tǒng)輸送氧化鋁具有設(shè)備簡單，結(jié)構(gòu)緊湊，布置靈活，設(shè)備投資費用低，易于集中控制，可實現(xiàn)自動化的優(yōu)點。因此，研究氣力輸送系統(tǒng)對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壓輸送技術(shù)，由于是靠動能轉(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)簡單，運行可靠，節(jié)省能耗等特點，已廣泛應(yīng)用于國內(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物料，且物料是以非懸浮態(tài)栓狀流動，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內(nèi)浮法玻璃行業(yè)的應(yīng)用。國外玻璃行業(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較少。

目前國內(nèi)大型浮法玻璃廠采用氣力輸送純堿的較多，純堿以罐車運輸?shù)男问竭M(jìn)廠，原料車間設(shè)計有空氣壓縮機(jī)，原料車間純堿料倉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)計的空氣壓縮機(jī)連接，啟動空氣壓縮機(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，倉頂設(shè)置有除塵器，吸收輸送過程中產(chǎn)生的粉塵，整個輸送過程都在相對密閉的環(huán)境中進(jìn)行，生產(chǎn)時粉塵較少。

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

針對化工染料生產(chǎn)中固體物料的自動化投加難題，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)改造項目中，設(shè)計采用了密相栓流氣力輸送技術(shù)，以解決生產(chǎn)中對位酯、H酸等粉狀固體物料的倉貯及計量、輸送和投加問題。

該套氣力輸送裝置具有結(jié)構(gòu)簡單緊湊、操作方便、使用和維護(hù)成本低、可靠性好的特點，同時又兼有布置靈活，可作水平、垂直或傾斜方向的輸送，能遠(yuǎn)距離從倉庫裝料輸送至車間內(nèi)多處下料的優(yōu)點，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和投加的方式，實現(xiàn)了項目的生產(chǎn)自動化、過程信息化、管理智能化，同時因為全過程密閉輸送投料，又有效解決了過去車間現(xiàn)場打開反應(yīng)鍋口投料時的化學(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，隨空氣的流動而擴(kuò)散于大氣中，對人體的呼吸系統(tǒng)造成傷害。涂料廠采用氣力輸送工藝技術(shù)輸送粉料，可實現(xiàn)自動控制，減少人力成本，避免粉塵帶來的職業(yè)病健康風(fēng)險，實現(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需求增長最快的市場之一。

針對PVDF粉料的輸送，工程設(shè)計人員對稀相輸送和密相輸送進(jìn)行對比發(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)運行時間長、輸送氣源品質(zhì)高、對輸送產(chǎn)品無影響和投資省等優(yōu)勢。

PVDF密相氣力輸送工藝流程簡圖

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，因為鋰離子電池正負(fù)極材料屬于粉體材料，所以大部分生廠廠家會選擇氣力輸送系統(tǒng)。

氣力輸送系統(tǒng)在運輸鋰離子電池正負(fù)極材料方面具有諸多優(yōu)勢，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)的各個運輸環(huán)節(jié)與連接設(shè)備有機(jī)結(jié)合，形成一個整體高度自動化系統(tǒng)，這個系統(tǒng)在控制技術(shù)上融合大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，嵌入高級計算機(jī)系統(tǒng)和高級算法，對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)計算和分析，實現(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)效益和社會效益。

另外，在鋰電池原料碳酸鋰的整個生產(chǎn)工藝流程中，閉式氮氣氣力輸送系統(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。閉式氮氣氣力輸送系統(tǒng)中，各部分實現(xiàn)不同的功能，需基于統(tǒng)一配合要求實現(xiàn)其整體功能。

閉式氮氣氣力輸送系統(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)計院有限公司

徐力平等：氣力輸送在染料生產(chǎn)中的設(shè)計與應(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)計與驗證試驗，宜豐國軒鋰業(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)計與搭建

周鋒：煤炭大顆粒氣力輸送關(guān)鍵技術(shù)研究

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/平安）

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