Trong các nhà máy hiện đại, có một“Trang chủ”Làm việc cả ngày lẫn đêm.——Nó chính là hệ thống vận chuyển khí lực. Hãy tưởng tượng bột hoặc vật liệu dạng hạt giống như ngồi“Xe tải Air Express”Trong đường ống kín, nhanh chóng, hiệu quả cao đến đích, toàn bộ quá trình gần như không có người giám sát, đây chính là kỹ thuật vận chuyển khí lực. Bột hoặc vật liệu dạng hạt được gọi chung là vật liệu phân tán, vì vậy giải thích chuyên nghiệp về vận chuyển khí làCông nghệ vận chuyển vật liệu phân tán trong đường ống với sự trợ giúp của khí với một năng lượng nhất định。

1、Nguyên tắc cơ bản của vận chuyển khí nén

Nguyên tắc cơ bản của vận chuyển khí không phức tạp: sử dụng khí làm chất mang và vận chuyển vật liệu qua đường ống. Giống như uống nước qua ống hút, vận chuyển khí bằng cách tạo ra sự chênh lệch áp suất không khí cho phép vật liệu di chuyển trong đường ống với luồng không khí. Nghĩa là,Sức mạnh của việc vận chuyển khí nén bắt nguồn từ sự khác biệt về áp suất không khí dọc theo đường ống.Khi vận tốc không khí vận chuyển đủ cao, các hạt vật liệu lơ lửng dưới tác động của lực nâng và lực kéo và chuyển động theo hướng luồng không khí. Theo tốc độ dòng chảy không khí và nồng độ vật liệu khác nhau, vận chuyển khí thể hiện trạng thái dòng chảy khác nhau (dòng chảy), chủ yếu được chia thành hai loại chính là vận chuyển pha loãng và vận chuyển pha kín. Ranh giới của pha loãng và pha kín có thể được phân chia theo tỷ lệ khí rắn (tỷ lệ khối lượng vật liệu phân tán và khối lượng khí được vận chuyển trong cùng một thời gian, còn được gọi là tỷ lệ trộn). Tỷ lệ khí cố định lớn hơn15 kg / kgQuá trình vận chuyển khí lực có thể nhận định là vận chuyển mật, nếu không là vận chuyển hi.

Khi vận tốc không khí vận chuyển giảm, các loại dòng chảy có thể xuất hiện trong ống ngang như hình ảnh1Hiển thị. Khi tốc độ vận chuyển không khí cao hơn, vật liệu lơ lửng trong luồng không khí, bị cuốn vào luồng không khí để vận chuyển. Dòng chảy tại thời điểm này được gọi làDòng chảy lơ lửngĐặc điểm thể hiện là tỉ lệ khoảng cách trên không và trường tập trung tương đối đều, vận động của các hạt viên bị do dòng chảy dòng chảy dòng chảy của dịch thể, hiệu ứng va chạm yếu hơn. Khi vận tốc không khí vận chuyển giảm, hiệu quả truyền động lượng khí rắn giảm, xu hướng lắng đọng hạt tăng lên và một lớp lắng đọng hạt tĩnh hoặc di chuyển được hình thành ở đáy đường ống. Nhóm các hạt vớiDòng chảy lớpGiao hàng được thực hiện, được đặc trưng bởi tỷ lệ rỗng giảm đáng kể và nồng độ hạt cao hơn nhiều ở đáy ống so với phần trên. Với tốc độ vận chuyển không khí giảm hơn nữa, các chốt vật liệu giống như cồn cát không đối xứng được hình thành trong khu vực cục bộ của lớp lắng đọng. Nhóm các hạt vớiDòng chảy cồn cátViệc vận chuyển được thực hiện, đặc trưng bởi sự hiện diện của các cấu trúc giống như cồn cát cao hơn đáng kể so với các lớp lắng đọng và vận chuyển xung đi kèm. Nếu tốc độ vận chuyển không khí tiếp tục giảm, các bu lông giống như cồn cát phát triển thành các bu lông giống như cột của đường ống xuyên qua, và dòng chảy phát triển thànhĐoạn tắc dòng. Đầu bu lông vật liệu do tăng tốc luồng không khí tạo ra hiệu ứng hút hạt, đuôi do suy giảm tốc độ xảy ra lắng đọng hạt, hình thành cân bằng động chiều dài bu lông vật liệu. Trong giai đoạn này, vận tốc không khí càng thấp, chiều dài của bu lông càng dài cho đến khi dòng chảy của phích cắm xảy ra.Dòng pit tôngChuyển biến. Khi vận tốc không khí vận chuyển giảm xuống tốc độ không khí tắc nghẽn quan trọng, tốc độ hút đầu bu lông vật liệu tiếp tục cao hơn tốc độ lắng đọng đuôi, gây ra sự gia tăng nhanh chóng về chiều dài bu lông vật liệu, cuối cùng dẫn đến đường ốngtắc nghẽn。

Sơ đồ1 Loại dòng chảy ở tốc độ không khí vận chuyển khác nhau trong ống ngang

Tất nhiên, không phải tất cả các vật liệu dạng bột sẽ xuất hiện các loại dòng trên, lý do là loại dòng vận chuyển khí ngoài việc liên quan đến tốc độ vận chuyển không khí, còn có mối liên hệ chặt chẽ với các thông số vật chất của vật liệu (kích thước hạt và phân phối, mật độ, độ thấm khí, khả năng lưu trữ không khí, v.v.) và các thông số đường ống.

2、Các loại vận chuyển khí chính

Vận chuyển khí nén theo nguyên tắc làm việc chủ yếu có thể được chia thành ba loại cơ bản là loại áp suất âm, loại áp suất dương và loại hỗn hợp. Vận chuyển áp suất âm còn được gọi là vận chuyển chân không, giống như máy hút bụi gia đình, nơi vật liệu được hút vào đường ống và vận chuyển đến đích. Vận chuyển áp suất âm như hình ảnh2Như được hiển thị, máy bơm chân không thường được lắp đặt ở cuối hệ thống, áp suất âm do máy bơm chân không gây ra hút không khí và vật liệu vào đường ống, vận chuyển đến bộ tách để tách, không khí được đưa vào bộ thu bụi để lọc bằng cách xả phần trên, trong khi vật liệu được thải ra dưới cùng của bộ tách. Vận chuyển áp suất âm có ưu điểm là vận hành đơn giản, chi phí thấp, rủi ro rò rỉ vật liệu thấp và thích hợp cho vận chuyển tập trung. Nhược điểm là khoảng cách vận chuyển tương đối ngắn, tỷ lệ khí cố định tương đối thấp, khó đạt được vận chuyển pha kín.

Sơ đồ2 Vận chuyển áp suất âm

Vận chuyển áp suất dương như hình ảnh3Như được hiển thị, ở đầu cuối của hệ thống vận chuyển với sự trợ giúp của máy nén hoặc máy thổi khí để tạo ra khí nén, sau đó tạo thành chênh lệch áp suất giữa điểm bắt đầu và điểm cuối của đường ống, chênh lệch áp suất đẩy vật liệu vận chuyển đến bộ tách để tách. Ưu điểm của hệ thống vận chuyển áp suất dương là khoảng cách vận chuyển dài hơn và bảo trì đơn giản, thích hợp cho vận chuyển phân tán. Khuyết điểm là có rủi ro rò rỉ vật liệu, chi phí tương đối cao.

Sơ đồ3 Vận chuyển áp suất dương

Vận chuyển hỗn hợp kết hợp những ưu điểm của loại áp suất âm và loại áp suất dương. Một số đường ống ở trạng thái áp suất âm và một số ở trạng thái áp suất dương. Loại hệ thống này phù hợp với các yêu cầu quy trình phức tạp và có thể đáp ứng nhu cầu vận chuyển của các ngành công nghiệp đặc biệt.

3、Các thành phần của hệ thống phân phối khí nén

Hệ thống vận chuyển khí nén thường bao gồm các thành phần sau: nguồn không khí (vận chuyển áp suất dương là quạt gió hoặc máy nén và vận chuyển áp suất âm là bơm chân không) hoạt động như một nguồn năng lượng cho vận chuyển khí nén; Thiết bị cho ăn (với bể xả báo chí hoặc quayvan), để kiểm soát tốc độ vật liệu đi vào đường ống vận chuyển; Đường ống vận chuyển (ống ngang, ống thẳng đứng, cũng như ống khuỷu tay) đóng vai trò là kênh cho dòng khí rắn; Thiết bị tiếp nhận và tách (bể tiếp nhận, bộ thu bụi); Hệ Trung cấp (Hệ thống PLC、DCS), được sử dụng để thực hiện kiểm soát tự động và giám sát lỗi của hệ thống vận chuyển khí nén, đảm bảo hoạt động ổn định và hiệu quả của hệ thống.

4、Tại sao chọn vận chuyển khí?

So với các phương pháp vận chuyển cơ khí khác (băng tải trục vít, băng tải đai, băng tải xô, v.v.), vận chuyển khí nén có những ưu điểm đáng kể sau đây, đó là lý do tại sao nó được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp khác nhau:

①Bảo vệ môi trường chặt chẽ: Vật liệu được vận chuyển trong đường ống kín hoàn toàn, không có bụi rò rỉ trong hoạt động bình thường, cải thiện hoàn toàn môi trường làm việc và đáp ứng các yêu cầu nghiêm ngặt của ngành công nghiệp hiện đại về bảo vệ môi trường.

②Bố trí linh hoạt: Đường ống vận chuyển có thể được bố trí linh hoạt theo cấu trúc nhà máy, có thể được lắp đặt theo chiều ngang, dọc hoặc nghiêng, và khoảng cách truyền tải dài (có thể vượt quá)1000m) Có thể thích ứng với nhiều địa hình phức tạp và bố cục công nghệ.

③Mức độ tự động hóa cao: Hệ thống phân phối khí nén dễ dàng đạt được điều khiển tự động, giảm đáng kể chi phí lao động và cường độ lao động.

Ngoài ra, vận chuyển khí nén có lợi thế về diện tích sàn nhỏ, nhiều hoạt động công nghệ (như trộn, sấy, làm mát, v.v.) có thể được thực hiện đồng thời trong quá trình vận chuyển và chi phí bảo trì thấp.

5、Kịch bản ứng dụng vận chuyển khí nén

Công nghệ vận chuyển khí nén được sử dụng rộng rãi và bao gồm gần như tất cả các ngành công nghiệp liên quan đến việc xử lý vật liệu dạng bột. Trong ngành công nghiệp khí hóa, nguyên liệu khí hóa hạt bột (bột than, sinh khối, v.v.) thường được vận chuyển đến lò khí hóa thông qua vận chuyển khí nén; Trong ngành công nghiệp điện, vận chuyển khí nén được sử dụng rộng rãi để vận chuyển bột than và tro bay; Trong ngành công nghiệp thực phẩm, việc vận chuyển bột mì, đường, sữa bột và các nguyên liệu thực phẩm khác phụ thuộc vào hệ thống vận chuyển khí; Ngành hóa chất thì dùng nó để vận chuyển nhựa cây,Sản phẩm PVCBột và các nguyên liệu hóa học khác. Trong ngành công nghiệp vật liệu xây dựng, việc vận chuyển xi măng, bột vôi với số lượng lớn sử dụng công nghệ vận chuyển khí nén; Trong ngành công nghiệp dược phẩm, việc vận chuyển bột dược phẩm đòi hỏi điều kiện vệ sinh cao và đặc tính kín của vận chuyển khí nén đáp ứng chính xác nhu cầu này. Trong ngành công nghiệp ngũ cốc và dầu mỏ, chất hấp phụ quan trọng (đất trắng, đất đai lồi) và chất trợ giúp lọc (đất diatomite), v.v., nhờ khả năng vận chuyển pha kín chất lỏng tuyệt vời, có thể đạt được tỷ lệ khí rắn cao và nồng độ cao của truyền pha kín. Trong những năm gần đây, vận chuyển khí nén thậm chí đã được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực công nghệ cao mới nổi như vật liệu pin lithium ion và vật liệu polymer, cho thấy khả năng thích ứng và tiên tiến mạnh mẽ của nó. Nhu cầu thị trường vận chuyển khí lực trong tương lai sẽ tiếp tục mở rộng.

6、Thách thức và xu hướng phát triển trong tương lai

Mặc dù vận chuyển khí nén có nhiều lợi thế, nhưng nó cũng phải đối mặt với một số thách thức, chẳng hạn như tiêu thụ năng lượng tương đối cao và khó vận chuyển vật liệu có độ nhớt cao.

Trong tương lai, công nghệ vận chuyển khí nén đang phát triển theo nhiều hướng:

①Thông minh, tự tối ưu hóa hệ thống thông qua các cảm biến và thuật toán điều khiển tiên tiến, liên tục cải thiện mức độ hoạt động tự động.

②Tiêu thụ năng lượng thấp, dựa trên tính chất vật chất của bột và môi trường truyền tải, nhằm mục đích cải thiện chế độ truyền tải và cải thiện mức độ truyền tải pha kín với độ mài mòn thấp, tiêu thụ không khí thấp, tỷ lệ khí rắn cao và vận chuyển cao.

③Tiêu chuẩn hóa, xây dựng tiêu chuẩn thống nhất thúc đẩy phát triển quy phạm ngành nghề. Ví dụ2024Trong năm, Trung Quốc đã bắt đầu công việc phát triển các tiêu chuẩn quốc gia "Yêu cầu chung cho hệ thống vận chuyển khí nén của máy móc vận chuyển", sẽ cung cấp hỗ trợ quan trọng cho sự phát triển lành mạnh của ngành công nghiệp vận chuyển khí nén.

Khi công nghệ công nghiệp tiếp tục phát triển, mức độ thông minh của hệ thống vận chuyển khí sẽ ngày càng cao hơn. Các hệ thống trong tương lai sẽ kết hợp dữ liệu lớn và công nghệ IoT để tự kiểm soát, phân tích tự chẩn đoán và cuối cùng là hoạt động không người lái. Bố trí đường ống có thể linh hoạt như lắp ráp các khối, và các thành phần cốt lõi như thiết bị cấp liệu, đường ống vận chuyển và hệ thống điều khiển sẽ đạt được thiết kế mô-đun, kết hợp tự do theo các đặc tính vật liệu khác nhau và nhu cầu vận chuyển.