气力输送系统的设计和选择1
硫酸法钛白生产中负压气力输送系统的设计选型
摘
要： 通过对用 于钛 白粉生产装置 中的 中间成 品粉碎 工段里 的负 压气力输送 系统 的设 计 ， 理论 上阐述 了 从
、 文献标识 码 ： Ａ 文章编 号 ：０８—９ １ （ ０ ２ ０ ０ １ ０ １０ ４ １２ １ ）４— ０ ３— ３
其在生产 实践 中的优点及设计选 型过程 ， 通过在实际应用 中的验 证 ， 本系统运 行正 常 ， 同时抛 砖引 玉 ， 同分享负 共
２１ ０ ２年 ８月 第３ ７卷 第 ４期
贵 州 化 工
Ｇｕｚ ｏ Ｃ ｅ ｃ ｌ ｄ ｓｒ ｉｈ ｕ ｈ ｍｉａＩ ｕ ｔ ｎ ｙ ・１ ・ ３
硫 酸 法 钛 白生 产 中 负压 气 力 输 送 系统 的设 计选 型
李 林 ● ●
（ 州东华工 程股份有限公司 ， 贵 贵州 贵阳 ５ ００ ） ５ ０ ２
管道弯头 （０ ） ９ 。 数量 ≤３ 个。
２ ２ 选型 计算 ．
２ ２ １ 设 计 基础 数据 的确定 ．．
设计 基础 数据 可根据 参考 资料 中的介 绍 以及 生
产实 践经 验选 取 … Ｊ ：
（） １ 由于实 际生 产 输送 过 程 中 产 生 的损 耗 和不 均衡 ， 故实 际 生 产 量 Ｇ ｓ＝１ ２×３ ５ｔｈ＝４ ２ｔｈ ． ． ／ ． ／ （ 际生产 中输 送不 均衡 系数取 １２ ； 实 ． ） （） ２ 由于 物 料 输 送 距 离 较 短 ， 送 量 较 小 以及 输 钛 白粉 煅烧 料 的 物料 特 性 ， 送 压 力 状 态 采 用低 真 输 空 输送 ， 初定 物料 输送 混 合 比 Ｍ ＝８ 低 真 空 输送 故 （ 混 合 比 Ｍ＝１ ８ ； ～ ）
置为吸嘴 ， 中间为密闭管道联接 ， 源设备设置在整 气 套系统的末端 ， 当罗茨真空泵运转时 ， 在整个系统 内 形成 负 压 ， 由密 闭 管 道 内外存 在 的 压 力 差将 空 气通
气力输送系统及其设计
气力输送系统及其设计董中华【摘要】介绍了散装物料的气力输送技术，并对气力输送系统的构造和设计步骤进行了较详细的阐述。
%The pneumatic conveying technology of the bulk material, as well as the configuration and the design procedure of the pneumatic conveying system are elaborately introduced.【期刊名称】《化工装备技术》【年(卷),期】2016(037)003【总页数】4页(P5-8)【关键词】散装物料;气力输送;设计;输送压力;气流速度;压力损失;输料管【作者】董中华【作者单位】拜耳材料科技中国有限公司【正文语种】中文【中图分类】TQ051.21输送散装物料有多种方式，如带式输送机、螺旋输送机、刮板输送机和振动输送机等。
相比这些输送方式，气力输送经常是一种更实际和更经济的物料输送方式。
其原因如下：（1）气力输送系统的安装和操作较为经济。
（2）气力输送系统是个完全封闭的系统，如果需要，可以设计为没有任何运动部件与被输送物料接触。
因为是密闭系统，运行起来相对干净和环境友好，也更易维护。
（3）对于后期的路径改变和扩展，较为灵活方便。
从压力方面来分，有负压输送和正压输送。
负压输送的优势：（1）可以从几个源头点到一个目标点，即多对一；（2）在环境压力下，喂入装置简单（正压输送通常需要旋转阀）；（3）输送气体无需冷却处理。
正压输送的优势：（1）可以从一个源头到几个目标点，即一对多；（2）物料的目标接受装置为常压设计，较为简单；（3）可以采用高的输送压力（6×105Pa或者更高，而负压输送压力最大不超过-1×105Pa）；（4）可以实现更长距离的输送；（5）可以采用较小直径的管道；（6）适合用密相输送。
从物料在输送气体中的形态来分，有稀相输送、沉底流输送和密相输送。
气力输送系统的设计原则与程序
气力输送系统的设计原则与程序在设计压送式气力输送装置时，首先必须要对被输送物料的性质和料粒形状，输送条件，现场状况等进行了解和研究，在此基础上充分发挥气力输送的优点，正确选择气力输送的类型，以利于提高生产效率。
一、设计原则1、输送物料的性质和料粒形状物料的粒度常取平均粒度作为物料的计算粒度，并要了解物料粒度的分布情况。
物料的流动性一般用堆积角和摩擦角的大小来间接表示。
同一种物料由于含水量不同，流动性有很大的差别，对物料的含水量需考虑是内部水分还是表面水分，要考虑物料的粘附作用。
●物料的密度和堆密度是直接影响气力输送装置的外形尺寸、结构形式及功率消耗的大小。
●物料破碎率决定气力输送的布置路线、输送距离和选定合适的气流速度。
●物料的腐蚀性对输送管道的材质提出特殊的要求。
●物料有静电效应时，要安装必要的地线和防止带电装置，防止产生静电。
●对爆炸性物料，除防止静电外，必须采取防爆安全措施。
●对输送有害物料，必须考虑采取密闭的搬运安全措施，防止管道和设备磨损或损坏而外泄。
2、输送量在压送式气力输送装置设计时，要根据单位时间的输送量来确定装置的容量及规格。
气力输送装置往往是成套设备中的一部分，必须与其他主机及辅机匹配，如果在输送量的大小上发生矛盾，可以采取中间料斗贮存缓冲的办法予以解决。
输送量还与工艺有关，根据工艺要求决定采用间歇式还是连续式的装置，在选用压送式气力输送形式还应考虑装置的可靠性，要估计气力输送一旦发生故障对生产的影响。
3、输送起点和终点的状况在保证工艺的前提下尽可能缩短输送距离，充分发挥压送式气力输送的优势。
装置的安装高度和给料方式要允分考虑周围的环境，必须不阻碍交通，便于检修，并减少设备维护费用。
4、降噪及环保气源机械的噪声影响环境，在气源进口及出口处，必须采取降低噪声措施。
如风机或空气压缩机安装在单独的房间内，采用消声器等。
气力输送装置必须考虑排气的除尘效果，采用各种类型适合于气力输送特点的除尘器，防止对大气的污染，若采用湿法除尘器时，要考虑污水处理。
气力输送系统的设计要点
气力输送系统的设计要点【摘要】本文简要介绍了气力输送系统的分类和组成，并对气力输送系统设计中存在的一些重要问题进行归纳总结，为以后的工程设计提供参考。
【关键词】气力输送；分类；组成；设计要点0.前言气力输送是借助负压或正压气流通过管道输送粉料的技术。
与其他机械输送方式如斗提、皮带等相比，具有设备简单、布置灵活、占地面积小、操作及维修方便等特点，在钢铁、煤炭、电力、化工、粮食等行业得到广泛应用[1]。
气力输送系统设计的合理与否，对输送效率、运行成本和使用寿命都有重要影响，因此本文对气力输送系统设计中着重考虑的问题进行归纳总结，希望引起工程设计同行的重视，为将来的工程设计提供参考。
1.气力输送系统1.1气力输送的分类根据输送管中物料的密集程度，气力输送可分为稀相输送和密相输送。
稀相输送的混合比一般为0.1～25，输送气速为18～30m/s，高于浓相输送[2]。
根据输送管中气体的压力大小，气力输送可分为吸送式和压送式。
吸送式的输送管内压力低于大气压，能自吸进料，缺点是必须负压卸料，而且物料输送距离较短；压送式的输送管内压力高于大气压，卸料方便，物料输送距离较长，其缺点是须用给料器将物料送入带压的管道中[3]。
1.2气力输送系统的组成气力输送系统主要包括给料系统、输料系统、集料系统、动力系统和控制系统五大部分。
给料系统的作用是保证粉尘能够连续、均匀地进入输送管中，主要包括粉料缓冲斗、插板阀、旋转给料阀、给料器等。
由于吸送式气力输送的输送管内存在一定负压，能够自吸进料，故其给料器通常采用L型或V型给料器，压送式的给料器较复杂，一般采用船型给料器或仓泵。
输料系统是粉料输送的关键环节，由输送直管、弯管、吸气口、吹扫口等组成，输送管的布置对气力输送系统的压力损失、连续稳定运行有至关重要的影响。
集料系统的作用是使料气分离，并将粉料收集后集中处理，主要包括集料器、卸料阀、粉料储罐等。
集料器即除尘器，烟尘粒径小、混合比大时，应采用二级或以上的除尘设备，一般采用旋风分离器串联布袋除尘器即可满足收尘效率。
确定气力输送的主要参数
气力输送最重要的参数：气流速度和输送浓度（气固比）设计一套气力输送系统时气流速度和输送浓度这两个参数并非是能够计算出来的而是依靠经验设定的，最优先的条件就是确定气流速度和输送浓度，这两个参数至关重要，从设计的最初阶段就必须确定这两个参数，他们设定正确的话则气力输送系统已经成功一半了，反之这两个参数不正确的话则气力输送系统完全不可行。
确定气流速度和输送浓度之后即可计算出其他全部的数据。
1，气流速度和输送浓度（物料量）同时变化的情况下水平管道输送状态试验：⑴当管道内气流速度很快远大于悬浮速度，而物料量则相对较少（输送浓度低）时，水平管道内的物料颗粒基本上接近均匀分布，并在气流中呈完全悬浮状态随气流前进。
这就是稀相输送。
⑵气流速度降低同时增加物料量（输送浓度增加）时，气流作用于颗粒上的推力随之减小，颗粒的运行速度相应地减慢，并伴有颗粒之间的相互碰撞。
致使部分较大颗粒趋向于下沉接近管底，水平管道内的物料颗粒分布变得上稀下密，但所有物料仍处于连续前进状态。
这就是密相输送。
2，下面分别对输送浓度和气流速度进行试验：①输送浓度试验：一个动床试验设备，见下图：输送管道的阻力降正比于输送距离而反比于输送物料的浓度，在其他参数相同且气源的输出压力恒定的情况下如果增加输送距离，其阻力也必然相应地增加，使其超出气源的输出额定压力，为了不增加输送管道的阻力就只能降低输送浓度。
换句话说增加输送距离的话就必须降低输送浓度，也就是输送浓度取决于输送距离。
也可以这样理解，针对采用同样输出压力的气源，如果一定浓度的物料能够被输送100米的话，再让其以同等浓度的物料输送200米的话则肯定送不动了，只能降低输送浓度1倍才能送走，因此输送浓度与输送距离有很大关联。
用一个动床试验设备，加入1公斤物料进行吹送30米，大约用30秒将这些物料吹送完毕。
、将管道长度加长一倍则用70秒才能将相同的1公斤物料吹送完毕。
这说明管道长度增加后其输送时间延长了一倍多，这就意味着输送浓度降低了，即输送浓度反比于输送距离。
气力输送系统及其设计
很 多 物 料 的 可 以低 至 ３ ｍ／ｓ。设 计 时 ，人 口气
流 速度 Ｃ 通 常取 最 小气 流速 度 Ｃ 的 １．２倍 。
Ｃｌ＝１．２Ｃ
（１）
不 建议 采用 最 小气 流速 度设 计 ，增加 设计 余 量可 弥
补 物料 流 量波 动 的影响 。物 料流 量波 动会 导致 压 力
送 、沉底 流 输送 和密 相输送 。各 种输 送 方式 的对 比 如 表 ｌ所 示 。 ２ 气 力输 送 系统构 造
一 ；
（２）在 环境 压 力下 ，喂入 装置 简单 （正压 输送
图 １所示 为典 型 的正压 气力输 送 系统 构造 ，该
董 中华 ，男 ，１９８１年 生 ，硕 士 。上 海 市 ，２０１５０７。
这 么 大 的压力 ），则 需要 重新 选择 。
（６）选择 输送 线人 口气流 速度 Ｃ，
气 力输 送 的工 艺设 计就 是要 弄 清楚 三个 关键 参
数 ：管径 、所 需气 体 的气量 和压 力 。 因此 确 定输 送
气 体 的速 度很 有必 要 。在物 料 喂入 点输送 气 体 的速
度 ，即入 口气 流速 度 Ｃ ，不 是 估 猜 值 ，它 是 依 据
第 ３７卷 第 ３期 ２０１６年 ６月
化 工装备技 术
５
气 力输送 系统及 其设计
董 中华
（拜 耳 材 料 科 技 （中 国）有 限 公 司）
摘 要 介 绍 了散 装物料 的气 力输送 技 术 ，并 对 气力输 送 系统 的构 造 和设 计步 骤进 行 了较详
细 的 阐述 。
关键 词 散 装物料 气 力输送 设 计 输送 压 力 气流速 度 压 力损 失 输 料 管
气力输送原理与设计计算
气力输送原理与设计计算气力输送是一种流体输送的方式，通过高压气体或气流将固态或液态物质输送到目的地。
气力输送主要应用于建筑材料、化工、粮食、医药等行业，其输送原理和设计计算是研究气力输送的基础。
一、气力输送原理气力输送是通过高速气流将固态或液态物质在管道中输送到目的地。
当高速气流通过管道中的物料时，产生了一定的阻力，物料随着气流的推动在管道中运动。
物料输送的基本原理是利用高速气流对物料进行运动和悬浮，当物料与管道壁面或物料自身接触时，形成了摩擦力和重力，这些力会对物料的输送和递送产生影响。
在气力输送过程中，气体对物料形成冲击、惯性和剪切作用，使物料粒子之间发生碰撞，从而形成了堵塞、飞沫和结块现象。
为减少这些不利的影响，需要在设计中考虑物料特性、管道直径、流速、气体性质和气氛等因素。
二、气力输送设计计算1. 气体管道设计气体管道的设计首先要确定管道直径和输送速度。
一般来说，直径较小的管道输送速度较快，但也容易产生堵塞和结块。
根据运输物料的粘度、密度和颗粒形状选择管道直径。
通过实验和测试确定输送速度和管道直径。
2. 生产物料和气体流量的计算在气力输送中，对生产物料和气体流量的计算是非常重要的。
通过实验和测试确定生产物料的密度和颗粒大小，从而计算出物料的传输量。
对于气体流量的计算，需要考虑输送材料的特性、气体的压力和温度等因素。
一般来说，气态流体通过管道的总流量取决于气体的压力、管道长度和管道内径等参数。
3. 气力输送设备的选择在气力输送设计过程中，需要选择适合的输送设备。
一般来说，气流输送分为沉降相式和悬浮相式。
沉降相式要求管道中的物料沉降到底部，重物料和轻物料分别在不同的位置，这需要对物料和气体流动进行控制。
悬浮相式要求物料与气流悬浮在一起，在管道中形成泥浆状流体，常用于细颗粒物料的输送。
4. 气动输送控制系统设计在气力输送设计过程中，需要考虑气动输送控制系统的设计。
主要控制方式有手动控制和自动控制两种。
气力输送系统
根据系统的需求，可以选择离心式风机、轴流式风机或鼓风机等不同类型的风机。风机的主要作用是 产生气流，通过输送管道将物料输送到目的地。同时，鼓风机也常用于提供压缩空气，确保系统的正 常运行。
控制系统
总结词
控制系统是气力输送系统的指挥中心，负责监控和调节系统的运行状态。
详细描述
控制系统通常包括传感器、控制器和执行器等部件，能够实时监测系统的运行状态，并根据设定的参数自动调节 风量、压力等参数，确保系统的稳定运行。同时，控制系统还可以实现远程监控和操作，方便对系统的管理和维 护。
02
该系统适用于长距离、大管径、 散装物料的输送，具有较高的输 送效率，但需要消耗大量压缩空 气，且管道密封性要求较高。
负压气力输送系统
负压气力输送系统是通过在输送管道 内形成负压，利用空气负压将物料从 供料点吸送到目的地。
该系统适用于短距离、小管径、粉状 或颗粒状物料的输送，具有较低的能 耗和空气污染，但输送效率较低，且 管道密封性要求较高。
例如，旋风输送系统适用于大块物料的输送，螺旋输送系统 适用于粘性物料的输送，喷气输送系统适用于气体物料的输 送等。
03
气力输送系统的组成与部件
供料装置
总结词
供料装置是气力输送系统的起始部分，负责将物料输送到系统中。
详细描述
供料装置通常包括料斗、给料器、振动器等部件，用于将物料定量、均匀地送 入输送管道。根据物料的特性和输送要求，供料装置的设计和配置会有所不同。
食品行业
用于输送食品原料、添 加剂等，如面粉、糖、
盐等。
医药行业
其他行业
用于输送药品原料、中 间体等，如阿莫西林、
头孢菌素等。
如冶金、电力、建筑等， 用于输送各种物料。
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气力输送系统的设计和选择
1．基本设计数据
1.1装置的位置 :江苏某码头，不考虑海拔、温度范围变化，按常温设计。
1.2被输送的物料贝壳：属三相不均匀散状物料，ρp=2300kg/m3 ρs=0.75 kg/m3.颗粒尺寸、
dmax=30,dmin=10,三维尺寸不均匀，有脆性、磨琢性。
1.3始送数据：输送流程图及输送管道布置图如图1。
进入系统的物料温度室外温度℃;物料中水的含量 3 ％
允许堵塞程度 2 ％，允许细粉的损失率 2 ％
物料的滑动角 30 ，休止角 40 。
机械特征：干的、易破碎的、脆性大磨琢性大
流动性：自由流功粘滞无堆密度 750 kg／m3
粒度范围：尺寸10 -15 mm 85 % 尺％
最大块物料尺寸 30 mm
最大块物料占总物料的百分率 15 输送能力：最小 10000 kg/h，最大 30000 kg/h
使用要求，系统操作：批量
操作周期：每天24小时的频率 10% 及每周期操作 5 时
输送范围：总垂直升高 8000 mm 总水平距离 15000 mm 要求90°弯头数目 2
要求45°弯头数目 0
系统特征：被输送物料来自船仓卸料点数目 1 供气动力设备：
类型风机位置 (室外)
需要动力：电机：类型.开式全密封级组
电流电压相功率
装置位置：海拔 m，环境温度范围 -10-40℃
管道结构材质软管
输送介质(空气)、操作类型(批量等)、
2 输送方式确定
按题意,选抽吸式,在或能情况下尽量选中低压风机
3设计计算
(1)输送速度确定
密相输送散状固体物料的最小输送速度大约为5-l0m/s ，但这是极易改变的。
对一定的物料，特别不是在密相系统输送的固体颗粒物料，最小输送速度的确定是指物料颗粒开始失掉支持将要落下那点的速度(悬浮速度)。
对于大多数物料来说，最小输送速度约为16m/s ，这是稀相系统初始设计选用的较好值。
这很好理解：当输送含大块的散状固体物料特别是物料密度较大时，其最低输送速度显然是非得大的。
一旦最小输送速度确定后，设计选用的输送速度一般高于最小输送送速度的20％，以提供防止输送管道堵塞的安全系数。
一般不建议采用更大的输送速度，因为这会加大功率消耗和分离设备并使被愉送物料过分破裂降级和使输送系统的部件严重磨损。
本题为不均匀片状为此初选择输送速度v0=20m/s
(4)固气比
按资料1:对于稀相输送系统典型的固气比在5-15(kg 物料/kg 空气)之间。
设计稀相输送系统合理的方法首先假设其固气比为10，然后再将此值上调或下调，以便使系统的压降与所用鼓风机或压缩机的特性相匹配。
按资料2提出据当量长度和输送压力定 (一)当量输送长度
Z H V V F
L =L +K L +K L +L θθ∑∑∑∑
=
=15+2*8+2*10 +4=55 m (17—20) 式中；
Lz —当量输送长度
∑Lz —水平直管的总长度 ∑Lv —垂直管的总长度 ∑L θ—斜管的总长度
∑L f —管件和阀件的总当量长度
Kv 、K θ—换算系数，由试验确定。
一般取K θ=1.6；Kv=1.8—2.0, 管 件 及 阀 件’种 类 当
量长度（m)
90°弯管
弯管的曲率半径与管道直径之比，Ro/D
6 8 lO 12 7-10 9-13 12-16 14-1
7 ： 双路换向阀门
带盘形阀 带旋塞阀
带双路V 形螺旋
8～10
3—4 2—3
换向接管
双 路 三 路
3—4 3-5
本题抽吸式选中低压按表初选ma=6 3气体流量 ma= G/Ga
Ga=G/ma=20/6=3333㎏/h
V0=KV=KG/(3.6ρama)=1.2×20/(3.6×1.2×6)=0.9259m3/s=
式中K=1.2为风量储备系数
0440.92590.24220V D v ππ⨯===⨯
图17-61 质量浓度：m 。
与当量输送长度Lz ；的关系
(a)压送式；(b)抽吸式
1-干燥松散性良好ρs=2.3-3.2t/m3;2-湿度大磨琢性大ρ=1.8-2.5t/m3
取ma=10时
V02=6V01/10=0.5555
D===
10.18
方案1:v=20,ma=6, D=240,风量为4000m3/h,风机负压大于50kPa 方案2 v=20,ma=10, D=180,风量为2200m3/h,风机负压大于60kPa 方案3 v=25,ma=10, D=150,风量为2200m3/h,风机负压大于65kPa。