气力输送技术的应用及其在煤粉输送领域的研究进展

气力输送技术的应用及其在煤粉输送领域的研究进展

摘要：本文首先介绍了气力输送技术的分类，主要分为烯相气力输送和浓相气力输送两类，然后系统地评述了气力输送技术的应用进展，主要包括在节能环保气力输送设备和垃圾废弃物的处理两方面的应用进展，最后着重介绍了气力输送技术在煤粉输送领域的研究进展。

关键词：气力输送密相输送煤粉流化风量管段压降

一、研究背景

气力输送，有时又叫做气流输送，它是指以气体为载体，在一个密闭的管道内利用气流的能量，从而可以沿着气体的方向路线不断运送一些颗粒状的物料，气力输送的原理主要是应用了流态化技术。气力输送技术因其设备密闭环保安全，操作简单方便，在轻工、能源、建材、冶金、化工、水泥、粮食加工、发电等领域有着广泛的应用，因此得到了各国工业领域的高度重视和关注。

气力输送技术主要分为烯相气力输送和浓相（密相）气力输送两种类型。

与烯相气力输送技术相比较，浓相气力输送技术具有下面几个较为突出的优势：（1）浓相气力输送过程中，固气比高，从而使排出的废气量减少，减小了环境的污染。（2）密相气力输送设备简单，设备布置方便，运行可靠，占地面积小，维修工程量很小，设备的投资、保养和维护费用少，从而减少了企业成本年运行费用。（3）密相气力输送过程中物料对输送管的磨损比较小，从而延长了输送管的使用寿命，节省了工厂设备的投资，一般磨损较小的输送管道使用寿命可以达到20年之久。（4）密相气力输送设备自动化程度高，易于实现无人管理的全自动控制，从而节省了人力物力等大量的资源。（5）物料散装，不需要包装，使得卸料方便灵活效率高，费用低，从而减少了运输成本。

二、气力输送技术的应用进展

工业废气废水的任意排放以及生活垃圾的随意丢弃，使得人们对环保也越来越重视，这就要求气力输送设备能够高效、环保、节能、安全。针对以上要求，气力输送技术的发展主要有以下几大应用进展。

1节能环保气力输送设备

为了解决日益恶化的环保问题，人类一直以来主要致力于研究高效节能的输送装置，这就要求输送装置可以长距离运输，并且具有较大的输送量但是能耗较低，所以现在科学家们已经研究出了一种把密封、耐压的旋转叶片式供料器与压力发送罐组合在一起的气力输送装置，这种输送装置在输送过程中稳定可靠并且还能保证物料的质量。

2垃圾废弃物的处理

对垃圾废弃物的处理、回收、可再生和循环利用一般会应用到分离筛选、切割碾碎、运送等方法技术。气力输送技术在输送物料的同时，也在进行物料的分离筛选、切割碾碎、运送等工作，保证了废弃物的回收和处理。

三、气力输送技术在煤粉输送领域的研究进展

范春雷等人[1]研究了煤粉气力输送实验，在实验装置上，他们设置的输送压力为4.0兆帕，然后探究了输送总差压、冲压风量、流化风量等因素对煤粉的输送量、固气比的影响。通过一系列的实验探究，他们得到了以下的实验结果：煤粉的输送量是随着流化风量的增大而逐渐增大的，但是煤粉的固气比却随着流化风量的增大呈现先增大随后又减小的趋势；但是在发料罐内把煤粉流化充分后，再把冲压的风量增大，煤粉的固气体积比会逐渐减小，但煤粉的输送量却会相应加大。范春雷他们等人的实验探究结果在浓相气力输送装置系统的研发、设计、应用和管理等方面具有一定的启发和指导作用。

熊源泉等人[2]在实验的基础上，又结合了理论计算，通过这两种方式探究了在高压条件下煤粉的密相气力输送在垂直方向上管段的压损情况以及原因。通过实验和理论计算表明：在一个比较高的输送系统压力下，气体因为密度的作用，所以使得我们不能忽视由纯气体导致的压力损失；同时他们还发现在垂直方向上的管段单位压力损失是随着煤粉固气比的增大而增加的；而输送气体的表观速度却随着垂直方向的管段单位压力损失的增大而降低，这个结果说明了煤粉的输送浓度会导致垂直方向上的管段单位压力损失。然后他们利用Barth和周建刚的附加压力损失理论和经验关系式得到了一个计算值，这个计算值与他们的实验值非常相符合，其相对误差小于5%，从而证明了Barth的附加压力损失理论在密相气力输送垂直方向上的管道压力降上具有很好的预测作用。

鹿鹏等人[3]探究了不同粒径的煤粉的密相气力输送实验，他们利用三种不同粒径的煤粉，设置实验输送的压力为3.6兆帕、输送速率通量为4600千克每秒每平方米，研究了流化的风流量、输送的压力、煤粉的粒径、煤粉的种类和输送的总差压等一系列因素对煤粉的输送特性的影响。他们通过一系列的实验发现：高压条件更有利于实现较高固相速率通量的低速率相输送；随着流化风量的增大，输送速率通量先是增大然后又减小的趋势；密相气力输送系统的输送能力因为煤粉颗粒的加大而呈现逐渐下降的趋势，水分对密相气力输送系统的输送能力的影响很大，密相气力输送系统的输送能力随着水分的增多而逐渐降低；不同方向上的管段的压力下降表现出不同的趋势，这表明管段的布局安排对稳定性和流动阻力有一定的影响，并且煤粉的固气比以及煤粉粒径的大小都可以影响压力的下降趋势。

四、结语

综上所述，气力输送技术近几年在煤粉输送领域取得了很大的进展，尤其是在流化风量、方向管段压力与煤粉固气比、煤粉粒径、煤粉输送量等方面做了大

量的研究，使得密相气力输送技术在以后的工业中将会得到更大的应用和更多的关注。

参考文献：

[1]范春雷，陈晓平，梁财，蒲文灏，鹿鹏，赵长遂. 煤粉高压密相气力输送特性[J]. 东南大学学报自然科学版，2007，37（3），433-435.

[2] 熊源泉，赵兵，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.

[3] 鹿鹏，陈晓平，梁财，蒲文灏，周云，许盼，赵长遂. 不同煤粉高压密相气力输送特性实验研究[J]. 中国电机工程学报，2009，29（5），16-20.