Пневматическая транспортировка плотной фазы: подходит ли она для вашего процесса?

Брэндон Дон, менеджер по глобальным отраслевым приложениям, Coperion K-Tron | 21 июля 2023 г.

Чрезвычайно популярным способом транспортировки больших объемов сыпучих материалов является пневмотранспорт. Это не должно вызывать удивления, поскольку он имеет множество преимуществ по сравнению с различными механическими аналогами, включая закрытые трубопроводы, низкие эксплуатационные расходы, минимальное количество движущихся частей и способность потенциальных систем пересекать сложные изометрические (трубные) маршруты, особенно там, где расстояния чрезмерны. Преодоление препятствий, связанных с соблюдением нормативных требований, связанных с определенными опасностями или отраслями промышленности, может быть менее обременительным с помощью систем пневматической транспортировки.

Время от времени как среди специалистов по работе с твердыми веществами, так и среди конечных пользователей возникают дебаты: «транспортировка в разбавленной фазе или транспортировка в плотной фазе?» Хотя ответ никогда не бывает простым, выводы часто делаются еще до рассмотрения нескольких факторов, которые окажут долгосрочное влияние на работу вашего предприятия на долгие годы вперед. В этой статье будут кратко определены различия между двумя режимами, часто упоминаемые причины выбора плотной фазы и потенциальные ловушки, которые часто остаются незамеченными, приводя к тем самым последствиям, которые процессоры намеревались устранить вначале: низкая производительность и высокая стоимость владения. .

Начнем с определения традиционных способов пневмотранспорта. Транспортировка разбавленной фазы, также называемая обедненной фазой, представляет собой метод транспортировки твердых веществ, при котором частицы полностью суспендируются транспортирующим газом, когда они продуваются или вакуумируются через закрытый трубопровод (Миллс, PCDG, 2-е дополнение). Для реализации этого режима транспортировки должна быть достаточная скорость газа, обычно превышающая 20 м/с. Уникальным преимуществом этого способа транспортировки является то, что с его помощью можно надежно транспортировать практически любой сыпучий материал. При сравнении этой фазы транспортировки с ее дополнением самым большим недостатком является скорость, необходимая для обеспечения стабильной транспортировки. По сравнению с этим, для транспортировки разбавленной фазы могут потребоваться большие объемы воздуха, и, следовательно, большие количества воздуха могут оказывать пропорционально прямое влияние на требуемую мощность. Кроме того, скорости обычно оказывают математически прямое влияние на эрозию и истирание конвейерной линии (Клинцинг, 1989).

Транспортировку в плотной фазе часто определяют как обратную транспортировку в разбавленной фазе. То есть частицы, транспортируемые в трубопроводе, не полностью взвешены в газе, и режим течения можно определить либо как движущийся слой, либо как одиночные поршни, эквивалентные по диаметру конвейерной линии с газовыми пустотами между каждой пробкой. Этот режим достигается за счет меньшего количества транспортируемого газа и, в конечном итоге, более низкой скорости линии, что приводит к снижению износа трубопроводов и компонентов. Постоянное производство меньших количеств транспортного газа также может привести к снижению энергопотребления и сохранению целостности транспортируемого продукта. Плотнофазовую транспортировку часто рекомендуют использовать для смесей материалов и смесей, чтобы свести к минимуму явление, известное как сегрегация, которое представляет собой расслоение сыпучих смесей.

При первом взгляде на эти два определения можно прийти к выводу, что транспортировка в плотной фазе явно является лучшим методом транспортировки сыпучих материалов по трубопроводу. Хотя это, безусловно, верно для некоторых материалов и процессов, при принятии этого вывода многие факторы упускаются из виду.

В этой статье мы рассмотрим моменты, которые следует учитывать, прежде чем выбирать лучший метод транспортировки вашей продукции и процессов.

Учтите еще раз, что тем самым параметром, который отличает транспортировку разбавленной фазы от транспортировки плотной фазы и наоборот, является скорость. Дальнейшее исследование этой темы с использованием обычных поисковых систем или общение с производителями этой технологии позволит получить терминологию, различающую два режима с использованием «коэффициента загрузки твердых веществ» и «высокого давления против низкого давления». Хотя это правда, что такие характеристики могут быть использованы для диагностики способа передачи этих атрибутов, это всего лишь симптомы. Многие системы транспортировки разбавленной фазы работают при перепаде давления значительно выше 1 бар (изб.) [15 фунтов на квадратный дюйм), что является часто используемым эталоном, позволяющим отличить разбавленную фазу от плотной фазы. Противоположное обстоятельство может иметь место и в реальном мире. К счастью, существует наглядный пример, прекрасно рассказывающий историю пневматической транспортировки, показанный на рисунке 1.