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Pulverbruch, Partikelabrieb und Rohrverschleiß

Warum werden Pulver in pneumatischen Fördersystemen beschädigt?

Wie kann Pulverbruch und Rohrverschleiß in pneumatischen Förderleitungen vermieden werden?

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Abschnittszusammenfassung
1. Definition
2. Berechnung
3. Wie kann Produktbruch in pneumatischer Förderung reduziert werden?

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1. Definition

Was ist Pulverbruch oder Feststoffabrieb ? Was ist Rohrverschleiß ?

Wenn ein Feststoff in einer pneumatischer Fördertransport, einige seiner physikalischen Eigenschaften werden höchstwahrscheinlich beeinflusst. Das häufigste beobachtete industrielle Problem besteht darin, das Material zu brechen und dadurch die partikelgrößenverteilung PSD des zu fördernden Produkts. Im Allgemeinen brechen große Partikel, wenn die Feststoffe gegen das Förderrohr stoßen Rohr, insbesondere an Bögen, wo der Strom von Luft und Produkt die Richtung ändern muss die Richtung ändern muss. Aufgrund dieses Abriebs wird die PSD zu kleineren Partikeln verschoben hin zu kleineren Partikeln und es entstehen Feinpartikel. Über langen Zeitraum, wenn die geförderten Schüttgüter recht hart sind, kann der Bruch des Produkts nicht die einzige Beobachtung sein. Rohrverschleiß, das ist eine Beschädigung der Rohrleitung, insbesondere an den Bögen, kann auftreten, da das Material allmählich kleine Späne von der Rohrfläche abträgt.

2. Berechnung

Wie lässt sich der Bruch eines Pulvers abschätzen ?

Der Produktbruch kann durch Messung der PSD des Materials vor und nach dem Transport. Diese PSD kann einfach durch Sieben ermittelt werden oder dank komplexerer und präziserer Methoden wie Laserbeugung. Jedoch lässt sich in der Industrie eine sehr schnelle Abschätzung der Auswirkungen des Transports auf den Feststoff kann durch Messung des Schüttdichte - getappt - vor und nach dem Transport. Je höher die Schüttdichte zunimmt, desto größer ist der Bruch.

- d1

= getappte Schüttdichte der Feststoffe VOR dem Transport (g/l) - d2 = getappte Schüttdichte der Feststoffe NACH dem Transport (g/l)
- Bruch in g/l (kurze Charakterisierung)
- Breakage in g/l (shortcut characterization)

3. Wie man die Partikelbruchbildung in pneumatischen Förderleitungen verringern kann

Es gibt keinen typischen Wert für den Bruch, der nicht a priori berechnet werden kann. Versuche sollten durchgeführt werden, um ihn zu schätzen. Jetzt ist die Abrasion direkt mit dem Aufprall der Feststoffe auf das Förderrohr verbunden, sodass sie durch Anwendung der folgenden Maßnahmen reduziert und kontrolliert werden kann :

• Verringern Sie die Fördergeschwindigkeit. Bei der Auslegung sollte die Fördergeschwindigkeit minimiert und anhand von Pilotanlagenversuchen bestätigt werden. Bei bestehenden Anlagen wird häufig beobachtet, dass die Fördergeschwindigkeit deutlich über dem Optimum liegt; bei einem Gebläse mit VFD kann dann der Luftdurchfluss schrittweise korrigiert werden, indem das Verhalten der Leitung beobachtet wird, um ein Optimum zu finden.

Die Fördergeschwindigkeit ist der entscheidende Faktor für Partikelbruch sowie Rohrverschleiß. Die folgende allgemeine Beziehung wird oft angegeben, um die Rohrerosion zu modellieren : [1]

Erosion = k.(Partikelgeschwindigkeit)ⁿ

Gleichung 2 : Schätzung des Rohrverschleißes

k ist eine Konstante, während n häufig zwischen 2,2 und 2,8 liegt. Angenommen, Sie verringern die Fördergeschwindigkeit um 10 %, ergibt 0,9 hoch 2,2 eine Reduktion der Erosionsrate um etwa 20 %. Umgekehrt führt eine Überschreitung der optimalen Fördergeschwindigkeit um 25 % (was sehr häufig vorkommt) zu einem Anstieg der Erosion von etwa 63 %. Da eine Reduktion der Erosion ebenfalls den Partikelbruch verringert, ist das Fördern bei optimaler Geschwindigkeit besonders wichtig.

• Wenn möglich, wechseln Sie zu dichte Phase Förderung, die eine deutlich niedrigere Luftfördergeschwindigkeit im Vergleich zur dünnen Phase bietet.

• Verringern Sie die Anzahl der Bögen, insbesondere bei dünner Phase. Bögen sind der Hauptursache für Produktbruch, und jeder vermiedene Bogen schützt das Produkt vor Beschädigungen. In der Auslegungsphase kann es manchmal vorteilhaft sein, eine etwas längere Rohrleitung mit weniger Bögen vorzuziehen gegenüber einer kurzen Leitung, die um jedes Gerät herumführt.

• Ändern Sie den Bogenart. Für bestimmte Anwendungen können spezielle Bogenausführungen gewählt werden, die die Aufprallkraft verringern und somit den Bruch reduzieren. Bogen mit großem Radius sind eine Lösung, obwohl sie nicht immer die effizienteste sind, während Bogenausführungen, die eine Produktsschicht im Bogen bilden, auf die das Produkt sanft aufprallt, allgemein sehr effektiv sind.

Es ist ebenfalls wichtig zu beachten, dass die Partikeldegradation manchmal mit Rohrverschleiß gekoppelt ist, wobei das Rohr insbesondere aufgrund des Aufpralls der Partikel auf die Bögen beschädigt wird.

Quellen und weitere Referenzen

[1] SHAPA technischer Paper 5, 2002