氧化鋁輸送過程中氣力輸送技術(shù)的應(yīng)用方法

陳進(jìn)勇

（貴州順安機(jī)電設(shè)備有限公司 貴州安順 561116）

氧化鋁氣力輸送就是指運(yùn)用氣體的流動(dòng)性對(duì)氧化鋁原材料開展運(yùn)輸?shù)募夹g(shù)，其有系統(tǒng)封閉式特性好，避免原材料返潮；占地總面積小；機(jī)器設(shè)備操作檢修簡(jiǎn)易等優(yōu)勢(shì)?，F(xiàn)階段，電解氧化鋁氣力輸送技術(shù)常見的有4種，即稀相輸送、濃相輸送、超濃相輸送、氣體斜槽運(yùn)輸。

1 運(yùn)輸方式的歸類

氧化鋁的機(jī)械性能對(duì)保證電解法步驟成功和改進(jìn)煙塵凈化功效的實(shí)際效果關(guān)系甚大，因而，一般其吸水性較弱，可以較多、較迅速地融化于熔化冰霜巖中，熱飛舞損害較小，且可以牢固地覆蓋于陽極氧化碳?jí)K上，進(jìn)而防止陽極氧化，并具有隔熱保溫性能較好的特點(diǎn)。在干式空氣過濾中，其具有不錯(cuò)的機(jī)械設(shè)備活力和合理的比表面，便于效吸附HF 氣體，而其中的物理學(xué)特性關(guān)鍵取決于氧化鋁結(jié)晶的晶體結(jié)構(gòu)、粒度尺寸和形狀。因此，運(yùn)送方式的優(yōu)劣關(guān)鍵取決于運(yùn)送環(huán)節(jié)中對(duì)氧化鋁料的物理和有機(jī)化學(xué)的危害。氧化鋁氣力輸送如圖1所示。

圖1 氧化鋁輸送系統(tǒng)示意圖

從其能量來源上，原材料的運(yùn)送又可分為機(jī)械化運(yùn)送和氣力式運(yùn)送兩大類。機(jī)械自動(dòng)化運(yùn)送又可分為斗式提升機(jī)、皮帶式輸送機(jī)和小車路軌式運(yùn)輸機(jī)等形式。這一種運(yùn)送種類主要使用在各種工業(yè)生產(chǎn)中，在加工工藝上比較完善且具有安全性，在運(yùn)送環(huán)節(jié)中對(duì)氧化鋁的質(zhì)量傷害相對(duì)較小，使氧化鋁不易破碎，對(duì)電解法商品也較為有益?？墒菣C(jī)械自動(dòng)化運(yùn)送卻有其難以克服的缺點(diǎn)，因?yàn)檩斔驮O(shè)備資金投入比較大，實(shí)際操作、維護(hù)費(fèi)較為昂貴，在運(yùn)送環(huán)節(jié)中對(duì)氧化鋁的品質(zhì)飛舞損害也非常大，而且對(duì)自動(dòng)化設(shè)備的需求也很高，從而影響到工業(yè)設(shè)備的靈便配備，并且對(duì)運(yùn)送中工業(yè)設(shè)備的基礎(chǔ)設(shè)施投資耗費(fèi)也非常昂貴。從氧化鋁商品的全部發(fā)展趨勢(shì)步驟看來，機(jī)械自動(dòng)化運(yùn)送有被氣力型運(yùn)送逐漸替代的趨勢(shì)［1-2］。

氣力輸送系統(tǒng)就是指應(yīng)用快速氣體從管道中運(yùn)輸很多粉末狀、顆粒物等原材料。氣力輸送系統(tǒng)比機(jī)械式運(yùn)輸靈便，可輕松完成氧化鋁的中長距離輸送，而且，機(jī)器設(shè)備的資金投入、實(shí)際操作、維護(hù)保養(yǎng)等費(fèi)用都較機(jī)械式運(yùn)輸更為性價(jià)比高，有利于完成電子計(jì)算機(jī)的智能化管理方法，而比較合適于大中型預(yù)焙槽生產(chǎn)制造。因?yàn)闅饬斔拖到y(tǒng)設(shè)備的全封閉式特點(diǎn)，所以即使全部運(yùn)送環(huán)節(jié)中產(chǎn)生粉塵也不會(huì)造成環(huán)境污染。

2 氣力輸送技術(shù)組成

氣力輸送通常是根據(jù)其運(yùn)輸方法劃分，一般如稀相輸送、濃相輸送、超濃相輸送及氣體斜槽運(yùn)輸。

2.1 稀相輸送

稀相運(yùn)輸是現(xiàn)階段氧化鋁公司對(duì)氧化鋁原料集中化運(yùn)送的傳統(tǒng)的方法?，F(xiàn)階段，許多鋁廠，尤其是一些小鋁廠仍在選用這一方法運(yùn)送氧化鋁原材料。稀相運(yùn)送技術(shù)性歸屬于能量運(yùn)送中的高氣體壓力運(yùn)送技術(shù)性。在運(yùn)送環(huán)節(jié)中運(yùn)用空氣壓縮的驅(qū)動(dòng)力運(yùn)輸被運(yùn)送的化學(xué)物質(zhì)，使原材料以總體飄浮或團(tuán)體飄浮的情況向運(yùn)送方位流動(dòng)。

粒子只有在速度大于其沉降速度的氣流中才能被氣流帶走。一般，輸送氣流速度越大，粒子在輸料管內(nèi)越接近均勻的分布；氣流速度逐漸減小時(shí)，則越靠近管底處分布越密。當(dāng)氣流速度小于某一值時(shí)，一部分粒子停滯在管底，一邊滑動(dòng)，一邊被推著向前運(yùn)動(dòng)；氣流速度進(jìn)一步減小時(shí)，則停滯的物料層反復(fù)做不穩(wěn)定移動(dòng)，最后停頓，最終產(chǎn)生堵塞［3-4］。將輸送氣流速度與粒子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的關(guān)系進(jìn)行分類，以圖形表示如圖2所示。

圖2 輸送氣流速度與流動(dòng)狀態(tài)的關(guān)系

2.2 濃相輸送

濃相運(yùn)輸又被稱為密相傳送。當(dāng)氣體中的顆粒成分在0.05m3料∕m3氣體以上，氣固兩相流混合器的孔隙度E<0.80 時(shí)的氣體運(yùn)輸稱之為濃相運(yùn)送。濃相運(yùn)輸技術(shù)以防水套管型氣壓送方法運(yùn)輸，與稀相列管式運(yùn)輸技術(shù)比較，有固氣比較高、氣旋速度小、導(dǎo)出工作壓力較劣等優(yōu)勢(shì)。其導(dǎo)出的氣旋速度通常為15～20m∕s，而原材料流動(dòng)速度則在10～15m∕s，對(duì)氧化鐵的堆密度也低于20%。因?yàn)闅怏w固氣比較高，提升了固態(tài)化學(xué)物質(zhì)成分，進(jìn)而也相對(duì)應(yīng)減少了空氣壓縮隔離開關(guān)的使用量，降低了電力能源。濃相皮帶輸送機(jī)基礎(chǔ)理論和稀相運(yùn)輸機(jī)基礎(chǔ)理論基本一致，即應(yīng)用有機(jī)廢氣在管道中運(yùn)送化學(xué)物質(zhì)，但不同的是，稀相運(yùn)送的有機(jī)廢氣轉(zhuǎn)速比較高，化學(xué)物質(zhì)在髙壓有機(jī)廢氣中展現(xiàn)燒開狀。濃相運(yùn)送則是由鋼制壓力容器所生成的高負(fù)壓下挪動(dòng)原材料運(yùn)送，有機(jī)廢氣速度相對(duì)較低。當(dāng)有機(jī)廢氣總流量小于某一統(tǒng)計(jì)量時(shí)，流動(dòng)性摩擦阻力驟然擴(kuò)大，固態(tài)物質(zhì)停留于管底，管路內(nèi)有機(jī)廢氣的高效率通道總面積縮小，氣速從這一段升高，把停留的物件由表及管內(nèi)間吹掉，而因?yàn)楣苤懈咝式孛媸覂?nèi)空間的擴(kuò)大，氣體速率也將縮小，而固態(tài)物質(zhì)也會(huì)停留，那樣惡性循環(huán)不斷，將物品以像沙漠般移動(dòng)的氣流輸送情況向前挪動(dòng)，便是所說的濃相運(yùn)送。垂直平分管道中物件運(yùn)動(dòng)的基本原理相似于在水準(zhǔn)管道中的一般情況，即受氣旋升高的促進(jìn)危害，當(dāng)氣旋速度必須大到能擺脫化學(xué)物質(zhì)飄浮的速率時(shí)，運(yùn)送即可進(jìn)行。濃相運(yùn)送技術(shù)性的核心是要確保持續(xù)的氣流輸送原材料與運(yùn)送管道的順暢，因此，根據(jù)設(shè)計(jì)的內(nèi)防水套管式的運(yùn)送管道，氣旋根據(jù)連接管導(dǎo)進(jìn)給料管內(nèi)，使氣流輸送的原材料變成與直徑基本相同的料栓，而料栓長愈短，所必需的鍵入氣體壓強(qiáng)也越小。稀相輸送與濃相輸送優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比如表1所示。

表1 稀相輸送與濃相輸送優(yōu)缺點(diǎn)

濃相運(yùn)輸技術(shù)性的關(guān)鍵設(shè)備：內(nèi)防水套管、鋼制壓力容器、帶冷藏去濕等作用的空氣壓縮隔離開關(guān)互聯(lián)網(wǎng)、各種閥門、發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)元器件及其自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)備等。

2.3 超濃相輸送

超濃相輸送是現(xiàn)在應(yīng)用比較廣泛的生產(chǎn)工藝。該工藝技術(shù)在運(yùn)送環(huán)節(jié)中，先由低電壓離心風(fēng)機(jī)通過分派板將流槽內(nèi)化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行氣流輸送，使之具有流線型的特點(diǎn)，并與此同時(shí)，沿運(yùn)送邁向產(chǎn)生起止原材料柱差，當(dāng)原料柱差所生成的抗拉力可以大于液體流動(dòng)性的摩阻時(shí)，則化學(xué)物質(zhì)便開始往前流動(dòng)，超濃相運(yùn)送則是依據(jù)資料所具備的潛在性氣流輸送特點(diǎn)來運(yùn)送。氣流輸送是指一種將固體顆粒根據(jù)與空氣或液體觸碰而轉(zhuǎn)化成類似流動(dòng)性體形情況的方式［5］。在現(xiàn)階段，運(yùn)輸粉末狀化學(xué)物質(zhì)的液體化主要是運(yùn)用一種多孔結(jié)構(gòu)透氣性層來完成的。多孔結(jié)構(gòu)透隔水層（或稱作燒開板）把氣體運(yùn)送槽分為上下兩個(gè)構(gòu)成部分，頂層帶有粉末狀化學(xué)物質(zhì)，下一層則為氣腔。當(dāng)在氣腔中沒有受壓負(fù)載時(shí)，氣體情況為自然壓，化學(xué)物質(zhì)顆粒則呈靜止不動(dòng)態(tài)。在氣腔中再加上Pt 的負(fù)擔(dān)時(shí)，氣體就通過余填料注入上方粉化學(xué)物質(zhì)層，并填充了內(nèi)粉層的空隙。當(dāng)氣體超出要求轉(zhuǎn)速比時(shí)，粉末狀顆粒物內(nèi)部原有的均衡就被毀壞，而且因?yàn)槠淙萘刻嵘?，假比例也減少，顆粒物間的內(nèi)摩擦角和壁內(nèi)摩擦角均趨向零，這類粉末狀化學(xué)物質(zhì)就建立了液體摩擦阻力。用粉末狀化學(xué)物質(zhì)開展運(yùn)送，即是超濃相運(yùn)送。超濃相運(yùn)輸并不規(guī)定空氣壓縮作傳送驅(qū)動(dòng)力，而只規(guī)定有較低電壓更強(qiáng)的氣體活動(dòng)原材料。運(yùn)輸環(huán)節(jié)中的固氣比非常大，有材料記述很有可能超出500∶1，而氣體壓強(qiáng)也僅需在10000Pa 上下，因此，選用一般的離心通風(fēng)機(jī)就可以。

其中，稀相輸送、濃相輸送、超濃相輸送各技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)如表2所示。

表2 輸送方式技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表

2.4 氣體斜槽運(yùn)輸

氣體斜流槽運(yùn)送是氣體運(yùn)送中的氣流輸送運(yùn)送技術(shù)，運(yùn)用低電壓風(fēng)，從流槽風(fēng)室中通過的分輕質(zhì)隔墻板，立即注入運(yùn)送層使斜槽內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)氣流輸送，因而具有低流體參數(shù)的特點(diǎn)。氣流輸送后的原材料遭受自身重量危害，產(chǎn)生下降作用力，進(jìn)而處理原材料流動(dòng)性的摩阻，并推動(dòng)原材料向前流動(dòng)。在流槽運(yùn)送中，低電壓離心風(fēng)機(jī)一般只具有使原材料氣流輸送的作用，而不需具備推動(dòng)原材料流動(dòng)性，因此，規(guī)定的氣壓、風(fēng)速都很低。該工藝的關(guān)鍵缺點(diǎn)是要有大直線斜率，并且對(duì)工業(yè)廠房的室內(nèi)空間規(guī)定也較高［6］。

3 結(jié)語

綜上所述，許多高新技術(shù)的應(yīng)用需要一定的輔助條件保證，但在工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)往往不能滿足這種理想情況。因此，某些先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用必須充分考慮實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)的特殊因素，考慮不同技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，才能取得良好的效益。