濃密相空気輸送: 貴社のプロセスに適していますか?

Brandon Dohn 氏、Coperion K-Tron 社グローバル産業アプリケーション マネージャー | 2023 年 7 月 21 日

大量のバルク固体を輸送するための非常に一般的な方法は、空気輸送です。 これは、密閉された配管、メンテナンスの手間がかからない、可動部品が最小限であること、特に距離が長すぎる場合に潜在的なシステムが複雑なアイソメトリック (パイプ) ルーティングを通過できることなど、さまざまな機械式の対応物に比べて多くの利点があるため、驚くべきことではありません。 空気圧搬送システムを使用すると、特定の危険または産業に関連する規制遵守のハードルを通過することがそれほど難しくなくなります。

時折、固体処理の専門家とエンドユーザーの間で、「希薄相の搬送か、それとも濃厚相の搬送か?」という議論が巻き起こります。 答えは決して単純ではありませんが、多くの場合、今後何年にもわたってプラントの運営に永続的な影響を与えるいくつかの要因を検討する前に結論が導き出されます。 この記事では、2 つのモードの違い、高密度フェーズを選択するよく言われる理由、プロセッサが最初に排除しようとしているまさにその結果を生み出す、気付かれないことが多い潜在的な落とし穴 (パフォーマンスの低下と所有コストの高さ) について簡単に説明します。 。

まず、空気輸送の従来のモードを定義することから始めましょう。 希薄相輸送（リーン相とも呼ばれる）は固体輸送の方法であり、粒子が密閉されたパイプラインを通して吹き飛ばされたり真空引きされたりするときに、輸送ガスによって粒子が完全に懸濁した状態になります（Mills、PCDG、2回目の追加）。 この搬送モードを実現するには、十分なガス速度 (通常は 20 m/s を超える) が必要です。 この搬送モードのユニークな利点の 1 つは、この方法を使用すると、ほぼすべてのバルク材料を確実に搬送できることです。 この搬送フェーズを補完フェーズと比較した場合、唯一の最大の欠点は、安定した搬送を実現するために必要な速度です。 それに比べて、希薄相の搬送には大量の空気が必要となる可能性があり、今後は大量の空気が必要な電力に比例して直接的な影響を与える可能性があります。 さらに、速度は一般に、搬送ラインの侵食と摩耗に対して数学的に二乗的な影響を及ぼします (Klinzing 1989)。

濃厚相搬送は、希薄相搬送の逆として定義されることがよくあります。 つまり、パイプライン内で輸送される粒子はガス中に完全に浮遊しているわけではなく、流動モードは移動床または各スラグ間にガス空隙を備えた輸送ラインと直径が等しい単一ピストンとして認識できます。 このモードは、より少量の搬送ガスを使用して実現され、最終的にはライン速度が低下するため、パイプラインやコンポーネントの摩耗が軽減されます。 常に生成される搬送ガスの量が少ないと、エネルギー使用量の削減につながり、輸送される製品の完全性を維持できます。 密相搬送は、バルク混合物の分離である偏析として知られる現象を最小限に抑えるために、材料のブレンドや混合物での使用が促進されることがよくあります。

2 つの定義を一見すると、パイプライン内でバルク材料を輸送するには、密相輸送が明らかに優れた方法であるという評決に屈するかもしれません。 これは確かに一部の材料やプロセスに当てはまりますが、この結論を導き出す際には見落とされている要素が数多くあります。

この記事では、製品とプロセスを伝える最適な方法を選択する前に考慮すべき点について説明します。

希薄相の搬送と濃厚相の搬送、またはその逆を区別するまさにパラメータが速度であることをもう一度考えてみましょう。 一般的な検索エンジンを使用してこのトピックをさらに調査するか、その技術のメーカーに問い合わせると、「固体負荷率」と「高圧と低圧」を使用して 2 つのモードを区別する用語が得られます。 このような特徴を使用して、これらの属性を伝える方法を診断できることは事実ですが、それは単なる症状にすぎません。 多くの希薄相搬送システムは、希薄相と濃厚相を区別するためによく求められるベンチマークである 1 bar(g) [15 psig] をはるかに超える圧力差で動作します。 逆の状況が現実の世界でも起こる可能性があります。 ありがたいことに、図 1 に示すように、空気圧搬送のストーリーを完璧に説明するデモがあります。