食用鹽的濃相氣力輸送試驗研究

劉劍飛 陳留平

（中鹽金壇鹽化有限責任公司，江蘇 金壇 213200）

食用鹽的濃相氣力輸送試驗研究

劉劍飛 陳留平

（中鹽金壇鹽化有限責任公司，江蘇 金壇 213200）

針對食用鹽顆粒的特性，通過濃相氣力輸送實驗裝置，研究了不同管內流速對食用鹽顆粒破碎的影響，結果表明：流速越大，破碎率越高。采用伴吹管道和濃相穩定器，可以有效地降低破碎率。

食用鹽 濃相氣力輸送 破碎率

精制食鹽在輸送的過程中為了防止異物的混入，在輸送距離不遠而提升高度又比較高時，采用氣力輸送方式。氣力輸送方式有著其他機械輸送方式無可比擬的優點，如：輸送無污染，輸送能力大，工藝布置簡單，可以實現從一處向多處輸送等。但是精制食鹽呈顆粒狀，流化性差，堆積密度大，氣力輸送系統存在易堵塞和破碎率高的問題，要從根本上解決這些問題，就必須對精制食鹽的物料性質作深入的分析研究，同時根據物料性質的特點對精制食鹽在管道內的輸送特性反復地進行實驗研究。

輸送過程中精制食鹽的破碎主要是由于沖擊或者剪切應力的作用。如果采用稀相輸送，輸送流速較大，動壓較大，沖擊是氣力輸送過程中物料產生破碎的主要因素。對于濃相輸送，在輸送系統已定的情況下，輸送物料以栓狀或者沙丘流的方式運動，物料與管壁的摩擦以及物料在彎管處的沖擊是導致物料破碎的主要因素。除此之外，固氣比、彎管結構、輸送管路長度以及物料顆粒強度對破碎率也有著重要影響。總的來講，降低物料在管道內的流速是有效降低物料破碎率的主要手段。

本文主要研究以下問題：

（1）觀察精制食鹽在水平管道和垂直管道內的輸送狀態是否穩定；（2）如何采取有效的手段保證精制食鹽在管道內輸送時不發生堵塞；（3）在輸送狀態穩定的前提下，如何把用氣量降至最少，使得精制食鹽在管道內的流速降至最低，從而有效降低精制食鹽在輸送過程中的破碎率。

1 實驗室氣力輸送系統的組成

2.1 物料特性及輸送參數

物料名稱：食用鹽

堆積密度：1.2～1.3 t/m3

安息角：37°

物料溫度：常溫

物料粒度：0.15～0.85 mm

毒性：無

流動性：一般

腐蝕性：有（Cl-腐蝕和氧腐蝕）

靜電性：有

粉塵： 有

空壓機氣量：10.4 Nm3/min

空壓機壓力：700 kPa

儲氣罐：3 m3

布袋除塵器面積：20 m2

輸送泵型號：RPD12/8/4 （12為輸送泵容積，12立方英尺 , 約0.34 m3；8為進料口圓頂閥公稱直徑，為8英寸，合200 mm ；4為輸送管路公稱直徑，為4英寸，合計100 mm）

輸送距離：172 m

輸送高度：8 m

彎頭個數：8個

提升次數：2次

2.2 實驗室氣力輸送系統的組成

實驗室氣力輸送系統主要設備包括：空壓機；前置過濾器；冷干機；后置過濾器；儲氣罐；輸送泵；輸送管道；伴吹管道；濃相穩定器；布袋除塵器； PLC控制柜和上位機，見圖1。

圖1 實驗室氣力輸送系統示意圖

2.3 主要工藝和設備描述

人工把精制食鹽加入緩沖倉內，緩沖倉下布置一臺濃相輸送泵，輸送泵頂部安裝一個手動插板閥和柔性節與緩沖倉相連，正常情況下，手動插板閥處于常開，它的主要作用是檢修輸送泵時隔斷緩沖倉內的物料。系統運行時，濃相泵入口圓頂閥打開，精制食鹽在重力的作用下落入濃相泵罐體內，在裝料過程中罐體上的排氣閥打開以使罐體內置換出的空氣排出。當濃相泵內的料位開關指示裝料完成后排氣閥關閉。經過一個短暫的延時后濃相泵罐體填料完全完成，濃相泵入口圓頂閥和排氣閥都關閉并密封后，出口圓頂閥打開，精制食鹽進入鋼制輸送管線輸送到指定接收倉。當精制食鹽被送進接收倉后，會由于輸送管路上輸送壓力的降低發出信號，使出口圓頂閥和輸送空氣閥關閉，輸送循環結束。

輸送系統接收倉屬常壓密封狀態，在氣流物料混合進入接收倉后空間擴大，氣流氣壓突降，部分含塵氣體隨氣流向倉頂擴散進入布袋除塵器后回收。接收頂部還應設置料倉保護裝置508型真空壓力釋放閥，在除塵器排氣不暢和溫度變化不正常時，保護接收倉不受過量的正壓和負壓影響。

整個輸送過程完全是自動化運行，操作人員可在上位機上對輸送系統進行監控。

2.3.1 濃相輸送泵的工作原理：

回到家里，一股無名火就上來了，其實也就是一種怨氣。下面是空的，難道上面還不許往里塞東西嗎？她就大嚼了一頓黃瓜，還啃了一堆野桃子，脖子一伸一縮的，被撐得不能動彈了。紅琴仰面躺在木床上，屋子里異常地靜謐，一只烏鴉在門口的樹枝上棲息著，聒噪了兩聲，忽然展翅飛走了。它飛了一陣子，又落到了遠處的田塍上。空曠的田野上，稻子剛剛收割掉，偶爾也有幾只青蛙不甘寂寞地叫兩聲，打破這鄉野獨有的恬靜。

濃相輸送泵可串、并聯，在PLC系統控制下，按程序自動工作，見圖2：

圖2 濃相輸送泵的工作示意圖

（1）控制系統檢測到發送倉低料位或定時時間到，并且系統具備啟動條件時，啟動系統；

（2）入口圓頂閥打開，出口圓頂閥關閉，物料靠自重落入倉泵，落料的過程中排氣閥打開，使倉泵排氣保證落料的通暢；

（3）當倉泵高料位觸發時，系統關閉排氣閥，一定的延時后關閉入口圓頂閥，打開加壓進氣閥和出口圓頂閥，物料被送入輸送管道開始輸送；

（4）當倉泵壓力降到設定值時，打開排氣閥排氣，系統準備執行下一個落料周期。

2.3.2 輸送泵底部流化出口彎頭

濃相輸送泵底部均配有流化出口彎頭，該出口彎頭是由316 L不銹鋼制成，厚度10 mm，出口角度為60°，配有3個流化進氣口，能夠保證從輸送泵最底部流化物料，使得物料易于從輸送泵內進入輸送管道內，同時增加了出口彎頭的使用壽命，見圖3。

圖3 輸送泵底部流化出口彎頭

2.3.3 濃相穩定器

圖4 濃相穩定器示意圖

2.3.4 控制系統工作描述

實驗室采用西門子PLC S7-300加上位機結構，通過上位機實現對整個輸送系統設備的監視、操作與控制，并確保其正常、可靠運行。

2.4 試驗結果

表1為鹽樣2次與6次經過氣力輸送實驗裝置粒徑磨損分析表。

表1 鹽樣2次與6次經過氣力輸送實驗裝置粒徑磨損分析表

通過大量的試驗，可以清楚地觀察到以下現象：

（1） 精制食鹽在重力作用下能夠很順暢地從緩沖倉內落入下方的輸送泵內，落料時間很短。

（2）由于精制食鹽堆積密度較大，呈顆粒狀，在倉泵內流化效果較差，因此在出口彎頭處再額外增加一套環形流化，防止壓縮空氣進入倉泵以后，精制食鹽大量涌入管道內從而造成堵塞的現象。

（3）通過采用伴吹管道和濃相穩定器，可以有效地把用氣量分配至輸送管道內，可以觀察到精制食鹽從倉泵內全部進入管道后在水平管道內呈現沙丘狀或者栓狀流，用氣量很低，流速很小，輸送穩定，有效地減少了精制食鹽對設備和管道的沖擊，從而把破碎率降至最低。

（4）當精制食鹽通過輸送管道進入末端料倉后，隨著管道內物料的減少，壓力下降較快，瞬間流速增大，沖擊增大，物料的破碎率增加，為避免這種情況出現，輸送倉泵配氣修改成半連續輸送，也就是在當物料從倉泵內進入管道以后，不等管道清空，關閉出口閥，倉泵開始落料，當落滿以后，出口閥打開，從而保證物料在管道內始終有一定的阻力，防止產生大量的沖擊從而增加精制食鹽的破碎率。操作界面見圖5、6。

圖5 壓力輸送曲線

圖6 實驗室上位機操作畫面

3 結論

為了避免精制食鹽在輸送時發生堵塞和破碎，可以采取以下措施：

（1）增加伴吹管路和濃相穩定器，把總的用氣量分配到輸送管道上，把用氣量降至最少，流速降至最低。

（2）彎頭采用大半徑曲率彎頭，內壁進行拋光，減少精制食鹽在通過彎頭時的阻力。

（3）把輸送泵配氣修改成半連續輸送，始終保持管道內有一定的阻力，防止管道清空時物料對末端設備產生較大的沖擊從而增加精制食鹽的破損率。

（4）在倉泵出口彎頭上增加環形流化裝置，避免壓縮空氣進入倉泵以后，精制食鹽大量涌入管道內從而造成堵塞的現象。

Study on the dense-phase pneumatic conveying of the edible salt

LIU Jian-fei CHEN Liu-ping
(China Salt Jintan Co., Ltd., Jintan 213200, China)

Based on the physical and chemical properties of the edible salt, the article discussed the relationship between the different flow rate and crashed rate of edible salt in pneumatic conveying unit. Results indicated that the flow rate becomes faster, the broken rate becomes higher. The crashed rate could be decreased obviously due to the secondary blowing pipes and dense-phase stabilizer.

edible salt; dense-phase pneumatic conveying; crashed rate

劉劍飛（1965-），男，湖北人，高級工程師，從事鹽化工的生產技術管理工作。