氣力輸送是借助負(fù)壓或正壓氣流通過管道輸送粉料的技術(shù)。與其他機(jī)械輸送方式如斗提、皮帶等相比，具有 設(shè)備簡單、布置靈活、占地面積小、操作及維修方便等特點(diǎn)，在鋼鐵、煤炭、電力、化工、糧食等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。氣力輸送系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理與否，對(duì)輸送效率、運(yùn)行成本和使用壽命都有重要影響，因此本文對(duì)氣力輸送系統(tǒng)設(shè)計(jì)中著重考慮的問題進(jìn)行歸納總結(jié)，希望引起工程設(shè)計(jì)同行的重視，為將來的工程設(shè)計(jì)提供參考。
1.氣力輸送系統(tǒng)
1.1氣力輸送的分類
根據(jù)輸送管中物料的密集程度，氣力輸送可分為稀相輸送和密相輸送。稀相輸送的混合比一般為0.1～25，輸 送氣速為18～30m/s，高于濃相輸送。 根據(jù)輸送管中氣體的壓力大小，氣力輸送可分為吸送式和壓送式。吸送式的輸送管內(nèi)壓力低于大氣壓，能自 吸進(jìn)料，缺點(diǎn)是必須負(fù)壓卸料，而且物料輸送距離較短；壓送式的輸送管內(nèi)壓力高于大氣壓，卸料方便，物 料輸送距離較長，其缺點(diǎn)是須用給料器將物料送入帶壓的管道中。
1.2氣力輸送系統(tǒng)的組成
氣力輸送系統(tǒng)主要包括給料系統(tǒng)、輸料系統(tǒng)、集料系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)和控制系統(tǒng)五大部分。 給料系統(tǒng)的作用是保證粉塵能夠連續(xù)、均勻地進(jìn)入輸送管中，主要包括粉料緩沖斗、插板閥、旋轉(zhuǎn)給料閥、 給料器等。由于吸送式氣力輸送的輸送管內(nèi)存在一定負(fù)壓，能夠自吸進(jìn)料，故其給料器通常采用L型或V型給 料器，壓送式的給料器較復(fù)雜，一般采用船型給料器或倉泵。 輸料系統(tǒng)是粉料輸送的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，由輸送直管、彎管、吸氣口、吹掃口、三通換向閥等組成，輸送管的布置對(duì)氣力輸送系 統(tǒng)的壓力損失、連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行有至關(guān)重要的影響。 集料系統(tǒng)的作用是使料氣分離，并將粉料收集后集中處理，主要包括集料器、卸料閥、粉料儲(chǔ)罐等。集料器 即除塵器，煙塵粒徑小、混合比大時(shí)，應(yīng)采用二級(jí)或以上的除塵設(shè)備，一般采用旋風(fēng)分離器串聯(lián)布袋除塵器 即可滿足收塵效率。 動(dòng)力系統(tǒng)即抽氣和供氣設(shè)備，低壓吸送或壓送一般采用離心式風(fēng)機(jī)，中壓采用羅茨風(fēng)機(jī)，高壓采用壓縮機(jī)或 利用配套的壓縮空氣。 控制系統(tǒng)一般采用PLC，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制給料、輸料、卸料和脈沖式布袋除塵器的自動(dòng)反吹等。
2.氣力輸送系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)
2.1混合比的選取
混合比是氣力輸送的主要參數(shù)，為單位時(shí)間內(nèi)通過輸送管截面的粉塵質(zhì)量與空氣質(zhì)量之比。提高混合比，有 利于增大輸送能力和節(jié)省動(dòng)力消耗，但輸送速度相同的情況下，混合比過大，容易造成堵塞，并且輸送壓力 要增高。因此，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)綜合考慮物料的物理性質(zhì)、輸送方式和輸送條件等因素，選取合適的混合比。目前 尚無法通過理論推導(dǎo)出最佳混合比，在工程設(shè)計(jì)中常根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)確定。
2.2輸送速度的選取
粉塵和氣體混合后在輸送管中運(yùn)動(dòng)，氣流攜帶粉塵的升力與粉塵的重力相等時(shí)，粉塵保持懸浮，因此在輸送 過程中，輸送速度應(yīng)遠(yuǎn)高于粉塵的懸浮速度。輸送速度是選擇管徑的關(guān)鍵參數(shù)，目前尚無可靠的理論計(jì)算公 式，工程設(shè)計(jì)時(shí)常按經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)或經(jīng)驗(yàn)公式來選取，一般取15～25m/s。輸送距離遠(yuǎn)的選大值，反之選小值； 粉塵密度大的選大值，反之選小值。
2.3壓力損失的計(jì)算
由于氣力輸送管道內(nèi)的流動(dòng)為氣固兩相流，壓力損失除了要考慮輸送管的沿程阻力和給料器、彎管、管件、 分離器等處的局部阻力外，還應(yīng)考慮輸送粉料的加速、懸浮和提升造成的壓力損失。壓力損失的大小直接決 定風(fēng)機(jī)全壓和功率，在工程設(shè)計(jì)的初步設(shè)計(jì)階段一定要對(duì)輸送管道進(jìn)行預(yù)配管，盡量保證壓力損失計(jì)算的準(zhǔn) 確性。
2.4彎管曲率半徑
粉料在彎管中運(yùn)動(dòng)時(shí)，其壓力損失和管壁磨損均較大。具有粘附性的細(xì)粉塵容易附著在彎管處，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造 成不能正常輸送，因此必須對(duì)彎管進(jìn)行特殊考慮。 通常情況下，彎管曲率半徑越大，壓力損失越小。輸送彎管的曲率半徑一般取輸送管內(nèi)徑的3～20倍。其 值主要隨物料的濃度而定，輸送低濃度時(shí)取小值，反之則取大值。根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)的研究結(jié)論，從工程實(shí)際出 發(fā)，當(dāng)R>5D時(shí)，已經(jīng)無太大的實(shí)際價(jià)值，反而增加了彎頭的制造難度和安裝空間，對(duì)輸送系統(tǒng)的布置帶來 不便，因此建議在工程設(shè)計(jì)中，按照R=5D即可滿足要求。
3.正極材料的氣力輸送
3.1正極材料的優(yōu)勢(shì)
正極材料是鋰電池中最關(guān)鍵的原材料，它決定了鋰電池的安全型和能否大型化。由于鋰電池中正極材料占比最高，所以其成本也決定了鋰電池的成本的高低。應(yīng)該說正極材料的發(fā)展引領(lǐng)著鋰電池的發(fā)展。而在正極材料中最具爭(zhēng)議的就是三元材料與磷酸鐵鋰了。相比于磷酸鐵鋰，三元材料是目前量產(chǎn)正極材料中潛力最大的一種。
3.2物料特性
3.3正極材料工藝流程
