空氣輸送斜槽在玻璃工廠的應用

柏勉 孫顏剛

（中國建材國際工程集團有限公司 上海 200063）

0 引言

空氣輸送斜槽是一種新型的粉體輸送設備，在建材（水泥）、糧食、電力、醫藥、橡膠等行業已普遍使用。空氣輸送斜槽常用來輸送水泥、面粉、煤粉灰、白炭黑、炭黑等原料，但在國內玻璃行業很少使用，國內玻璃廠過去普遍采用帶式輸送機等傳統輸送設備輸送原料。帶式輸送機雖然輸送能力很大，但其本身的結構形式決定了其密封性能差，輸送過程難免存在粉塵外溢的現象。目前，政府環保部門對玻璃工廠環保要求越來越高，如何加強倒運設備的密封和減少原料車間粉塵成為原料設計中急需解決的問題。而空氣輸送斜槽具備密封性好、可多點下料、故障率少、輸送量較大等優點，可以在玻璃工廠逐步推廣使用。

1 空氣斜槽設備工作原理

空氣輸送斜槽是連續的氣動輸送設備［1］，其使用空氣以流化狀態將粉末向下輸送至斜槽。它是密相運輸，具有能耗低、生產成本低等特點，被廣泛使用在輸送干粉物料的運輸中。

空氣斜槽可輸送粒徑為5 mm或更小的非粘性粉狀物料，其流化狀態基本上類似于流化床的流化狀態，由上下的兩個U型槽組成。在上下槽體之間，具有耐腐蝕性、耐高溫性和很好的透氣性的可滲透層。整個槽體呈一定傾斜度排列，斜度一般為4°～12°。

工作原理：空氣斜槽輸送粉料時，粉料由進料口進入上槽體，風機從上向下從下槽體吹入壓縮氣體。壓縮氣體通過可滲透層使上槽體內的粉料流化。由于槽體從進料口到出料口向下傾斜，粉料則受重力作用從高向低流動，完成粉體輸送，見圖1。

圖1 空氣輸送斜槽工作示意圖

空氣斜槽由兩個密封的U形槽組成，上下U型槽在中間由透氣層隔開。空氣斜槽中使用的動力源是空氣，根據氣壓的大小，可分為高壓斜槽和低壓斜槽。高壓斜槽的壓縮空氣壓力為0.1～0.3 MPa，低壓斜槽風壓僅需要3 kPa以下的壓力。一般來說，離心風機可以滿足粉料運輸的需要，低壓空氣斜槽使用更廣。斜槽的上部槽體用于輸送粉狀物料，下部槽體通入低壓氣體，斜槽通常成4～12°傾斜角。風機的出風口通過鋼管或金屬軟管連接到下部斜槽的進氣口，進氣口配有過濾器，過濾空氣中的濕氣和灰塵。透氣層是用于支撐運輸粉體并使空氣均勻通過透氣層以使粉料流化的主要部件［2］。為了確保透氣層是筆直的并且防止在吹入空氣時透氣層變得凸出，透氣層的底部由金屬絲網或薄穿孔鋼板支撐。空氣均勻地滲透到透氣層中，以使運輸的物料流化。如果空氣分布不均勻，則物料的流化不均勻，導致粉料的運輸過程受到很大影響，所以選擇良好的透氣層材料十分重要。帆布透氣層近年來被廣泛采用。國內一般采用棉質21支紗帆布三層縫制，帆布下面用鐵絲網或沖孔薄鋼板襯托。帆布透氣層結構簡單，價格便宜，不易損壞及維修較方便，但耐熱性能較差。國外透氣層材質采用芳綸、滌綸等，耐熱性能好，一般耐溫可以達到250～300℃，且抗拉強度高、使用壽命長。為了減少進料口下面透氣層的磨損和沖擊，一般在進料口下方設有進料溜板（進料滑板），溜板起緩沖物料沖力的作用，物料通過溜板滑到透氣層上［3］。

當輸送線需要拐彎時可設置彎槽，需要分支時可設帶有改向翻板的三通或四通閘門。通過手動、氣動、電動或電液動閘門，可將物料輸送至指定斜槽或儲倉。

為適應操作的需要，可在適當地段設置截氣閥，分段使用節省風量。在入料口之后每2～3 m處及支槽、彎槽和出料口處可設置透明觀察窗，以便后期生產觀察或維修使用。

為了使上槽內氣體排出，一般在空氣輸送斜槽機體尾部上方或分支器前設排氣管介入收塵器系統，其排風量可按鼓風機的1.2～1.5倍來考慮，應使上槽內的氣力壓力處于零壓或微負壓狀態。

空氣輸送斜槽主要部件見圖2。

圖2 空氣輸送斜槽主要部件

2 技術指標

（1）輸送粉料狀態：干燥粉狀或5 mm以下的粒料，水分低于1%，否則會引起粉料運輸不暢、堵塞。

（2）輸送量：斜槽的輸送量受較多因素的影響，變化很大，需根據理論計算，結合實際使用情況綜合分析。空氣輸送斜槽技術參數見表1。

表1 空氣輸送斜槽技術參數（借鑒水泥行業參數）

需要注意的是，斜槽和其它輸送機械不同，料層過厚過薄都會對輸送產生不利影響。輸送量過低，很多時候不能順利輸送。相反，適當增大料層厚度可提高物料氣化均勻度，但應注意保持料層厚度一般為料道（上殼體）高度的1/4～1/3，且根據生產率選擇合適的輸送槽寬。

（3）輸送斜度：空氣斜槽的布置形式為沿著物料的輸送方向傾斜向下布置，斜度一般為4%～12%，應盡量采用較大的斜度，以提高輸送效率。

（4）耗氣量與氣壓：根據斜槽的斜度與物料的形狀特性，耗氣量在1.5～3 m3/ （m2透氣層·min）之間變動，一般可按2 m3/ （m2透氣層·min）考慮。進風壓力4～6 kPa，大規格長斜槽取偏大值，一般可按5 kPa考慮。

3 空氣輸送斜槽在玻璃廠的應用

（1）輸送硅砂

由于TFT玻璃采用的硅砂為干粉料，水分一般控制在0.5%以下，粒度一般在0.2 mm以下。這種硅砂流動性較好，如采用帶式輸送機輸送，由于皮帶機密封不嚴，容易造成原料車間粉塵飛揚，嚴重污染操作環境；而采用螺旋輸送機或其他輸送設備，又不可避免造成設備內部螺桿等磨損嚴重（硅砂硬度大，磨蝕性強），設備磨損帶入的鐵還會對TFT玻璃質量造成嚴重影響。故TFT玻璃廠的原料車間采用空氣輸送斜槽來倒運輸送硅砂。

藥玻和高硼硅玻璃原料車間也可以使用斜槽來倒運硅砂。

（2）輸送純堿

玻璃廠所用純堿一般為重堿，水分一般在0.5%以下，粒度一般在1 mm以下，容重為0.9～1.0 kg/m3。純堿較輕，流動性好，跟硅砂一樣，如果采用帶式輸送機輸送粉塵較大，故也可采用空氣輸送斜槽來輸送。采用斜槽來輸送純堿，需要根據純堿輸送量的大小來選用合適型號的斜槽，斜槽的角度一般采用8°。

（3）輸送長石、芒硝

玻璃廠所用的長石、芒硝為干細粉料。長石容重約為1.5 kg/m3，水分小于0.5%，粒度小于0.5 mm，流動性較好；芒硝容重約為1.0 kg/m3，水分小于0.5%，粒度小于1.0 mm，流動性較好。兩者都可以通過空氣輸送斜槽來輸送進日倉。

根據玻璃廠原料的流動性、顆粒度、安息角、容重、水分等特性指標可以選擇合適的輸送倒運設備，硅砂（干）、純堿、長石、芒硝等干細粉料可以采用空氣輸送斜槽輸送，但硅砂（濕）、白云石顆粒料、石灰石顆粒料則不適合斜槽輸送，可以選用帶式輸送機、螺旋輸送機或振動給料機輸送倒運。

4 空氣輸送斜槽性能影響因素

（1）斜度。輸送斜槽的斜度是槽內物料流動的必要條件之一。斜槽的斜度取決于物料特性、狀態、工藝布置等。

（2）輸送能力。輸送斜槽的輸送能力受到很多因素的影響，其中主要的因素有斜槽的寬度、斜度、風量及物料特性等。

（3）空氣消耗量。為使輸送斜槽內物料經常處于流態化，需要送入空氣，空氣量的大小與物料特性、透氣層的狀況和斜槽的斜度等因素相關。

（4）風壓。輸送斜槽的風壓需要考慮克服透氣層阻力、物料摩擦阻力及輸送風管的阻力等。

（5）風機。空氣輸送斜槽用鼓風機的規格一般按照需要風量的風壓選取。

5 操作注意事項［4］

空氣輸送斜槽在操作使用時，應注意以下幾點：

（1）投入使用前應仔細檢查，注意各密封處是否符合要求，防止透氣層及槽體漏風。

（2）開車時，關上進風閥，啟動后根據需要逐步打開進風閥。根據輸送物料的要求，調節好下槽截止閥，然后開始下料。

（3）下料后，應經常通過觀察門觀察物料流動情況，結合測壓參數，調節進風量。

（4）停車時，應停止喂料，逐漸關小進風量。待輸送斜槽內物料卸完2～3 min后再停止鼓風機。

（5）嚴防被輸送物料中夾雜大顆粒及雜物。

（6）嚴格控制輸送物料的水分。特別是在雨季，如果物料水分變大，物料在輸送斜槽內流化不良，流動性差，容易造成堵塞。鼓風機鼓入的空氣也要求清潔、干燥。

6 結語

空氣輸送斜槽具有磨損少、耗電少、易維護、密封性好、低噪音、用料省、構造簡單、操作安全可靠、輸送量大，可以同時多點進料和卸料、易于改變料流方向等優點。隨著對玻璃工廠原料車間粉塵日益嚴格的環保排放要求，原料倒運輸送設備也在朝著全密封、智能化、精細化方向發展，隨著工藝技術的不斷完善與改進，空氣輸送斜槽將得到更廣泛的應用。