高固气比状态下的粉煤气力输送
密相气力输送系统的选型参数分析
２０１９年第３期硫磷设计与粉体工程ＳＰ＆ＢＭＨＲＥＬＡＴＥＤＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ密相气力输送系统的选型参数分析杨宝华（格律克粉体工程 上海⓪有限公司，上海㊀２０１１０８）㊀㊀摘㊀要：密相气力输送具有气速低㊁固气比高㊁能耗低㊁耗气量少，管道磨损小，物料不易破碎，易于除尘，安全性能高等优点，在石油化工行业应用广泛㊂介绍了密相气力输送原理㊁仓泵结构㊁工艺流程等，分析了输送系统参数的设计和选取，重点分析了系统压力降的计算方法，并提出输送系统优化设计的建议㊂关键词：气力输送；密相输送；仓泵；固气比；压力降中图分类号：ＴＱ０２２．４㊀㊀文献标识码：Ｂ㊀㊀文章编号：１００９－１９０４（２０１９）０３－００１９－０５１㊀概述气力输送技术在工业上的应用已有很长的历史，在相当长的一段时间内，这项技术几乎都是呈悬浮流的稀相输送方式㊂相比于稀相气力输送，密相气力输送具有气速低㊁固气比高㊁能耗低㊁耗气量少，管道磨损小，物料不易破碎，易于除尘，安全性能高等优点［１，２］㊂密相气力输送在石油化工行业的化肥㊁合成树脂㊁聚氯乙烯㊁催化剂㊁炭黑㊁颜料㊁洗涤剂㊁二氧化钛等生产过程中得到广泛应用，在某些工艺如气流床粉煤气化中煤粉密相气力输送甚至是关键技术之一㊂对于密相气力输送管内流动规律的研究，受限于气固两相流㊁物料和装置的复杂性，及现有实验手段和条件的限制，长期以来对其机理和理论的认识仍未完全成熟［３，４］㊂从而给工程设计和计算带来一定的困难㊂作为初步设计，笔者结合现有理论和相关文献及经验介绍密相气力输送系统的原理并分析其基本选型和系统参数的选择㊂２㊀密相气力输送原理及工艺流程２．１㊀输送原理仓泵（也称发送罐）是密相气力输送系统的发送装置，其出料方式分为下出料和上出料两种㊂仓泵输送有单泵模式，也有双泵（或多泵）模式㊂仓泵采用间歇式输送，物料每进㊁出一次为一个工作循环，其过程分为进料㊁流化㊁输送和吹扫４个阶段㊂１．进料阶段㊂进料阀打开，物料落入泵内，当料位计发出满料信号或达到设定时间时，进料阀自动关闭，进料过程结束㊂２．流化阶段㊂进料过程结束后进气阀打开，压缩空气注入，在物料被充分流化的同时，泵内的压力也逐渐上升㊂３．输送阶段㊂当泵内压力达到一定值时压力传感器发出信号，出料阀开启，物料输送开始，泵内物料逐渐减少，输送过程中物料始终处于流化状态㊂４．吹扫阶段㊂当泵内的物料输送完毕，压力下降到等于或接近于管道阻力时，加压阀和吹堵阀关闭；出料阀在延时一定时间后关闭，整个输送过程结束，完成一次工作循环㊂整个密相气力输送过程中仓泵内的压力ｐ是不断变化的，如图１所示㊂图１中，Ｏ为仓泵进气阀开启时刻；ｐＨ为出料阀开启压力，即输送上限；Ｑ为低压到达点时刻，即输送下限；Ｒ为进气阀与出料阀关阀时刻，即输送过程结束㊂在密相气力输送过程中气速低㊁浓度高，即使同一工况下，物料流型也不单一，而是多种流型并存，并不断发生转化㊂水平输送管内的流型分别为悬浮流㊁分层流㊁丘状流和栓塞流㊂物料流型受表观气㊃９１㊃图１㊀正常输送时典型仓泵运行压力变化曲线速㊁输送压力㊁颗粒物性㊁管道尺寸等因素的影响，使得对物料流动规律的把握变得更加困难［５］㊂２．２㊀仓泵结构上出料式仓泵的底部设有流化装置，泵内物料经气体流化后压入垂直向上的输送管内输送㊂下出料式仓泵是通过顶部注入气体，将物料压入底部输送管内输送㊂典型的下出料仓泵结构包含进料阀㊁出料阀㊁安全阀㊁放空阀㊁压力表㊁料位计等㊂２．３㊀工艺流程单仓泵在泵体上设有料仓，在泵体进行输送的同时，输送机向料仓内进料，在泵体内物料输送完后，料仓内物料自动进入泵体内，然后开始下一个流化吹送过程㊂密相气力输送系统通常包括料仓㊁仓泵㊁输送管㊁除尘器㊁接料仓等㊂单泵密相气力输送系统工艺流程如图２所示㊂图２㊀密相气力输送工艺流程示意３㊀输送系统参数设计在输送系统设计之前，必须先获取被输送物料的特性㊁输送能力㊁系统初步布置等数据㊂设计时应首先决定输送速度㊁固气比㊁输送管道直径等参数，再根据系统压降㊁空气流速及所需的压力确定供气设备的规格㊂设计的焦点主要集中在输送管道直径㊁供气设备的大小及功率上㊂目前，系统参数设计最可靠的方法依然是：针对不同的特定物料，在与工况相似的条件下，根据试验或运行测定的数据拟合出其相应的特性曲线或各参数之间的关联式，然后选取参数进行工程设计㊂另一种方法是依靠运行数据和经验积累㊂下面结合两方面的情况分析设备选型和系统参数的确定㊂３．１㊀设计输入条件输送系统设计之初，应当收集或通过样品试验测定的参数主要有以下４类：①输送物料的特性，包括：物料粒径与粒度分布㊁真实密度与堆积密度ρＢ㊁物料温度㊁化学成分㊁休止角等；②输送参数，包括物料输送量Ｇ和最大输送量Ｇｍ㊁输送距离及输送介质等；③当地主要气象资料，如大气压㊁气温㊁海拔㊁平均相对湿度等；④其他数据，指与输送系统相关的原有设备布置㊁土建及接口尺寸等㊂３．２㊀仓泵容积仓泵作为气力输送系统的核心设备，其选型决定了整个系统的输送能力（即出力大小）㊂单仓泵的输送能力用式（１）计算［６］：Ｇ设＝６０ＶρＢφ／（Ｔ１＋Ｔ２）（１）式中：Ｇ设 单仓泵的输送能力，ｔ／ｈ；Ｖ 仓泵的几何容积，ｍ３；ρＢ 仓泵内物料的容积密度，ｔ／ｍ３；φ 仓泵内物料的充满系数，按经验选取φ＝０．７ ０．８，１；Ｔ１ 卸空一仓（输送）所需的时间，ｍｉｎ；Ｔ２ 装满一仓所需的时间，ｍｉｎ㊂Ｔ１和Ｔ２的推荐值见表１㊂表１㊀单仓泵运行时Ｔ１和Ｔ２的推荐值参数名称输送距离／ｍ＜４００４００ ８００８００ １２００仓泵容积Ｖ／ｍ３２．５ ３．５２．５ ３．５２．５ ３．５卸料时间Ｔ１／ｍｉｎ４ ５５ ６６ ７装料时间Ｔ２／ｍｉｎ＜Ｔ１＜Ｔ１＜Ｔ１㊃０２㊃硫磷设计与粉体工程ＳＰ＆ＢＭＨＲＥＬＡＴＥＤＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀２０１９年第３期仓泵的实际容积应包括进料阀的动作空间，并考虑物料的堆积角度和通气后料层的膨胀等㊂在输送量确定的情况下，仓泵的容积越小，安装高度小，制造成本也低，但进料速度和输送循环次数就越多，则输送循环中稳定输送时间所占的比例减少，且进出料阀的损耗增加㊂因此，仓泵的容积设计时要全面考虑，一般以完成批量输送的一个循环的总用时为４ １５ｍｉｎ为宜［７］㊂仓泵规格可根据各行业或制造企业标准系列如ＪＢＴ８４７０－２０１０和ＪＣＴ４６１－２００６［８］选择㊂同时，有备用设备时Ｇ设＝１．２Ｇｍ，无备用设备时Ｇ设＝１．５Ｇｍ㊂３．３㊀输送速度输送速度即输送管内的气速㊂输送气速太低，则摩擦压力降增大，易产生堵管；输送气速太高，则能耗增加，输料管和弯头的磨损也会加剧，甚至可能造成颗粒降级㊂因此对不同的物料，存在一个最合适范围的经济速度或最小输送气速㊂最小输送气速是密相气力输送工程设计的一个关键参数，输料管任何截面的气速均应大于最小气速是系统实现输送的必备条件㊂但不是系统可以稳定运行的充分条件，有些物料在密相栓流输送和稀相输送之间存在一个不稳定区域，在密相栓流区运行的系统，气速须不小于最小气速，还须不大于不稳定区域的边界气速㊂最小气速与物料特性㊁管道特性㊁混合比等许多因素有关，确定最小气速时应综合考虑管路系统的特点（水平管及垂直管距离㊁弯头数及转弯角度）㊁气源压力㊁物料特性的因素㊂实际设计时，对于传统密相输送，最小气速一般取７ １５ｍ／ｓ，考虑到部件使用后的磨损漏气等，会使输送速度下降，输送起点的气速应较最小气速有１０％ ２０％的裕量㊂３．４㊀固气比单位时间内通过输料断面的固体粉料的质量与气体质量之比称为固气比μ㊂μ＝ｑｍ／（ρｇＱｇ）（２）式中：ｑｍ 物料的质量流量，ｋｇ／ｈ；ρｇ 气体的密度密度，ｋｇ／ｍ３；Ｑｇ 气体的体积流量，ｍ３／ｈ㊂固气比大小对气力输送系统的设备配置及运行费用等具有很大影响㊂提高固气比是降低输送能耗的重要途径之一㊂对于压送式输送，不同输送压力的固气比μ如下：低压（＜０．１ＭＰａ）㊀㊀㊀㊀㊀㊀１ １０高压（０．１ ０．７ＭＰａ）１０ ５０流态化压送４０ ８０一般平均固气比μȡ２０的输送称为密相输送［９］㊂对于固气比选择并没有严格的界定，高固气比输送在相关行业也得到应用［１０］㊂３．５㊀输送气体流量输送气体流量决定了空压机和除尘器的选型㊂当确定了固气比μ和物料输送量Ｇ后，输送气量Ｑｇ即可根据式（３）求出㊂Ｑｇ＝１０００Ｇ／（μρｇ）（３）其中，Ｇ为物料输送量，ｔ／ｈ㊂３．６㊀输送管直径输送管内径的设计应保证输送量的要求，同时还应满足输送管各截面有合适的输送气速，使系统在已确定的输送方式下稳定运行㊂输送管内径Ｄ可按式（４）计算：Ｄ＝［４Ｑｇ／（３６００πｕｇ）］０．５（４）式中：Ｄ 输送管内径，ｍ；ｕｇ 输送气速，ｍ／ｓ㊂输送气在输送管中是不断膨胀的，在管径不变的情况下，输送速度会越来越大，在增加管道磨损的同时，管道的压力降也随之增多㊂输送管扩径设计可限制流动方向的输送速度的增加，在长距离（＞１０００ｍ）㊁大容量输送上得到广泛应用㊂输送管内径和扩径管内径更精确的计算公式可参考标准ＳＨ／Ｔ３１５２－２００７㊂３．７㊀输送系统阻力输送系统阻力Δｐ即系统压力降，包括：①管路沿程压力降（管道压降）Δｐ管；②供气装置压力降Δｐ供；③物料加速压力降Δｐ加；④提升物料的压力降Δｐ升；⑤分离器或除尘器卸料压力降Δｐ卸等㊂因此，系统总压力降可用下式表达：Δｐ＝Δｐ管＋Δｐ供＋Δｐ加＋Δｐ升＋Δｐ卸（５）其中，Δｐ为系统压力降，ｋＰａ；Δｐ管㊁Δｐ供㊁Δｐ加㊁Δｐ升㊁Δｐ卸分别为各部分的压力降，ｋＰａ㊂㊃１２㊃２０１９年第３期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀杨宝华．密相气力输送系统的选型参数分析３．７．１㊀管道压降Δｐ管管道压降作为气力输送设计计算最重要的参数之一㊂许多学者已对管道压降的计算进行了研究，主要方法有比压降法㊁经验公式法㊁附加压降法和力平衡法等［１１］㊂对某些行业如电厂除灰系统阻力计算已经发展了专门的计算公式［１２］㊂经验公式法虽计算简单，但存在计算精度较低的缺点㊂力平衡法计算结果精度较高，但大量系数确定依然需要通过实验确定，且计算复杂，在实际设计计算中使用不便㊂笔者着重介绍附加压降法和比压降法㊂１．附加压降法在密相气力输送中，无论是低压还是高压输送，Ｂａｒｔｈ附加压降法［１３］是目前设计气力输送装置时常用的一种管道压降计算方法，应用效果较好㊂学者对其研究主要区别是摩擦系数表达式的不同㊂在稳定输送情况下（加速压降可认为是０），输送管路的压降：Δｐ管＝Δｐｇ＋Δｐｓ（６）Δｐｇ＝λｇＬρｇｕ２ｇ／（２Ｄ）（７）Δｐｓ＝λｓμＬρｇｕ２ｇ／（２Ｄ）（８）因此：Δｐ管＝（λｇ＋λｓμ）Ｌρｇｕ２ｇ／（２Ｄ）（９）式中：Δｐｇ 气相压力降，ｋＰａ；Δｐｓ 固相造成的附加压力降，ｋＰａ；λｇ 气相压力降系数，１；Ｌ 水平输送管道长度，ｍ；ρｇ 输送气体密度，ｋｇ／ｍ３；λｓ 固相造成的附加压力降系数，１㊂λｇ的取值是根据雷诺数Ｒｅ的范围来确定的，Ｒｅ＝ρｇｕｇＤ／ηｇ，式中ηｇ为气体黏度，Ｐａ㊃ｓ㊂在高压密相气力输送中，固相造成的附加压力降系数λｓ与表观气速ｕｇ㊁颗粒平均粒径㊁管道直径㊁气相与固相密度有关，运用量纲分析法得到：λｓ＝βＦｒａ（ρｓ／ρｇ）ｂ（ｄｓ／Ｄ）ｃ（１０）式中：Ｆｒ 气相弗劳德数，Ｆｒ＝ｕｇ（ｇＤ）－０．５，１；β㊁ａ㊁ｂ㊁ｃ 方程的系数，１㊂通过对不同操作条件下的试验数据进行多元回归分析，可以得到固相附加压力降系数λｓ㊂２．比压降法比压降法是将输送气体和物料的压力降综合在一起，以输送气体的压力降为基础，用压力降因子来考虑输送物料的压力降㊂比压降法主要用于低混合比和短距离输送装置的计算㊂管路沿程压力降：Δｐ管＝Δｐｇ＋Δｐｓ＝（１＋Ｋμ）Δｐｇ（１１）其中，Ｋ为阻力系数，１㊂根据流体力学得到Δｐｇ的计算式，将其代入式（１１），得到Δｐ管＝λ（１＋Ｋμ）Ｌ０ρｇｕ２ｇ／（２ｇＤ）（１２）式中：λ 空气在管道中的摩擦阻力系数，１；Ｌ０ 总水平当量长度，ｍ㊂摩擦阻力系数λ与输送管道粗糙度系数Ｃ和管道直径Ｄ相关，λ＝Ｃ（０．０１２５＋０．００１１／Ｄ）㊂当管道内壁光滑时，取Ｃ＝１．０；新焊接管时，取Ｃ＝１．３；旧焊接管时，取Ｃ＝１．６㊂３．７．２㊀供气装置压力降Δｐ供供气装置压力降：Δｐ供＝（Ｘ＋μ）ρｇｕ２ｇ／（２ｇ）（１３）其中，Ｘ为供气装置结构形式阻力系数，对仓泵取Ｘ＝２ ３㊂３．７．３㊀物料加速压力降Δｐ加物料加速压力降：Δｐ加＝ζ加μρｇｕ２ｇ／（２ｇ）（１４）式中，ζ加 加速压力降系数，ζ加＝２（ｕｓ－ｕ０）／ｕ，１；ｕｓ 物料处于稳定运动状态时的速度，ｍ／ｓ；ｕ０ 物料在加速区前的初速度，ｍ／ｓ㊂ｕ０就是由垂直向水平过渡的弯管经弯管后出口处的颗粒速度，即加速前的初速度，一般为原来稳定速度的１／５ １／３；而由水平向垂直过渡的弯管则为２／５ １／２㊂３．７．４㊀提升物料压力降Δｐ升提升物料压力降：Δｐ升＝μρｇＨ（１４）其中，Ｈ为物料提升高度，ｍ㊂３．７．５㊀分离器、除尘器卸料压力降Δｐ卸分离器㊁除尘器卸料压力降：Δｐ卸＝ψρｇｕ２卸／（２ｇ）（１５）式中：ｕ卸 卸料器入口处风速，一般ｕ卸＝１５ ２１ｍ／ｓ；ψ 卸料器阻力系数，容积式取ψ＝１．５㊃２２㊃硫磷设计与粉体工程ＳＰ＆ＢＭＨＲＥＬＡＴＥＤＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀２０１９年第３期２．０，旋风式取ψ＝２．５ ３．０㊂３．８㊀发送压力根据系统压力降，可设定仓泵的进料压力，并影响空压机输送压力的确定㊂系统压力降越小，空压机的额定压力越小，能耗越小，同时也能减小磨损，降低仓泵循环输送中的物料残留㊂理论上，空压机所提供的压力等于输送系统所需的压力就可以了，考虑到设计误差和输送条件改变时的安全性和可靠性，一般应留有１０％ ２０％的裕量㊂４㊀系统设计的优化系统参数和设备选型确定以后，为降低能耗和保证系统运行的稳定性㊂应进一步优化系统设计，如：管道布置应保证管路压降最小㊁流动舒畅；弯管的设计；气源的干净稳定等㊂１．弯管设计，弯管的曲率半径设计与输送方式㊁物料特性及布置位置等因素有关，工程设计中，常取输送管内径的６ １２倍㊂且相邻弯管的间距不小于输料管内径１０ ４０倍㊂２．输料管会产生较大的振动，进料仓时采用软管接头连接可以减振㊂３．对因空气湿度增加而引起的管路堵塞，在气源系统设计中采用冷干机或干燥机对空气进行脱水分离㊂４．在仓泵前设置专用储气罐，确保输送过程中气源压力和流量的稳定㊂５．根据工程经验和有关规定，每隔１５ ２０ｍ设置１个连接输灰管道的吹堵口，每一个吹堵口均需设置逆止阀和截止阀㊂５㊀结束语在进行密相气力输送系统设计之前，应逐项列出设计输入条件，在获取相关数据后再进行一系列的运算；密相气力输送系统的初步设计步骤如下：选择适宜的最小输送速度，选择适宜的固气比ң计算输送气体流量及适宜的管径ң计算系统的压降ң考虑系统的压力降是否能接受（即是否在供气动力设备选型的范围之内），如果可以再向下进行ң接着选择合适的管径ң计算修正的气体流量，要符合给定的最小输送速度ң计算修正的固气比，给出规定的固体流量ң重新计算系统的压降ң计算附加需要的气体量（例如供料设备的空气漏损），这样就可以确定供气动力设备应提供的总气量ң按所选用供气动力设备的性能曲线确定正确的操作条件和功率㊂在密相气力输送系统设计与计算中，涉及到的相关参数较多，有些条件参数还不能准确给出，给设计计算带来了困难㊂因此，在实际工程设计与计算中，有些条件参数往往要经过多次反复调整，才能最后确定㊂参考文献：［１］㊀程克勤．低速密相气力输送综述［Ｊ］．硫磷设计与粉体工程，２００１（２）：２２ ２６．［２］㊀杨宝华．密相气力输送系统常见问题及影响因素［Ｊ］．石油化工设备，２０１９，４８（２）：７２ ７６．［３］㊀孟庆敏，周㊀云，陈晓平，等．粉体密相气力输送研究综述［Ｊ］．锅炉技术，２０１１，４２（３）：１ ５．［４］㊀张荣善．散料输送与贮存［Ｍ］．北京：化学工业出版社，１９９４．［５］㊀朱立平，彭小敏，黄㊀飞，等．表观气速对密相气力输送流型影响的模拟［Ｊ］．化工学报，２０１２，６３（２）：４７０ ４７８．［６］㊀陶珍东，郑少华．粉体工程与设备［Ｍ］．北京，化学工业出版社，２０１４．［７］㊀中国石油化工集团公司粉体工程设计技术中心站．石油化工粉粒产品气力输送工程技术规范：ＳＨ／Ｔ３１５２－２００７［Ｓ］．北京：中华人民共和国发展和改革委员会，２００７．［８］㊀国家建筑材料工业机械标准化技术委员会．水泥工业用仓式泵：ＪＣ／Ｔ４６１－２００６［Ｓ］．北京：中华人民共和国发展和改革委员会，２００６．［９］㊀机械工业环境保护机械标准化技术委员会．正压浓相飞灰气力输送系统：ＪＢ／Ｔ８４７０－２０１０［Ｓ］．北京：中华人民共和国工业和信息化部，２０１０．［１０］㊀龚㊀欣，郭晓镭，代正华，等．高固气比状态下的粉煤气力输送［Ｊ］．化工学报，２００６，５７（３）：６４０ ６４４．［１１］㊀姚㊀敏，吴㊀跃，雍晓静，等．宁东灵武矿区煤粉密相输送管道压降研究［Ｊ］．化学工程，２０１２，４０（４）：５３ ６１．［１２］㊀能源部西北电力设计院．火力发电厂除灰设计技术规定：ＳＤＦＪ１１－９０［Ｓ］．北京：能源部规划设计管理局，１９９０．［１３］㊀熊源泉，赵㊀兵，沈湘林．高压煤粉密相气力输送垂直管阻力特性研究［Ｊ］．中国电机工程学报，２００４，２４（９）：２４８ ２５１．作者简介：杨宝华（１９７８－），男，湖北黄冈人，工程师，工学硕士，从事粉体工程设备的开发与管理，电话：１３８１８７３１２６６，Ｅ－ｍａｉｌ：ｂｈｙａｎｇ１０１４＠１６３．ｃｏｍ㊂（收稿日期：２０１９－０３－３０）㊃３２㊃２０１９年第３期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀杨宝华．密相气力输送系统的选型参数分析ＳＰ＆ＢＭＨＲＥＬＡＴＥＤＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＡＢＳＴＲＡＣＴＳＢｉｍｏｎｔｈｌｙＴｏｔａｌＮｏ．１５０，Ｎｏ．３２０１９；ＰｕｂｌｉｓｈｅｄｏｎＭａｙ３１，２０１９（ＩｎｉｔｉａｌＩｓｓｕｅｉｎＤｅｃ．ｏｆ１９９１）ＣｏｎｔｒｏｌｏｆＡｍｍｏｎｉａＣｏｎｔｅｎｔｉｎＥｍｉｓｓｉｏｎｏｆｔｈｅＴａｉｌｇａｓＵｓｉｎｇＡｍｍｏｎｉｕｍＳａｌｔｔｏＴｒｅａｔｆｒｏｍＳｕｌｆｕｒｉｃＡｃｉｄＰｌａｎｔＳＨＡＹｅ⁃ｗａｎｇ（ＮａｔｉｏｎａｌＣｈｅｍｉｃａｌＳｕｌｆｕｒｉｃＡｃｉｄａｎｄＰｈｏｓｐｈａｔｅＦｅｒｔｉｌｉｚｅｒＤｅｓｉｇｎａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｅｎｔｅｒ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１１１００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：㊀Ａｍｍｏｎｉｕｍｓａｌｔｉｓｕｓｅｄａｓａｂｓｏｒｂｅｎｔｔｏｔｒｅａｔｓｕｌｆｕｒ⁃ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇｐｏｌｌｕｔａｎｔｓｉｎｔｈｅｔａｉｌｇａｓｆｒｏｍｔｈｅｓｕｌｆｕｒｉｃａｃｉｄｐｌａｎｔ，ｓｕｃｈａｓＳＯ２，ＳＯ３，ｔｉｌｌｉｔｍｅｅｔｓｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚａｔｉｏｎｓｔａｎｄａｒｄｓｂｅｆｏｒｅｅｍｉｓｓｉｏｎ．Ｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｓｗｅｌｌｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄａｎｄｐｒｏｖｅｎ．Ｉｔｉｓｏｕｔｌｉｎｅｄｔｈａｔｔｈｅｒｅｉｓａｍｍｏｎｉａｉｎｔｈｅｇａｓａｆｔｅｒｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚａｔｉｏｎ，ｔｈｅａｍｍｏｎｉａｃｏｎｔｅｎｔｃａｎｂｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄｂａｓｅｄｏｎｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍｐａｒｔｉａｌｐｒｅｓｓｕｒｅ，ｂａｓｅｄｏｎｗｈｉｃｈｔｈｅｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｖａｌｕｅｏｆａｍｍｏｎｉａｃｏｎｔｅｎｔｉｎｔｈｅｇａｓｅｍｉｓｓｉｏｎｃａｎｂｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄ．Ｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄａｎｄｐｒｏｃｅｓｓａｒｅｐｒｅｓｅｎｔｅｄ，ａｎｄｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｉｖｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｉｓｐｒｏｖｉｄｅｄｔｏｅｖａｌｕａｔｅｔｈｅｄｅｇｒｅｅｏｆｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｉｍｐａｃｔ，ａｎｄｔｏａｎａｌｙｚｅｔｈｅｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆｐｒｏｃｅｓｓ，ａｎｄｔｏｄｅｔｅｒｍｉｎｅｐａｒａｍｅｔｅｒ，ｔｏｈｅｌｐｄｅｆｉｎｅａｄｊｕｓｔｍｅｎｔｍｅａｓｕｒｅｓａｎｄｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ．Ｔｈｅａｃ⁃ｔｕａｌｖａｌｕｅｏｆａｍｍｏｎｉａｃｏｎｔｅｎｔｉｎｇａｓｅｍｉｓｓｉｏｎａｆｔｅｒｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚａｔｉｏｎｕｓｉｎｇａｍｍｏｎｉａｓａｌｔｂｙｔｈｅｐｒｏｄｕｃｅｒｓｉｓａｌｓｏｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｕｎｄｅｒｎｏｒｍａｌｏｐｅｒａｔｉｏｎ，ｂｏｔｈｔｈｅｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎａｎｄａｃｔｕａｌｖａｌｕｅｉｎｄｉｃａｔｅｔｒａｃｅａｍｏｕｎｔｏｆａｍｍｏｎｉａｃｏｎｔｅｎｔｉｎｔｈｅｇａｓｅｍｉｓｓｉｏｎ，ｗｈｉｃｈｍｅｅｔｓｔｈｅｓｔａｎｄａｒｄｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓａｎｄｗｉｌｌｎｏｔｃａｕｓｅｓｅｃｏｎｄａｒｙｐｏｌｌｕｔｉｏｎ，ａｎｄｔｈｅａｍｍｏｎｉａｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｉｓｒｅｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｓｔｏｃｏｎｔｒｏｌａｍｍｏｎｉａｃｏｎｔｅｎｔｉｎｔｈｅｇａｓｅｍｉｓｓｉｏｎａｒｅｓｔｕｄｉｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：㊀ｓｕｌｆｕｒｉｃａｃｉｄｐｌａｎｔ；ｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚａｔｉｏｎｕｓｉｎｇａｍｍｏｎｉａｓａｌｔ；ｔａｉｌｇａｓｅｍｉｓｓｉｏｎ；ａｍｍｏｎｉａｃｏｎｔｅｎｔ；ｃｏｎｔｒｏｌＳｔｕｄｙｏｆＮｅｗＰｒｏｃｅｓｓｆｏｒＷａｓｔｅＷａｔｅｒＴｒｅａｔｍｅｎｔｗｉｔｈＬｉｍｅｓｔｏｎｅ＋ＬｉｍｅＰｒｏｃｅｓｓＪＩＡＮＧＸｕｅ⁃ｈｕａ，ＷＡＮＧＣａｉ⁃ｙａｎ（ＧｕｉｚｈｏｕＫａｉｌｉｎＦｅｒｔｉｌｉｚｅｒＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｇｕｉｙａｎｇ５５００００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：㊀Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｒｅｄｕｃｅｏｐｅｒａｔｉｎｇｃｏｓｔ，ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｔｅｓｔｓａｒｅｃｏｎｄｕｃｔｅｄｆｏｒｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｆｍｏｔｈｅｒｌｉｑｕｏｒｆｒｏｍｆｌｕｏｒｉｄｅｓａｌｔｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｕｓｉｎｇｌｉｍｅｓｔｏｎｅ＋ｌｉｍｅｐｒｏｃｅｓｓａｎｄｌｉｍｅｐｒｏｃｅｓｓ，ｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆｒｅｐｌａｃｉｎｇｔｈｅｌｉｍｅｐｒｏｃｅｓｓｗｉｔｈｌｉｍｅｓｔｏｎｅ＋ｌｉｍｅｐｒｏｃｅｓｓｆｏｒｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｆａｃｉｄｉｃｗａｓｔｅｗａｔｅｒ．Ａｎｄｉｎｔｅｒｍｓｏｆｌｉｍｅｓｔｏｎｅｃｈａｒｇｉｎｇｍｅｔｈｏｄ，ｃｈａｒｇｉｎｇｑｕａｎｔｉｔｙ，ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓ，ｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｌｉｍｅｓｔｏｎｅ＋ｌｉｍｅｐｒｏｃｅｓｓａｒｅｏｐｔｉｍｉｚｅｄ，ａｎｄｔｅｃｈｎｉ⁃ｃａｌｒｅｖａｍｐｐｌａｎｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｆｏｒｓｅｃｏｎｄａｒｙｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｓｌｕｄｇｅｆｒｏｍｔｈｅｗａｓｔｅｗａｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔｐｌａｎｔｕｎｄｅｒｔｈｅｏｐｔｉｍｕｍｐｒｏｃｅｓｓｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｓｏａｓｔｏｓｉｇｎｉｆｉ⁃ｃａｎｔｌｙｒｅｄｕｃｅｌｉｍｅｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｉｎｏｒｄｅｒｔｏｓａｖｅｃｏｓｔ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：㊀ｓｏｄｉｕｍｆｌｕｏｒｏｓｉｌｉｃａｔｅ；ｈｙｄｒｏｆｌｕｏｒｉｃａｃｉｄ；ｓｉｌｉｃｏｎｄｉｏｘｉｄｅ；ｓｏｄｉｕｍｓｉｌｉｃａｔｅＣａｕｓｅＡｎａｌｙｓｉｓｆｏｒＳｏｄｉｕｍＦｌｕｏｒｏｓｉｌｉｃａｔｅＹｉｅｌｄＰＵＹｏｎｇ（ＧｕｉｚｈｏｕＫａｉｌｉｎＦｅｒｔｉｌｉｚｅｒＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｘｉｆｅｎｇ５５１１００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：㊀Ｉｎｅｘｉｓｔｉｎｇｓｏｄｉｕｍｆｌｕｏｒｏｓｉｌｉｃａｔｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ，ｔｈｅｓｏｄｉｕｍｆｌｕｏｒｏｓｉｌｉｃａｔｅｙｉｅｌｄｉｓｌｏｗ，ｔｈｅｒｅａｒｅｌａｒｇｅａｍｏｕｎｔｏｆｍｉｎｕｔｅｓｏｄｉｕｍｆｌｕｏｒｏｓｉｌｉｃａｔｅｃｒｙｓ⁃ｔａｌｓａｎｄｅｘｃｅｓｓｉｖｅａｍｏｕｎｔｏｆｆｌｕｏｒｏｓｉｌｉｃｉｃａｃｉｄｉｎｔｈｅｆｌｕｏｒｉｄｅｗａｓｔｅｗａｔｅｒ，ｗｈｉｃｈｉｎｃｒｅａｓｅｓｔｈｅｄｉｆｆｉｃｕｌｔｙｆｏｒｔｈｅｗａｓｔｅｗａｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔ，ａｎｄｍａｋｉｎｇｉｔｍｏｒｅｃｏｓｔｌｙｔｏｔｒｅａｔｓｕｃｈｗａｓｔｅｗａｔｅｒ．Ａｃａｕｓｅａｎａｌｙｓｉｓｆｏｒｔｈｅｓｏｄｉｕｍｆｌｕｏｒｏｓｉｌｉｃａｔｅｙｉｅｌｄｉｓｐｒｏｖｉｄｅｄ，ｓｕｃｈａｓｒｅａｃｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｒｅａｃｔａｎｔｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ，ｅｘ⁃ｃｅｓｓｆａｃｔｏｒｏｆｓｏｄｉｕｍｓｕｌｆａｔｅ，ｃｙｃｌｅｓｏｆｍｏｔｈｅｒｌｉｑｕｏｒ，ａｎｄｓｔｕｄｉｅｓｔｈｅｗａｙｓｔｏｉｎｃｒｅａｓｅｔｈｅｓｏｄｉｕｍｆｌｕｏｒｏｓｉｌｉｃａｔｅｙｉｅｌｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：㊀ｐｈｏｓｐｈｏｒｉｃａｃｉｄｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ；ｂｙ⁃ｐｒｏｄｕｃｔｆｌｕｏｒｏｓｉｌｉｃｉｃａｃｉｄ；ｓｏｄｉｕｍｆｌｕｏｒｏｓｉｌｉｃａｔｅｙｉｅｌｄＳｔｕｄｙｏｆＰｒｏｃｅｓｓＰａｒａｍｅｔｅｒｓｆｏｒＰｒｏｄｕｃｉｎｇβＴｙｐｅＳｅｍｉ⁃ｈｙｄｒａｔｅＧｙｐｓｕｍＰｏｗｄｅｒｆｒｏｍＰｈｏｓｐｈｏｇｙｐｓｕｍＰＥＮＧＺｈｕｏ⁃ｆｅｉ１，２，ＭＥＮＧＸｉｎｇ１，２，ＬＩＵＣｈｅｎｇ⁃ｌｏｎｇ１，２（１．ＪｉａｎｇｓｕＹｉｆｕＳｃｉｅｎｃｅ＆ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｎａｎｊｉｎｇ２１１１７８，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｔａｔｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｅｎｔｅｒｆｏｒＲｅｓｏｕｒｃｅＵｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆＢｙ⁃ｐｒｏｄｕｃｔＧｙｐｓｕｍｆｒｏｍＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎＩｎｄｕｓｔｒｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１１１７８，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：㊀Ｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｔｅｓｔｔｏｐｒｏｄｕｃｅβｔｙｐｅｓｅｍｉ⁃ｈｙｄｒａｔｅｇｙｐｓｕｍｆｒｏｍｐｈｏｓｐｈｏｇｙｐｓｕｍ，ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｂｙｆａｃｔｏｒｓｏｎｔｈｅｂａｓｉｃｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆβｔｙｐｅｓｅｍｉ⁃ｈｙｄｒａｔｅｇｙｐｓｕｍｉｓｓｔｕｄｉｅｄ，ｓｕｃｈａｓｗａｔｅｒｗａｓｈｉｎｇ，ｓｉｅｖｉｎｇ，ｍｉｌｌｉｎｇａｎｄａｇｇｒｅｇａｔｅ．Ｔｈｅｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｎｏｒｍａｌｗａｔｅｒｗａｓｈｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｄｏｅｓｎｏｔｈａｖｅｂｉｇｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｎｔｈｅｂａｓｉｃｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔ；ｗｈｉｌｅｍｉｘｉｎｇｗｉｔｈａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅａｍｏｕｎｔｏｆｕｌｔｒａ⁃ｆｉｎｅｃｏａｌａｓｈａｎｄｌｉｍｅ，ｉｔｃａｎｒｅｄｕｃｅｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｓｔｒｅｎｇｔｈ；ｂｙｕｓｉｎｇｔｈｅｒａｗｍａｔｅｒｉａｌｐｒｅ⁃ｍｉｌｌｉｎｇ＋ｒｏａｓｔｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ，ｉｔｃａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｉｎｃｒｅａｓｅｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｓｔｒｅｎｇｔｈ，ａｎｄｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｃａｎｍｅｅｔｔｈｅｒｅｄｕｉｒｅｍｅｎｔｓｆｏｒＧｒａｄｅ３．０ｂｕｉｌｄｉｎｇｇｙｐｓｕｍｓｔａｎｄａｒｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：㊀ｐｈｏｓｐｈｏｇｙｐｓｕｍ；ｓｅｍｉ⁃ｈｙｄｒａｔｅｇｙｐｓｕｍ＋ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ；ｐｒｏｃｅｓｓｐａｒａｍｅｔｅｒ；ｐｒｏｄｕｃｔｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ；ｓｔｒｅｎｇｔｈＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＳｉｚｉｎｇＰａｒａｍｅｔｅｒｓｆｏｒＤｅｎｓｅ⁃ｐｈａｓｅＰｎｅｕｍａｔｉｃＣｏｎｖｅｙｉｎｇＳｙｓｔｅｍＹＡＮＧＢａｏ⁃ｈｕａ（Ｇｅｒｉｃｋｅ 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气力输送的3种分类详解
气力输送整理依据颗粒在输送管道中的密集度，气力输送工程师理解认为气力输送可以分为分为：①稀相输送：固体比率低于1-10kg/m3，动力气体速度较高（约18～30m／s），输送距离基本上可以达到300m左右。
对于现在成熟设备的动力泵来说，输送行为容易操作且没有机械传动组件，没有什么输送压力，免维修和维护！②密相输送：固体比率10-30kg/m3或固气比大于25时。
操作气体速度较低，将比较高的气压压送来气力传输。
现在成熟设备的仓泵，输送的距离可以达到500m以上，适合较远距离的输送。
由于此设备的阀门较多，电气动设备多。
输送压力强度高，用来传输的管道需要使用耐磨材料，以及采用间歇充气罐式密相输送。
是将输送的悬浮物分批装入压力罐，再通气将其吹松，等到罐内达到一定压力的时候，开启放料阀，将悬浮物料吹入输送管中进行输送。
脉冲式气力输送是把一股压缩气体通入压缩罐，将悬浮物料吹松；另一股频率为20～40min-1脉冲压缩气体流吹输料管进口，在管道内出现交替排列的分段料柱和分段气柱，借助气体压力推动前进。
③负压输送：气力输送管道内压强比大气压小，采用自己吸进物料的方式，但是必须在负压下面卸载输送的物料，输送距离不长；优点：设备投资、负荷较小。
缺点：运行速度高，管道受损严重，造成无法察觉漏洞的现象！在水平管道中稀相输送时，流速应该比较高，使分散颗粒悬浮在气流中。
流速减小到一个一定的临界值时，颗粒会在管壁下部开始沉积。
这个临界气体流速被称为沉积速度。
这是稀相水平输送时气速的下限速度。
操作气体流速低于此值时，管内大量沉积物料颗粒，流道的横截面积减少，在沉积层上方气流只会按照沉积速度流行。
在垂直管道中做向上的气力输送，气流速度比较高的时候，物料分散悬浮在气流中。
在物料颗粒输送量恒定时,减小气体流速,管道中固体含量会随之发生正变的改变。
当气速降低到某一临界值时，气流就不能使密集的颗粒均匀地分散,颗粒聚集成柱状,产生腾涌现象(见流态化)，压力降急剧升高，这个临界速度被称为噎塞速度，这是稀相垂直向上输送时气速的下限值。
粉体气力输送原理
粉体气力输送原理
粉体气力输送是利用气流将粉体物料从一个地方输送到另一个地方的一种输送方式。
其原理是通过气流的作用，使粉体物料悬浮在气流中，并通过气流的推动将粉体物料从输送管道中运输。
具体原理如下：
1. 气体输送：粉体物料和气体（通常为压缩空气）一起进入输送管道，在管道中形成气固两相流动。
气体的速度和压力变化产生的气流动能使得粉体物料悬浮在气流中。
2. 流态特性：气体的流态特性对粉体的输送起着重要的作用。
当气流速度较小时，粉体呈现自由流动状态；当气流速度增大到一定程度时，粉体会呈现流态变化，形成与气流同向的带状流或密堆流；当气流速度进一步增大时，粉体会形成气固两相流动，呈现悬浮状态。
3. 气流的传递：气力输送中，气流通过压缩机、输送管道和输送装置等元件的传递和输送。
通过控制气流速度和压力，使得气流能够稳定地推动粉体物料的输送。
4. 控制系统：气力输送过程中需要对气流速度、压力和物料浓度等参数进行控制。
可以通过调节压缩机的气流量和压力、调节管道的直径和长度，以及使用截流器、混合器等装置来实现对气力输送的控制。
总之，粉体气力输送利用气流的推动作用将粉体物料从一个地
方输送到另一个地方，通过对气流和物料流动特性的控制，实现粉体物料的稳定输送。
粉煤浓相气力输送中的固气比
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甲醇 和合 成 氨 的生 产 。 目前 ， 粉煤 气 化 在洁 净 煤 领域 正 在起 着 日益重 要 的作 用 ， 煤 的 浓 相 气 力 输 送 是 粉
粉煤 气 化 中最关 键 的技 术 之一 。而 如何 能 得 到较 高 的 固气 比 ， 粉煤 浓 相气 力 输 送 中最 关 键 的 问题 。 是
较 大 的磨 损 。 而浓 相 气力 输 送则 克 服 了这 些 缺点 ］ ，
特 别 是在 粉煤 的气 化 中 ， 固气 比越 高 ， 成 气 中所 含 合
程 。
关 键 词 ： 相 气 力输送 ； 浓 固气 比 ； 固体质 量 流 量 ； 表观 速 度
中图分 类 号 ： ＴＱ５ ６ ３ 文献 标 识码 ： Ａ
Ｔｈｅ Ｓ ｌｄ Ｌｏ ｄｉ ｇ Ｒａ ｉ ｎ Ｄｅ ｅ Ｐｈａ ｅ Ｐｎｅ ｍ ａ ｉ ｎｖ ｙ ｎｇ ｏｆ ｏ ｉ ａ ｎ ｔｏ ｉ ｎｓ ｓ ｕ ｔ ｃ Ｃｏ ｅ ｉ
Ｐｕ ｅ ｏ ｓ Ｃｏ ｌ ｌ ｒ ｕ ａ ｖ
ＺＨ ＡＯ Ｙａｎ— ａｎ ， ＣＨ ＥＮ ｎ ． Ｇ ＯＮ Ｇ ｉ ｙ Ｆｅ ｇ Ｘ ｎ， ｙ Ｚｕｎ ｈ ｎｇ —ｏ
气力输送资料
掺混均化： 重力式掺混均化：用于料仓内性质有差异物料的混合。其原理为物料通过设在仓内的多根掺混管，从 不同高度、不同方位有选择的同时进入仓底，从而实现一次性混合。主要适用于流动性较好的粉、粒料。 流化床式掺混：用于料仓内性质有差异物料的混合。其原理为气流通过料仓底部分布板使仓内物料产 生局部流化实现物料的混合。主要用于流动性较差粉料。
各类料仓：料仓是用来储存生产过程中的中间产品或成品。分为无内件的空仓和有内件的掺混料 仓。掺混料仓又分为均化板式、中间掺混管式和周边掺混管式等多种型式。博隆公司可根据用户要求及 现场情况设计各种型式的料仓。
掺混管：是掺混管式料仓的重要核心部件，利用重力流原理和顶孔原理实现粒料的混合。 喷射器：改善物料流动，利于物料加速。 各类过滤器：过滤精度最高可达到 0.1μm，滤芯的材质分为烧结金属、聚酯、PTFE 覆膜料、玻璃纤 维等各种形式，可满足各种介质粒径和温度的要求。 热交换器：设计、制造各种规格的高效换热器，形式包括列管式、翅片管式、热管式、波纹管式和 板式换热器等多种型式。
主要设备
旋转加料器：是一种利用容积对粉、粒料进行定量，利用重力使物料流动的装置。具有定量供料和锁气 的功能，体积小、结构简单。在固体物料输送处理中被广泛应用。型式有标准型、高压型、耐磨型、内 衬型、防卡料型、清洗型等。
煤粉高压密相气力输送稳定性分析_贺春辉
2013-06-08 收到初稿，2013-11-28 收到修改稿。
Received date: 2013-06-08. Corresponding author: Prof. SHEN Xianglin, xlshen@ Foundation item: supported by the National Basic Research Program of China (2010CB227002) and the National High Technology Research and Development Program of China (2011AA05A201).
Stability analysis of dense phase pneumatic conveying of pulverized coal at high pressure
HE Chunhui，SHEN Xianglin，ZHOU Haijun
(Key Laboratory of Energy Thermal Conversion and Control of the Ministry of Education, Southeast University, Nanjing 210096, Jiangsu, C化技术是大规模煤气化技 术发展的主流，是煤炭大规模、高效率利用的最佳 选择之一[1]。煤粉加压气化炉稳定运行的前提是供 煤系统稳定[2]。因此，对气力输送稳定性的分析研 究非常必要。气力输送的稳定性主要包括料罐内出 料的稳定性和输送管内流动的稳定性，国内外许多 学者从各个方面探讨了气力输送的稳定性[3-14]，重 点主要由输送管内流动的稳定性出发而研究输送的 稳定性。然而，由于输送条件各异，分析方法多种 多样，对输送稳定性的判别标准也有很大差异，存 在着多种不同的见解，有待于进一步研究。同时， 料罐内出料的稳定性及其对输送管内流动稳定性的 影响也有待探讨。 高压密相气力输送过程中的特征信号（如输送 管道压力、差压、颗粒浓度等）包含丰富的气固两 相流动信息，通过对气固两相流系统的实验研究， 获取压力、浓度等信号，结合学科交叉采用非线性 理论分析逐渐成为认识和研究气固两相流行为的重 要手段之一[6-10]，也为气力输送中输送管内流动稳 定性的分析提供了重要方法。 各种非线性分析方法， 如混沌理论、分形理论、耗散结构理论，在一定程 度上表征两相流宏观动力学特性，对揭示气固两相 流非线性动力学规律方面有较大的促进作用[15]。近 年来，域重新标度分析得到了普遍重视，在金融领 域得到了广泛的研究与应用，被引入工程领域，广 泛应用于气固两相流动的分形特征研究[15-19]。域重 新标度分析法又叫重标极差分析法（rescaled range analysis） ，简称域重标分析或 R/S 分析，是由英国 科学家 Hurst 于 1965 年提出的一种时间序列分析的 特征统计方法， 后来由 Mandelbrot 等[20]作了较为系 统的研究，证实了该方法的正确性。域重标分析首 先由 Fan 等 [21]引入流态化压力波动的研究中，在 表征流域多态性等方面具有一定效果。 Cabrejos 等[22-23]使用 Hurst 指数分析了气力输送压力和差压 脉动信号，他们提出几种流型与差压 Hurst 指数范 围存在一定关系： 纯气体流 0.35＜H＜0.50， 均匀流、
气力输送粉煤灰常见问题及处理方法研究
气力输送粉煤灰常见问题及处理方法研究摘要：粉煤灰气力输送系统，是利用气流的动能，在密闭管道内沿粉体输送方向输送颗粒状物料，是流态化技术的一种具体应用，整个的作业都是在密闭的管道或设备中进行的，全程无粉尘污染，无飞扬，是理想的输送粉煤灰的设备。
由于粉煤灰属于颗粒物料，其对设备、管道的磨损能力较强，使用不当极易在气力输送系统及其计量系统产生磨损、堵料、冲料等现象。
基于此，文章针对气力输送粉煤灰时常见的问题进行了分析，包括气力输送设备问题、粉煤灰溢出问题等常见故障问题进行分析，并在此基础上，探讨了相应的处理方法，以期为有关人士提供参考。
关键词：粉煤灰；磨损；堵塞；冲料；气力输送设备引言：粉煤灰是燃煤电厂排出的工业固废，近年来作为重要的混合材料，被广泛应用于水泥生产和商品混凝土生产中。
随着粉煤灰在水泥生产和混凝土生产中的大量使用，为提高电厂连续产生的粉煤灰的经济效益，越来越多的电厂或合作企业在淡季（城市周边电厂冬季为常规发电高峰期，粉煤灰产量大，但水泥厂、混凝土搅拌站等企业为低谷期，粉煤灰用量小，价格便宜）将产生的粉煤灰利用钢板库、水泥库等存储起来，在来年粉煤灰使用高峰时高价卖出，即解决了冬季发电高峰期粉煤灰的存储问题，同时显著提高经济效益。
这就需要电厂或合作企业需要通过一定的方式将粉煤灰输送至一定距离的存储库中，受电厂空间限制，一般存储库距离电厂灰库的经济距离为1000米左右，气力输送方式是目前最有效、最环保、最经济的粉煤灰输送方式。
为确保电厂机组的安全稳定运行，粉煤灰气力输送系统的连续稳定运行极为重要。
气力输送粉煤灰系统常见的问题有以下几种：第一种是常见的管道弯头、阀门磨损现象，第二种是管道堵塞现象，第三种是输送仓泵及阀门等的磨损、堵塞现象，第四种是散装时的冲料问题。
具体分析如下所示：1.管道弯头、阀门磨损。
粉煤灰属于颗粒物料，基于高压空气环境中存在的颗粒粉煤灰，当遇到拐弯位置的强力冲刷，会造成管壁出现较大的破损现象，故弯头的选型非常重要。
煤粉高浓度气力输送稳定性的控制与改进
煤粉高浓度气力输送稳定性的控制与改进张占方（天津天铁集团动力厂，河北涉县056404）［摘要］针对天铁新区2800m 3高炉喷煤系统在高浓度直接喷吹过程中出现的过滤器堵粉和泄漏、速率波动大等问题，通过采取改造煤粉过滤器、调整工艺运行参数等措施对其进行优化，确保了煤粉的稳定喷吹，使每小时喷煤量误差率稳定控制在±3%范围内，瞬时喷吹速率稳定，波动幅度小，为高炉炉况顺行创造了条件。
关键词喷煤煤粉浓度气力输送过滤器改进1前言高炉长寿与操作稳定关系密切，而喷煤直接关系着高炉的稳定操作。
近几年随着天铁为降本增效不断提高喷煤比，提高煤粉高浓度气力输送的稳定性显得尤为重要。
显然，随着喷煤量的增加，气力输送的固气比不断提高，容易造成输送不稳定，烧枪和堵枪现象频繁，影响高炉的稳定性。
2生产工艺现状天铁新区2800m 3高炉喷煤系统设2个喷吹罐，单罐容积为76m 3，设计最高喷煤量为57t/h 。
采用氮气充压，主管道通过补气器补充二次空压风。
喷煤工艺采用单罐、单管路、下出料方式加分配器的直接喷吹工艺。
因场地限制，为防止杂物堵塞喷枪，在每个喷吹罐出口支管上加装煤粉过滤器来过滤杂物，工艺系统见图1。
但在生产过程中，随着喷煤量的增加，高浓度气力输送时其固气比会很高，与此相对应，煤粉在容器和管道内会因浓度和压力的变化顺序出现均匀悬浮流、不均匀悬浮流、分层流、砂丘流和柱塞流等不同形式的流型。
合理控制容器和管道内各部位的压力分布和煤粉浓度，使高浓度煤粉保持在悬浮流状态，对于稳定控制和顺畅喷吹至关重要。
3喷煤作业中存在的问题3.1煤粉过滤器的泄漏和阻损问题喷吹罐出口5m~8m 处煤粉浓度最大，阻损高，加之过滤器自身阻损，造成喷吹罐压力和出口管道压力高，过滤器进口的杂物清理孔难以密封，经常泄漏和损伤密封垫，严重时直接影响了喷煤的正常进行。
因压力损失和阻力较大，煤粉在过滤器进口侧极易沉降、堆积，堵塞篦子，造成过滤器的频繁清理，严重时喷吹20t 就需要清理一次过滤器，且高炉堵枪现象频繁，职工劳动强度很大，给生产的连续、稳定运行带来较大风险。
煤粉高浓度气力输送稳定性的控制与改进
３２ 喷煤速率波动大 ， 点喷煤量误差 大 ． 整
提高喷煤 比 ， 提高煤粉高浓度气 力输送 的稳定性显得
尤为重要 。 显然 ， 随着喷煤 量的增加 ， 气力输送 的固气 比不 断提高 ， 容易造成 输送不稳定 ， 烧枪 和堵枪 现象 频繁 ， 影响高炉的稳定性 。
度气 力输送 时其 固气 比会很 高 ， 与此相对 应 ， 煤粉在
容 器和管道 内会 因浓度和压力 的变化顺 序 出现均匀 悬 浮流 、 均匀悬浮流 、 不 分层流 、 砂丘流 和柱塞 流等不 同形 式的流型 。 合理控制容器和管道内各部位 的压力
为保证 喷煤的连续稳定运行 ，降低波动 幅度 ， 结 合 生产实际 ， 以上 问题采取如下措施 。 对
４ １ 改 进 煤 粉 过 滤 器 结 构 ．
分 布和煤 粉浓度 ，使高浓度煤粉保持在悬浮流状态 ，
于稳定控制 和顺 畅喷 吹至关重要 。
装粉 阀 放散 阀 补气流化管道
原过滤器结构见 图 ２ 篦子 易松动 ， ， 承压低 ， 易 不 密封。
１ 口法兰 ；． ． 出 ２ 清理孔法兰 ；． ３ 密封垫 ；． ４ 清理孔堵板 ； 图 １ 喷煤工 艺图 ５ ． 压紧装 置；． 口法兰 ；． ；． ６ 进 ７ 本体 ８ 篦子 图 ２ 改造前过滤器结构
最大每小时喷煤误差 量可达到－ ；瞬时喷煤速 ＋ｔ ３ 率 极不稳 定 ， 动 幅度 达＋ ５ｔ ， 波 ２ ｈ 且喷煤 曲线呈 现较 ／ 大峰值的正弦状波动 ， 管道脉动和振动大 。尤其在倒 罐 期 间 ， 喷罐 极易 出现 堵塞 、 出粉 现象 ， 成 断 待 不 造
喷。
４ 改进措施
在 ±３ ％范围内 ， 瞬时喷吹速率稳定 ， 波动幅度小 ， 为高炉炉况顺行创造了条件 。
粉煤密相输送的影响因素及其处理对策分析
0 引言 气力输送在能源、化工产业当中得到了非常广泛的应用，并且对于粉体的密相输送也产生了很多优秀的研究成果。
另外，大规模的煤气化技术由于其清洁性，也得到了社会的发展和重视。
密相输送技术正是其关键技术之一，因为高压浓相输送的效率和稳定性对于煤气化技术的影响极大，因而需要重点关注。
1 粉煤密相输送的具体流程 密相输送分为发送罐输送和旋转阀输送。
发送罐输送是通过将发送罐加压至一定压力，采用切换出料阀及气刀对物料进行分配来实现输送的。
这种输送气流速度较低而固气比较高，输送气压力较高。
输送气体常采用空气或氮气，动力一般由压缩机提供，旋转阀密相输送是采用稀相正压输送方式，而动力采用压缩机提供。
系统具有较高压力、较低流速但输送能力大，对物料几乎无影响。
密相输送时，颗粒是在少量气体松动的流化状态下进行集体运动，并不靠气体使它加速，固体的移动是靠静压差来推动的。
在高低并列式提升管催化裂化装置中，利用斜管进行催化剂输送，就是依靠静压差。
催化剂流动的推动力由斜管内料柱的静压头形成，以克服催化剂在斜管中的流动阻力和两器的压差。
其中不连续密相是常用于单点供料，较长距离输送。
管线中几乎充满了以柱塞流动方式向前移动的物料。
管道磨蚀小、物料不易破碎。
一般为正压输送。
正压输送系统是以压缩空气把大量物料输送至较远距离的一种节能高效的输送方式。
其气源常采用压缩风机。
空分单元的氮气经过高压之后，通过粉煤给料罐进行加料，然后再与粉煤相混合后，调节形成煤流。
煤流在获得相应速度和密度的前提下会保持相应的稳定状态，并且在没有干扰因素的情况下，其速度和密度会产生变化，流动阻力也会在这种条件下出现变化。
另外，如果干扰因素产生的影响程度比较大，煤流和氮气的混合不够均匀的情况下，输煤线路也会存在着明显的不稳定。
2 影响输煤线的主要条件2.1 煤种变化 煤种变化一般指的是原料煤种出现的变化，最主要的一点是影响到其物化性质。
以常见的例子来看，粉煤的骨架密度就会有明显的变化，并且其条件还会在煤循环测试中影响到校正系数，实际的流量也会出现过高或过低的情况。
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第57卷 第3期 化 工 学 报 V o l .57 N o .3 2006年3月 J o u r n a l o f C h e m i c a l I n d u s t r y a n d E n g i n e e r i n g(C h i n a ) M a r c h 2006==================研究论文高固气比状态下的粉煤气力输送龚 欣,郭晓镭,代正华,封金花,陈金峰,郑耀辉,陈 锋,熊 浪,于遵宏(华东理工大学洁净煤技术研究所,上海200237)摘要:在自建的气力输送系统上,进行了高固气比状态下粉煤气力输送研究.分别在内径为15、20、32m m 的管道中进行了输送实验,考察了操作参数对粉煤质量流量、固气比、表观气速等气力输送特征参数的影响.结果表明,输送固气比达到200%580k g ·k g -1;随气体流量增加,粉煤的质量流量增大,而固气比降低;与输送压力的影响相比,管径对粉煤质量流量的影响程度更为显著;给出了基于本系统描述各参数之间相互关系的经验方程,表明较小的气量和较大的输送管径更有利于实现高固气比状态下的粉煤气力输送.关键词:气力输送;高固气比;粉煤中图分类号:T Q536 文献标识码:A 文章编号:0438-1157(2006)03-0640-05H i g h s o I i d s I o a d i n gp n e u m a t i c c o n v e y i n g o f p u I v e r i z e dc o a I G O N GX i n ,G U OX i a o I e i ,D A I Z h e n g h u a ,F E N GJ i n h u a ,C H E NJ i n f e n g ,Z H E N GY a o h u i ,C H E NF e n g ,X I O N GL a n g ,Y UZ u n h o n g (I n s t i t u t e o f C l e a nC o a lT e c h n o l o g y ,E a s t C h i n aU n i v e r s i t y o f S c i e n c e a n dT e c h n o l o g y ,S h a n g h a i 200237,C h i n a )A b s t r a c t :H i g hs o l i d sl o a d i n gp n e u m a t i cc o n v e y i n g of p u l v e r i z e dc o a lw a sa c h i e v e di nan e w p n e u m a t i c c o n v e y i ng s y s t e m wh e r es o li d /g a s m a s sf l o w r a t i or e a c h e d200-580k g ·k g -1.O pe r a t i o nc o n d i t i o n s ,i n c l u d i n g t r a n s p o r t p r e s s u r e ,g a sv o l u m ea n d p i p ed i a m e t e r w e r es p e c i a l l y d e s i g n e df o rt h ec o n v e y i n gs y s t e m w i t h p i p e l i n e s o f 15m m ,20m m ,32m m (I .D .)r e s p e c t i v e l y .T h ee f f e c t so fd i f f e r e n to pe r a t i o n c o n d i t i o n s o n t h ec h a r a c t e r i s t i c p a r a m e t e r s ,i .e .m a s sf l o wr a t e ,s o l i d /g a sm a s s f l o wr a t i oa n ds u pe rf i c i a lg a s v e l o c i t y ,a sw e l l a s th e r e l a ti o n s h i p sw i t h i nt h eo p e r a t i o nc o n d i t i o n s t h e m s e l v e s ,w e r e i n v e s t i ga t e d i n t h e e x p e r i m e n t s .I tw a sf o u n dt h a tu n d e rah i g h e r p r e s s u r ea g r e a t e rs u p p l y of g a sw a sn e e d e d ,w h i c h r e s u l t e d i n g r e a t e r c o n v e y i n g c a p a c i t y .H o w e v e r ,s o l i d /g a sm a s s f l o wr a t i o d e c l i n e d d r a m a t i c a l l y wh e n s o l i d m a s s r a t e i n c r e a s e d .T h ea n a l y s i so f t h ee x p e r i m e n t a l s or e v e a l e dt h a t p i p e l i n ed i a m e t e rw a sa c t u a l l y t h e c r u c i a l e l e m e n tw h i c hb r o u g h t a b o u t g r e a td i f f e r e n c e i nc o n v e y i n g c a p a c i t y inc o n t r a s t t o t h e r e s u l t s f r o m t h e c h a n g e o f o p e r a t i o n p r e s s u r e .S o m e e m p i r i c a l e x p r e s s i o n sw e r e f i n a l l y e s t a b l i s h e dw h i c hw e r e c a p a b l e o f d e s c r i b i n g t h er e l a t i o n s h i p b e t w e e nt h ea f o r e m e n t i o n e d p a r a m e t e r sa n da g a i n p i p ed i a m e t e r p l a ye da n i m p o r t a n t r o l e .T h e e x p r e s s i o n s a d d i t i o n a l l y r e v e a l e d t h a t g a s s u p p l y s u r g e dw i t h t h e i n c r e a s e of pu l v e r i z e d c o a lm a s sf l o wr a t e .T h e q u a n t i t a t i v er e l a t i o n so f t h e p a r a m e t e r s m i g h tb es y s t e m -d e pe n d e n t ,b u tt h i s p a p e r p r e s e n t su s ef u l i n f o r m a t i o na n da p p r o a c h t o p n e u m a t i c c o n v e y i n g.K e y w o r d s :p n e u m a t i c c o n v e y i n g ;h i g hs o l i d s l o a d i n g ;p u l v e r i z e d c o a l 2005-04-08收到初稿,2005-06-07收到修改稿.联系人及第一作者:龚欣(1959-),女,教授.基金项目:教育部科技重点项目(104247);国家重点基础研究发展计划项目(2004C B 217702). R e c e i v e dd a t e :2005-04-08.C o r r e s p o n d i n g a u t h o r :P r o f .G O N G X i n .E -m a i I :g o n g x i n @e c u s t .e d u .c n F o u n d a t i o ni t e m :s u p p o r t e d b y t h e S t a t e K e y D e v e l o p m e n t P r o g r a mf o rB a s i cR e s e a r c ho fC h i n a (2004C B 217702).引言固体物料在管道内的气力输送技术自19世纪上半叶开始工业化以来,因其具有密闭、安全、物料与环境清洁、易实现自动化连续操作等优点,已经广泛应用于化工、发电、制药、食品、建筑、冶金等行业[1].为了降低能耗和气耗,减小输送管道磨蚀,避免被输送物料破碎,工业上往往对气力输送过程的重要技术指标---固气比提出更高的要求,例如在我国已引进多达十几套的国际先进粉煤加压气化技术---S h e l l气化技术中,就是利用惰性气体氮气将粉煤连续地在高固气比条件下输送到加压(约3.0M P a)气化炉中进行煤气化反应,而其合成气中氮气含量仅占约4%[2-3].如此高的输送固气比已经远远超出了传统气力输送领域中密相输送(固气比为50%100k g·m-3,低压下也即50 %100k g·k g-1)的范围[4-5].由于高固气比输送时速度较低,固相浓度过高,流动稳定性下降,输送距离相对较短,迄今为止相关的研究报道极少[6],尚无成熟理论依据可以参照,所以只能依赖对真实物料与系统进行实验研究,获取其流动规律.本文针对自主创建的高固气比粉煤输送系统进行了相关测试研究,在获取大量实验数据并对其进行分析、拟合的基础上,给出了高固气比状态下粉煤气力输送的特性与规律.1实验介质与实验装置1.1实验介质本研究采用压缩空气作为输送气体,被输送介质为粉煤,表1是实验用粉煤的有关物性数据.T a b l e1P r o p e r t i e s o f p u l v e r i z e d c o a lM e d i a ns i z e/1m B u l kd e n s i t y/k g·m-3P a r t i c l e d e n s i t y/k g·m-3A n g l e o f r e p o s e/(º)60.67536140049.721.2实验装置本研究采用下出料式粉煤发料罐,实验流程见图1.粉煤在多股气流的作用下从发料罐底部排出,由输送气体携带着流经特定尺寸的输送管线,最终被收集到接料罐中.气体流量由气体质量流量计计量,粉煤输送量由接料罐支座上设置的称重传感器进行累计计量,同时还通过安装在输送管线上的固体质量流量计进行连续测量.输送管线沿程设有压力传感器,用于连续测量输送过程中管道内压力变化.。