密相气力输送在PVC粉体输送上的应用优势

Page1密相气力输送在PVC粉体输送上的应用优势王西能(宜宾天原集团技术中心，四川宜宾，640044）〖关键词〗PVC粉体密相气力输送节能洁净环保〖摘要〗介绍了两种PVC粉体输送工艺——密相气力输送工艺和稀相气力输送工艺，通过两者在投资、能耗、环保以及对产品质量影响等方面的对比，指出密相气力输送在PVC粉体输送上更具有优势。随着现代工业生产规模化、物流技术专业化的不断发展以及人们对环境保护意识的不断增强，采用管道气力输送技术来方便安全、清洁密闭地输送各种散装粉料和颗粒料正愈来愈受到各行业的青睐。在PVC生产中，PVC粉体的输送也普遍采用这种输送技术。通常管道气力输送技术分为正压输送和负压输送。由于正压输送比负压输送的能耗要低得多，因此一般情况之下，工业上通常采用正压气力输送技术，除非有特别的工艺要求才采用负压输送技术。而正压气力输送又有密相和稀相之分，相应的输送系统一般有如下两种形式：1、稀相输送：采用低压、大流量的气体以形成高速流体来实现短距离输送物料。这种技术国内的PVC生产企业普遍采用。2、密相输送：采用可控的、洁净的高压气体以较低的流速来实现集团流或者是柱塞状物料输送。这种技术国外于上世纪八十年代始于普及推广，国内PVC生产企业在近期的新建装置上开始采用。欧洲、日本、美国的PVC行业气力输送普遍采用密相输送。PVC稀相输送工艺气力输送的基本理论告诉我们：气力输送的第一要务就是要尽最大可能地提高气力输送的固气比（亦即尽量提高每一公斤空气输送多少公斤物料的比值Ψ=kg(物料)/kg(空气)），由于要遵循能量守恒定律，所以固气比又和输送的压力损失成正比。稀相输送的固气比一般较低在3：1~8：1，因此稀相气力输送压力损失较小，大都以罗茨风机或离心风机为动力，罗茨风机的压力等级约为0.5~1bar，而离心风机则更低，约为0.05~0.1bar。典型的PVC正压稀相输送工艺流程：典型的正压输送工艺采用罗茨鼓风机和旋转阀进行输送。流程简述：贮存于PVC料仓的PVC粉料，通过旋转阀均匀的被拨到喷射器与经过罗茨鼓风机加压的空气进行混合。混合后的空气与PVC粉料在压差的推动下，经过输送管道输送到PVC受料仓。带有粉料的空气经过料仓顶部的布袋除尘器回收粉料后，洁净空气进行排空。January3,2020Page2典型的PVC正压稀相输送流程示意图PVC密相输送工艺相对于传统的稀相气力输送技术，近年来新建的PVC生产企业更乐于使用密相气力输送技术。这是基于：密相气力输送技术在理论上和实践上全面实现了技术突破；同时当今机电设备以及自控设备日趋完善；还有密相输送比稀相输送更为节能、环保等等。密相气力输送采用较高的固气比，固气比一般为30：1~50：1，超密相输送甚至达到80：1~100：1。所以密相气力输送需要更高的输送压力，一般都采用压缩空气进行输送，压缩空气的压力约为5~10bar。密相气力输送绝大多数采用仓泵进行间歇式输送，个别企业也采用旋转阀连续输送（类似于稀相输送），但这种输送方式对旋转阀的气密性要求相当高，只能采用进口设备，价格昂贵。典型的密相气力输送工艺流程：（以上海麦克曼气力输送公司的下行式双仓泵为例介绍）该工艺采用下行式仓泵，结合美国专利技术——文丘里环隙补气技术进行物料输送。流程简述：贮存于PVC料仓的PVC粉料，通过三通阀进入其中一个仓泵（如A仓泵），当料位计检测到料位达到规定位置时，关闭进料阀和排空阀。程序自动打开下进气阀门对管道进行吹扫，然后打开仓泵出料阀以及上进气阀，PVC粉料经过压缩空气加压后进入文丘里喷射器与下进气进行混合，混合后的PVC粉料与空气一道经过输送管道输送到PVC受料仓，夹带PVC粉料的空气经过仓顶布袋除尘器过滤后排空。A仓泵输送完毕后，出料阀与上、下进气阀门关闭，打开排空阀，重新进料。然后B仓泵进行输送。两个仓泵交替进行“进料”与“输送”，将PVC粉料源源不断的输送到目标料仓。January3,2020Page3下行式双仓泵密相气力输送流程图两种输送工艺的比较：设备配置比较：稀相气力输送技术大都以罗茨风机为动力，罗茨风机的压力等级约为0.5~1bar。若要实现一定距离和一定数量的物料输送，势必要加大风量、降低物料浓度，提高物料输送速度来达到目的。故输送管道管径、阀门、除尘器等等配置就要比密相输送的配置大得多。下面，将分别对于密相和稀相输送PVC粉料的情况在设备配置方面作一比对。主参数：输送PVC粉料；输送量G=15t/h；水平输送距离LH=30米；垂直输送距离LV=20米；900弯头约为4个。密相输送技术当量输送距离约为：110米；固气比40kg/kg稀相输送距离当量输送距离约为：170米；固气比8kg/kg设备配置比较表内容类型输送设备管径mm除尘器面积m2设备类型备注密相输送技术DBT-1.0仓泵808静设备,可靠性高有调节手段稀相输送技术GRS220供料器15040动设备,可靠性低无调节手段January3,2020Page4能量消耗比较：密相气力输送采用很高的固气比，PVC输送固气比达到40：1都能稳定输送，所以输送效率高所消耗的能耗较低。同样以上述的输送条件为例，PVC粉料密相输送和稀相输送在动力配置方面比较如下表：动力配置比较表内容类型动力设备耗气量m3/min压力功耗备注密相输送技术空气压缩机4(包括除尘器用气)P=0.5MPaN=22kw间隙运行稀相输送技术罗茨风机26(不包括除尘器用气约0.5m3)P=0.06MPaN=45kw连续运行输送品质的比较：稀相输送一般采用罗茨风机和旋转阀进行物料输送，湿度较大的空气经过加压后会带有油污和铁锈等杂质，常常是在罗茨风机出口加装冷却器和干燥器，但是往往因为风机的压力损失太大而作罢，从而影响所输送物料的品质；密相气力输送采用压缩空气为动力，进入压缩机的空气经过精密的空气滤芯除去固体杂质，压缩后的空气经过冷干机出去油水后，还要经过分子筛等干燥机进一步除去水分，所得到的空气洁净而干燥。稀相输送所用的旋转阀，因为加工精度的问题，PVC粉料往往会进入转子的端盖和轴承，经过长时间的研磨形成“塑化块”，不但污染了产品，而且还造成设备频繁检修。密相气力输送全部采用静设备，彻底解决了“塑化块”问题。密相气力输送较多采用自动阀门，因PVC粉料没有磨削性，所用阀门可以长周期稳定的运行。稀相输送因固气比较低，用于输送的空气量较大，输送速度快，末端速度达到30m/s。如果输送速度太高，PVC粉料高速的与输送管壁摩擦产生大量的热，使PVC分解发黄，甚至熔融产生“拉丝”现象。密相气力输送因固气比高，输送速度较慢，末端速度不到18m/s，PVC与管壁摩擦产生的热量自然很少，即使在夏天管壁的温度也不太高。输送距离的比较：由于阻力和速度的平方成正比，输送速度提高势必会造成阻力增大，因受罗茨风机压力余度所限，稀相气力输送的当量距离一般不会超过200米，而密相输送距离的当量距离可达几千米。这里要说明的是：正因为输送速度快了，当量距离的折算也有所不同。例如弯头的当量距离在稀相输送时是以10~50米来考量的，而密相输送时则是以5~10米来考量的。对环境影响比较：稀相气力输送大都采用罗茨风机，其噪音污染一直是较难解决的问题。通常罗茨风机的噪音January3,2020Page5超过90分贝，倘若要降低几个分贝的噪音，就得牺牲宝贵的压力为代价来增添进口和出口消声器。即使增加了消音器和隔音罩，罗茨风机噪音也很难达到环保要求。密相气力输送采用空气压缩机，压缩空气可以长距离输送，压缩机可以集中布置，通过对压缩机房进行消音与隔音等降噪处理，均能达到《工业企业噪声卫生标准》。结语：在PVC粉体输送上密相气力输送与稀相正压输送相较，具有投资省、能耗低、输送洁净、输送距离长、噪音低等优势。多数企业更倾向于采用密相气力输送技术，因为密相气力输送技术是今后气力输送发展的必然趋势。