Материалов

Q. Каковы основные соображения при выборе процесса обработки твердых системы и как технологии отличаются?

Проектированию и монтажу систем твердых тел-транспортные системы является неотъемлемой частью многих производственных процессов химического вещества. Надо понимать физические и химические свойства материала, прежде чем процесс выбора технологии начинается. Основные физические свойства включают в себя: распределения частиц по размерам, плотность (в том числе массовых, пух / газированная и утрамбовывают ценностей), жесткость / абразивности; проводимости (или статического заряда); плавления; упаковка, устранение или зависание тенденции (например, угол естественного откоса, липкости) и влажности / содержание растворителя. Важные химические свойства включают в себя: коррозионная; горючести (K ^ ^ м к югу и минимальной температуры воспламенения взрывоопасности); токсичности, гигроскопичность и разложению.

Процесс требования, которые должны быть рассмотрены, включают расстояние, которое предстоит передать характер, что расстояние (например, вертикальный поток вверх или вниз), горизонтальных трасс, а также извилистость пути, и экологических условий, благоприятных для обработки. Сухие твердые тела, возможно, потребуется закрытых систем обработки из-за пыли и потенциальных экологических, гигроскопичность, чистоты и токсикологических проблем. Количество опций и основой, на которой был избран приводятся ниже.

Гравитация передачи. В этой системе твердых выписки из контейнера, в бункер, который затем разрядов материала свободном падении, горки (при атмосферном давлении) или закрытые воздуховодов к технологическому оборудованию. Для самотечного системы с закрытыми воздуховоды, дизайн проблемы: материалы, из которых изготавливаются воздуховоды; порошок абразивности, размер воздуховоды для требуемого расхода, а также сил, возникающих при передаче. Порошки до 100 мкм, как правило, сплоченной и мостов, если пористый. Существуют различные бен устройств и трубопроводов, что решить эту проблему.

Ratholing может привести классификацию смеси различной плотности и размера частиц порошков, что является нежелательным. Но это полезный подход при проектировании систем высоко абразивных материалов, если классификация не является проблемой, поскольку движение на трубопровод и лоток стен очень мало, большинство движение происходит между частицами.

Пневмотранспорт. Этот процесс часто используется для перемещения сухих веществ. Обратите внимание, что порошки, которые сплоченной, липкой или под 300 сетки обычно сворачивают в линии. Пневмотранспорт обеспечивает гибкость в разработке макета. Такие системы могут быть полностью локализованы и легко чистится. 2 основных типа разбавленной фазы транспорта и плотной фазы транспорта.

Разбавить фазы транспорта является более распространенным из двух. В рамках этого подхода, газ (обычно воздух) используется для перевозки твердых веществ в совершенно кипящем состоянии. Азот используется в качестве газа-носителя флюидизации за подстрекательство к иным горючие материалы / пара системы (обычно замкнутой конфигурации). Вакуумная система выбирается, если длина и высота требованиям соответствуют ограниченным перепада давления доступных. Его преимущества включают в себя использование нескольких пунктов сбора кормить в систему с 1 пункт выгрузки и отрицательного давления на датчик, который помогает кормить и приостановление материала. Кроме того, любая утечка переходит в систему, а не в окружающую среду.

Давление в системе выбрали, если большее расстояние передачи и / или высокую скорость передачи высот не требуется. Она также используется для инертная среда системы и, когда несколько точек разряда требуется от 1 пикап точки. вывоз давление системы до точки труднее дизайне с порошка должно быть предъявлено обвинение в системе под давлением.

Отрицательные положительных системы могут быть использованы для передачи материалов из нескольких пунктов сбора для нескольких точек разряда. Тем не менее, они требуют отдельного вакуума и давления источников и правильно сбалансированной системы. В некоторых конструкций, материал должен быть принят, хотя вакуум / давление источника без излишнего износа источника или материала. Под давлением передачи популярной во многих вагон / грузовик системы погрузки и разгрузки, но реже, в процессе условиях.

Капитальные затраты на системы пневмотранспорта для shortrun, низкой пропускной способностью выше, чем для других технологий, в связи с расходами на вентиляторы, приемники и пикап точек. Однако, для более далекие расстояния и для более высоких мощностей, стоимость установки конкурентоспособны с другими системами. Плотные фазы системы обычно стоят дороже, чем разбавлять, потому что у более изысканно-аппаратного обеспечения.

Проектирование разбавленной фазы системы предусматривают выборе и калибровке движущей силой (например, вакуумный насос, эжектор, компрессор, вентилятор), пунктов сбора (например, слайд ворота, заслонки и клапаны поворотные), сброса сточных вод (например, отфильтрованные вакуума или давления приемников), воздуховоды и контроля. Разбавить-фазовых систем может быть непрерывным или партия, а инженер должен решить, который лучше всего подходит для применения. Они действуют на 10-12 мм рт вакуум или 10-12 фунтов на квадратный дюйм и скорости 4,000-6,500 м / мин. Хотя Есть несколько подходов к калибровке этих системах, простой метод предварительной целей 1, который разрушает падение давления в расчет материальных потерь (M ^ L ^ к югу) и потери в авиации (к югу ^ L ^).

Плотные-фазовых систем, как правило, более эффективны, чем их разбавлять фазы коллегами, так как они обычно используют нижней расхода воздуха. Тем не менее, эти системы требуют более высокой операционной давления, так как падение давления в этих системах больше, чем видели в разбавленном фаз. Типичные условия работы являются твердыми телами перевода на 500-1000 м / мин, с 30-60 фунтов на квадратный дюйм поставки давления. Хотя разбавленной фазы системы работать на более высоких скоростях, чтобы сохранить твердые полностью кипящем выше скачок скорости (скорость, при которой твердых начать решать из воздушного потока), плотной фазы запуска системы специально под эту скорость и двигаться в твердых телах пули. Твердых взимается в камеру, клапаны закрываются, а камера находится под давлением. Далее, разрядной камеры клапан открыт для удара материала через линию.

В зависимости от конструкции, дополнительные входы воздуха может потребоваться по системе воздуховодов, чтобы обеспечить дальнейшее воздуха мотив и сохранить твердые разбиты на небольшие достаточно пули для течет. Плотные фазы системы работают при высоких Расходы, приведенные на большие расстояния с помощью относительно небольшого диаметра воздуховодов. По сравнению с разбавленной фазы системы, они имеют преимущество снижения текучести кадров и частицы могут быть использованы для сыпучих, абразивных, плотной или гигроскопичные материалы. Они не являются практичным для обработки: волокнистых материалов, поскольку они, как правило, блокировки и кусты; легко деформируется или резиновой материалов или смешанных размеров и формы частиц, так как они обычно сворачивают в линиях. Плотные фазы системы являются более сложными, чем разбавлять проблемы, требующие отдельного датчика камеры и клапаны на каждом входе точки. Кроме того, они могут только работать в пакетном режиме.

Вибрационные конвейеры. Вибрационные конвейеры состоят из желоба или трубки приостановлено механизм колеблющегося диска, который крепится болтами к несущей рамы. Скорость передачи является функцией материала сообщил, конвейер угол, частота и амплитуда колебаний. Материал выбрасывается вверх и вперед на колебания и возвращается обратно к поверхности конвейера под действием силы тяжести. Система настраивается на твердых время перевозки, так твердых возвращении на конвейер поверхности, когда поверхность имеет отступила в колебания, в основном перемещения материала вперед в конвейер. Он может быть использован для крупных частиц, таких как конфеты, а также тонких порошков. Размер предельной частицы зависит от тенденция частиц в суспензии и остаться приостановлено вместо возвращения на конвейер поверхности под действием силы тяжести.

Такки материалы представляют собой проблему для вибрационных конвейеров. Открытые лотки позволяют легко добраться, но трубы должны быть использованы для пыльных материалов или там, где материал экспозиции, вызывает беспокойство. Этот тип конвейера используется не только для горизонтальных и наклонных вниз приложений, но может быть использована с некоторыми материалами для продвижения передачи на правило 6-8-град склона. Некоторые конструкции конвейера воспользовались этой повышательной передачи способность двигаться материалов до расстояния 60 м и более в очень малых размеров, согнув лотка или трубы в спираль наклон 6 градусов. Вибрационные конвейеры широко используются в качестве двойного назначения, поскольку системы охлаждения и / или отопление функции можно включить.

Винтовые конвейеры. Наиболее сложных приложений для винтовых конвейеров легко кипящем материалов, которые, как правило, проходят через нормальный конструкций (большого диаметра винта и низкая скорость, предъявляемым в их обработки) и абразивных материалов, где износ винта проблемы. Они могут быть использованы для смешивания, охлаждения и / или нагрева при передаче материалов. Они используются в пищевых растений из-за их доступности для открытия и уборки. Их применение в фармацевтических заводов является более ограниченным.

Шнек состоит из винта, и через крышку (или трубки), вход и разгрузки бункеров, подшипники, опоры, привода и коробку передач, и печатях. Винт, как правило, установлен на центральном валу. Высота полета над винтом вал является одним из важных переменных дизайна. При передаче эффективности менее важны, винты могут быть разработаны с веслами, чтобы обеспечить перемешивание. Лента полетов и открытой спирали конструкций (без центрального вала) используются для перемещения липкое, пастообразных материалов, которые забивают стандартной конструкции шнека. Двойной полета конструкция используется для обеспечения более равномерной передачи сыпучих порошков. Конические полета иногда используется при питании конце, где он обращает в агломерации, рыхлый материал из бункера.

Другая конструкция является рассмотрение шаг, или расстояние между соседними полетов. Для стандартных винтов поле, поле устанавливается равным диаметру шнека. Краткое шагом (обычно 1 / 2 шага) винт используется для повышения эффективности наклонной транспортировки. Постоянное поле в корма конечных результатов в воронку потока, в то время как высота возрастает в направлении потока (активизировали поле) может обеспечить хорошую массового расхода. Ликвидации винт полеты над разряда конец может уменьшить упаковке липкой, пастообразных продуктов в разряд. Половина полета обратного шага иногда используется, если порошок является липким и пакеты вокруг уплотнения вала и подшипников при разряде конца.

Гибкие винты предназначены без центрального вала и установлены в гибких труб. Популярные с низким уровнем стоимости передачи материалов из бункера высокой точки корма, они бегут со скоростью до 45 градусов угол и меры в соответствии с 30 м в длину. С гибкой винты имеют только один подшипник со стороны привода, то они должны быть запущены на расчетную нагрузку или быть отключен. Это потому, что они используют в качестве материала "нести". Запуск пустой или с недостаточной загрузкой быстро изнашиваются трубы. В большинстве конструкций, мотор установлен на конец разряда и работает в "тянуть" режиме (Примечание: "давить" материал плохой режим дизайн-центр открытого гибкого винт). Гибкие винты могут быть удалены из трубы unclamping конец для чистки. Тем не менее, дополнительное пространство необходимо для размещения длина винта при экстракции. Среди негативных аспектов, винтовые конвейеры могут вызвать частиц по размерам истощение, особенно при использовании в повышении приложений.

Терренс П. FAY является одним из главных инженера-технолога в Локвуд Грин (башни, 270-Дэвидсон проспект, Сомерсет, штат Нью-Джерси 08873-4140, телефон: (732) 868-2274, факс: (732) 868-2300; Email: < HREF = "mailto: tfay@lg.com"> <tfay@lg.com />), промышленной группы компаний клиента CH2M-Хилл. Он принимает участие в оценке, разработке и запуске в производство и лаборатории. Ранее он был инженером и исполнительной власти ряда фармацевтических компаний и специальности химических веществ. Опытный инженер с более чем 35 лет производственного опыта, Fay имеет несколько патентов и соавтором многочисленных опубликованных работ. Он BSChE от Manhattan College (1967) и MSChE из Нью-Йоркского университета (1971). Фей является членом Айше.