如何為您的工藝選擇合適的氣力輸送系統？

氣力輸送作為一種高效、清潔的物料輸送方式，廣泛應用于化工、食品、制藥、建材等諸多行業。面對市場上多樣的系統類型，如何選擇適合您特定工藝需求的系統呢？本文將從核心分類維度出發，為您梳理常見的氣力輸送系統類型及其適用場景，助您做出明智決策。

1 開放系統 vs. 封閉系統

開放系統是常用的形式，使用空氣作為輸送介質，物料最終排入大氣環境（經過過濾）。其結構相對簡單，投資和運行成本較低，適用于絕大多數無毒、不易燃爆的干燥粉粒狀物料。系統末端需要高效的過濾裝置來分離物料和廢氣。

封閉系統是指在全密閉的回路中循環輸送，使用惰性氣體（如氮氣）或特定氣體作為輸送介質。這種系統主要用于處理劇毒、放射性或極易燃爆的物料。其核心優勢在于能嚴格控制輸送環境，防止有害物質泄漏或爆炸風險，同時惰性氣體可以循環使用，降低運行成本（盡管初始投資較高）。封閉氣力輸送系統的組成如圖1所示。

圖1 封閉氣力輸送系統示意圖

在封閉系統中需要設定一個零壓點，該點處的壓力應接近大氣壓，并且在此處可以設置氣體補充裝置以滿足輸送氣體的需求。如果將零壓點設置在鼓風機之后，整個輸送系統就可以全在真空環境下運行。如果將零壓點設置在鼓風機之前，則該系統將作為一個正壓系統運行。通常都會建議配備一個二級過濾器，因為容積式鼓風機非常容易受到灰塵的損害。這是為了防止過濾器單元中的某個部件出現故障而采取的預防措施。一般來說，氣體在多次循環后溫度會顯著升高，所以在封閉式循環系統中，需要加入換熱器，以防止溫度異常升高。換熱器安裝在鼓風機的前面或后面均可，具體取決于所輸送的物料。

2 正壓系統 vs. 負壓（真空）系統

正壓系統：在輸送管道入口端加壓（高于大氣壓），將物料“吹送”或“壓送”至目的地。這是應用廣泛的系統類型之一。其優勢在于：

①適合單點供料，長距離、多點卸料（通過換向閥輕松實現）。

②輸送能力通常較大。

③適用于較高壓力的輸送需求（高壓可達0.6 MPa或更高，特殊加壓容器可達3 MPa以上）。

正壓系統的關鍵挑戰在于如何將物料有效送入帶壓管道，需要專門的供料裝置（如旋轉閥、文丘里管、壓力發料倉泵等）。典型的低正壓氣力輸送系統的組成如圖2所示。

圖2 正壓氣力輸送系統示意圖（低壓）

通過使用換向閥，利用正壓系統可以非常簡便地將物料輸送到多個接收點。雖然也可以將多點物料輸送到一條共同的管道中，但必須謹慎操作，特別是在采用旋轉閥輸送的情況下，因為通過多個此類閥門的空氣泄漏量相對于輸送所需的總空氣量而言可能會相當大。

負壓（真空）系統：在輸送管道出口端抽真空（低于大氣壓），將物料“吸入”系統并輸送至目的地。其特點包括：

①特別適合多點供料，單點收料的場景，例如從多個料倉收集物料到一個混合罐，或從開放料堆（如船艙、地面散料）吸取物料。

②供料點處于常壓或負壓，供料裝置（如旋轉閥、吸料槍）結構更簡單，成本更低。

③系統內任何泄漏都是向內吸入空氣，避免了粉粒體外泄，在處理有毒或易爆粉粒體時安全性更高，但在排氣時需注意防止粉塵進入真空泵。

④由于輸送空氣的體積在系統末端處最大，末端過濾器的負荷較大，需要更大的過濾面積。

⑤長距離或高真空度輸送時，需采取措施，避免末端速度過高。典型的負壓氣力輸送系統及直接從開放式料堆吸料的真空輸送系統的組成如圖3所示。

圖3(a) 負壓氣力輸送系統示意圖

圖3(b) 開放式料堆真空輸送系統示意圖

3 組合式系統

組合式系統將負壓吸料和正壓送料結合在一個回路中，通常共用一臺風機。負壓段負責從多個點或開放料堆吸取物料，收集到一個中間容器；正壓段則負責將中間容器的物料加壓輸送到最終目的地。

組合式系統結合了負壓系統多點取料和正壓系統長距離/多點卸料的優點，適用于需要從分散點收集物料并集中輸送到較遠或分散目的地的場景。

需要注意的是，共用風機的功率需要在吸料和送料兩部分之間分配，且兩段管道的尺寸需根據不同的操作壓力仔細設計。系統能力（距離和輸送量）可能受到風機壓力比的限制，并且同樣需要兩級過濾保護。典型的組合式氣力輸送系統組成示意圖如圖4所示。

圖4 組合式氣力輸送系統示意圖

4 雙組合式系統

當組合式系統的能力（輸送距離或輸送量）無法滿足要求時，可以采用雙組合式系統方案。它本質上是獨立的負壓系統（負責吸料）和獨立的正壓系統（負責送料）通過中間容器連接。兩臺風機分別驅動吸料和送料。

這種配置提供了最大的靈活性。可以為吸料段選擇優的真空設備（如高真空真空泵），為送料段選擇優的加壓設備（如高壓壓縮機）。吸料段距離短時，甚至可能實現全程密相輸送。

典型的雙組合式系統如圖5所示，以大型船舶卸料為例，高真空系統以高效率從船艙吸料至岸上的過渡倉泵，高壓正壓系統再將物料輸送至較遠距離（如600米）外的倉泵。相應的，通常需要大管徑或多管道來實現高輸送量。

量。

圖5 雙組合式氣力輸送系統示意圖

5 其他考量因素

除了上述主要分類，選擇氣力輸送系統時還需考慮以下因素：

高壓系統 vs. 低壓系統： 輸送壓力影響輸送能力和距離。高壓（通常指>0.1MPa）系統能實現更遠的輸送距離或更高的輸送量，但設備要求更高。超高壓輸送需配置加壓接料倉泵。

常規系統 vs. 創新型系統：常規系統指物料直接吹送或吸入管道。創新型系統在喂料點或管道沿線對物料進行特殊處理（如充氣、流化），以改善流動性或實現特定輸送流型。

連續運行 vs. 批次運行：根據生產工藝要求選擇連續供料還是批次供料。

稀相輸送 vs. 密相輸送：主要取決于物料特性（如顆粒粒徑、密度、透氣性、氣體保留能力等）。幾乎所有物料都能進行稀相輸送（高速、低固氣比）。密相輸送（低速、高固氣比）則對物料特性有要求，能顯著降低磨損和顆粒破碎，但系統設計更復雜。

如何選擇？關鍵步驟如下：

1. 明確物料特性，這是基礎。了解物料的粒徑分布、密度、濕度、流動性、磨損性、爆炸性、毒性、吸濕性、是否易碎等。這直接影響系統類型（開放/封閉）、輸送流型（稀相/密相）、設備選材和安全性設計。

2. 確定工藝需求。例如輸送量、輸送距離和高度、起點和終點數量及位置（單點/多點供料？單點/多點卸料？）、是否需要連續運行、對物料破損率的要求、廠房空間限制等。

3. 評估環境與安全要求。例如物料是否有毒、易燃易爆？工作區域是否有防爆要求？環保排放要求如何？這決定了是選擇開放系統（加強過濾和安全措施）還是必須使用封閉系統。

4. 預算考量，包括初始投資成本和長期運行成本（能耗、維護、耗材如濾袋、惰性氣體消耗等）。通常，負壓系統供料設備便宜但過濾成本高，正壓系統供料設備多樣且成本差異大，封閉系統和雙組合式系統成本最高。

5. 咨詢專業供應商，氣力輸送系統設計涉及多相流體力學、材料學等多學科，細節繁多。上海東庚設備工程技術有限公司作為一家經驗豐富的氣力輸送設備供應商與工藝設計公司，可以基于您的具體物料和工藝參數進行詳細設計和方案比選，從而確保系統長期穩定運行。