Czym jest segregacja przepływu i hermetyzacja w silosie na proszki i granulaty
Utworzono 07.29
Czym jest segregacja i zatrzymywanie przepływu w silosach na proszki i granulaty
Silos na proszki i granulaty przechowuje suche substancje stałe w cylindrycznym stalowym zbiorniku, a różnica konstrukcyjna między przechowywaniem proszku a przechowywaniem granulatu wynika z zachowania przepływu: granulaty płyną swobodnie i segregują się według wielkości, proszki tworzą mosty, zbrylają się i pylą. Geometria dna wynika z kąta przepływu i spójności materiału, wylot z wymaganego natężenia przepływu, a wykończenie wnętrza z łatwości czyszczenia. Silos ze stali szkliwionej zapewnia obojętne, gładkie wnętrze — emalia stopiona w temperaturze 820–930 °C, o grubości 0,25–0,45 mm, testowana iskrowo przy 1500 V DC, Ra poniżej 0,8 µm, pH 1–14 — natomiast stal ocynkowana zgodna z GB/T 13912-2020 nadaje się do suchego, obojętnego granulatu.
Inżynier procesu, który przechowuje zarówno drobny proszek, jak i granulowany materiał stały w tej samej instalacji, szybko odkrywa, że zachowują się one jak różne materiały w tym samym zbiorniku. Proszek tworzy mostki nad wylotem i pyli przy każdym przeładunku; granulat opróżnia się zbyt szybko, rozdzielając się na frakcje wielkościowe i zużywając wylot. Oba mieszczą się w cylindrze zwanym silosem, ale odpowiedź projektowa na każdy z nich jest inna. Silo do proszku i granulatu to temat, który niniejszy artykuł podejmuje, dzieląc zagadnienie na przepływ, segregację, pył i korozję, czyli cztery czynniki decydujące o tym, czy zbiornik działa prawidłowo.
Zachowanie przepływu: różnica, która napędza wszystko
Kąt przepływu, spójność i gęstość nasypowa decydują o dnie, wylocie i tym, czy potrzebne jest wspomaganie. Granularne ciało stałe — peletki, ziarna, granulki — ma swobodny przepływ z umiarkowanym kątem naturalnego usypu, więc opróżnia się z płaskiego dna przez wyloty w dnie lub z płytkiego leja bez większych problemów; jego ryzykiem jest nadmierny wypływ i segregacja, a nie blokowanie. Drobny proszek ma wyższy dynamiczny kąt przepływu po zmagazynowaniu pod obciążeniem, jest wystarczająco spójny, by tworzyć mostek nad małym wylotem, i wymaga stożkowego lub lejowego dna o nachyleniu większym niż ten kąt oraz wylotu wystarczająco dużego, by nie mogła powstać stabilna kopuła. Proszek higroskopijny jest jeszcze gorszy i zwykle wymaga wspomagania — poduszki napowietrzającej, pierścienia fluidyzacyjnego lub wylotu pulsacyjnego bądź wibracyjnego — zaprojektowanego od samego początku. Dobranie rozmiaru wylotu na podstawie wymaganego natężenia wypływu i gęstości nasypowej, zamiast nadawania mu tego samego rozmiaru co przenośnik ślimakowy poniżej, pozwala uniknąć najczęstszej awarii w pierwszym roku. Dla zakładu kupującego zbiornik to, czym jest silos na proszek i granulat, określa wylot, kąt przepływu i odpowietrzenie, a nie średnica na rysunku.
Segregacja: dlaczego silos może dostarczyć niewłaściwy produkt
Granularny silos, który opróżnia się z jednego punktu, dostarczy materiał inny niż ten, który do niego włożono. Ponieważ granulaty różnią się rozmiarem i gęstością, przepływ z jednego wylotu ma tendencję do przepuszczania grubych cząstek przez środek i pozostawiania drobnych przy ścianie, więc pierwszy materiał wychodzący z pełnego silosu jest grubszy niż średnia, a ostatni jest drobniejszy. Ma to znaczenie w każdym zastosowaniu, gdzie rozmiar cząstek jest specyfikacją produktu, a rozwiązaniem są geometria napełniania i metoda opróżniania, a nie większa pojemność magazynowa. Napełnianie przez centralny przewód pionowy lub rozproszony wielowlotowy zapobiega stratyfikacji materiału według rozmiaru podczas wprowadzania; pobieranie przez kilka wylotów lub ruchomy system opróżniania zamiast jednego punktu uśrednia dostarczany materiał; a tam, gdzie produkt naprawdę musi być jednorodny, silos jest niewłaściwym miejscem, aby to naprawić, a mieszanie należy do wcześniejszego etapu procesu.
Pył i zatrzymywanie
Silosy na proszek są zbiornikami hermetyzującymi, ponieważ pył jest jednocześnie produktem i zagrożeniem. Napełnianie porywa powietrze, które musi opuścić zbiornik przez filtr o rozmiarze dostosowanym do objętości transportowej, przy czym obrotowa śluza powietrzna zawraca wychwycony produkt do silosu, zamiast zrzucać go do budynku; połączenia płaszcza muszą być pyłoszczelne, co w silosie skręcanym oznacza połączenia kołnierzowe z uszczelkami EPDM i śrubami klasy 8.8 dokręconymi momentem i ponownie dokręconymi podczas zaplanowanej inspekcji. Rozładunek również generuje pył, więc zawór obrotowy i punkt przeładunkowy wymagają przyłącza odciągowego. A tam, gdzie proszek stanowi zagrożenie dla zdrowia lub środowiska, poziom hermetyzacji na uszczelkach, włazie i każdym przejściu determinuje, czy zakład spełnia swoje obowiązki, co czyni harmonogram przejść elementem projektowym, a nie szczegółem rozmieszczenia.
Specyfikacja techniczna
Parametr | Typowa wartość / zakres | Uwaga |
Temperatura topnienia emalii | 820–930 °C | Szkło stapiane ze stalą w jednym cyklu |
Grubość emalii | 0,25–0,45 mm | Powyżej 3 450 N/cm² |
Test iskrowy | 1500 V DC | Na panel przed wysyłką |
Chropowatość wnętrza | Ra < 0,8 µm | Możliwość czyszczenia między produktami |
Odporność na pH | 1–14 | Obejmuje proszki kwasowe i alkaliczne |
Opcja cynkowania | HDG zgodnie z GB/T 13912-2020 | Suchy, obojętny materiał granularny |
Dno | Płaski, lejowy lub stożkowy | Dobierany na podstawie kąta przepływu i spójności |
Wylot | Dobierany na podstawie gęstości nasypowej i wydajności rozładunku | Zapobiega tworzeniu się mostków i nadmiernemu przepływowi |
Odpowietrzenie | Filtrowane za pomocą śluzy obrotowej | Dobierane do objętości powietrza transportującego |
System połączeń | Kołnierzowe, uszczelka EPDM, śruby klasy 8.8 | Pyłoszczelne po dokręceniu |
Korozja i powierzchnia wewnętrzna
Materiał wnętrza jest determinowany przez chemię i wymagania dotyczące czyszczenia. Suchy, obojętny, niekorozyjny materiał ziarnisty może być przechowywany w stali ocynkowanej ogniowo zgodnie z GB/T 13912-2020, co jest ekonomicznym rozwiązaniem dla pelletu, suchego ziarna i obojętnych minerałów w suchej silosie, z ochroną poświęcalną zarówno wewnątrz, jak i na zewnątrz. Kwaśny, zasadowy lub wilgotny proszek wymaga obojętnej powierzchni: silos ze stali powlekanej szkłem z warstwą emalii stopionej w temperaturze 820–930 °C, o grubości 0,25–0,45 mm, o wytrzymałości powyżej 3 450 N/cm², testowany iskrowo przy 1500 V DC, gładki o Ra poniżej 0,8 µm i odporny na pH 1–14, co również sprawia, że silos można myć między produktami, co w przypadku silosu na proszek zwykle jest konieczne. Gdy produkt jest żywnością lub paszą, obowiązuje dokumentacja FDA i LFGB, a cynkowanie jest wykluczone na powierzchni mającej kontakt z produktem.
Przypadek projektu
Projekt | Lokalizacja | Produkt | Pojemność | Zakres |
Zbiornik wody surowej o dużej średnicy | Namibia | Zbiornik GFS | 44 900 m³ | nadzór nad dostawą i budową |
Zbiornik magazynowy o dużej średnicy | Pekin, Chiny | Zbiornik GFS | 9 682 m³ | nadzór nad dostawą i budową |
Magazynowanie wody przeciwpożarowej, dwa zbiorniki | Syczuan, Chiny | Zbiornik przeciwpożarowy GFS | 8 930 m³ | nadzór nad dostawami i budową |
Zdolność inżynieryjna Center Enamel
Center Enamel (Shijiazhuang Zhengzhong Technology Co., Ltd) projektuje i produkuje zbiorniki magazynowe skręcane od 2008 roku. Jako pierwszy w Chinach producent zbiorników ze stali szkliwionej (GFS), firma posiada blisko 200 patentów związanych z emalią, produkuje około 300 000 stalowych płyt pokrytych emalią rocznie, zrealizowała ponad 30 000 zainstalowanych projektów i dostarcza swoje zbiorniki do ponad 100 krajów. Nowa baza produkcyjna o powierzchni 150 000 m² została dodana w celu zwiększenia zdolności produkcyjnych, a pojedyncze zbiorniki są dostarczane o pojemności do 60 000 m³. Produkcja odbywa się zgodnie z ISO 9001 i ISO 45001, z certyfikacją produktów obejmującą NSF/ANSI 61, WRAS, FDA, LFGB, CE (EN 1090), ISO 28765, FM, BSCI i EUROCODE, a projektowanie opiera się na AWWA D103-09, AWWA C550 i NFPA, tam gdzie wymaga tego zastosowanie.
W przypadku materiałów sypkich i granulowanych jest to silos określony na podstawie karty danych materiałowych: geometria dna i wylotu, rozwiązania wspomagające, filtrowany odpowietrznik i interfejs obrotowego śluzy powietrznej, harmonogram przenikania pyłoszczelnego, wykładzina wewnętrzna oraz protokół kontroli połączeń śrubowych i złączy, który utrzymuje silos szczelnym przez lata.
Najczęściej zadawane pytania
P1: Jaka jest różnica między proszkiem a granulatem w silosie?
A1: Zachowanie przepływu. Granule płyną swobodnie i rozdzielają się według rozmiaru, więc ryzykiem jest nadmierny zrzut i segregacja; proszki tworzą mosty i zbrylają się, więc ryzykiem jest zablokowany wylot, pył przy każdym przeładunku i pozostałości na ścianach. Nachylenie dna, rozmiar wylotu i wspomaganie wynikają z tej różnicy.
Q2: Czy powinienem użyć płaskiego dna czy dna lejowego?
A1: Płaskie dno pasuje do swobodnie płynących granulek i dużych powierzchni planu przy najniższym koszcie; dno lejowe lub stożkowe jest potrzebne dla proszków i materiałów kohezyjnych, z nachyleniem powyżej kąta przepływu i wylotem wystarczająco dużym, aby nie mogła utworzyć się zaspa.
Q3: Dlaczego mój silos na granulki dostarcza niejednorodny produkt?
A1: Segregacja. Jednopunktowy zrzut przepuszcza gruby materiał przez środek i pozostawia drobne cząstki przy ścianie. Napełniaj przez centralny pion lub wiele wlotów, a opróżniaj przez kilka wylotów lub ruchomy zrzut, aby uśrednić dostarczany materiał.
P4: Czy stal ocynkowana jest dopuszczalna wewnątrz silosu na proszek?
O1: Tylko dla suchego, obojętnego, niekorozyjnego produktu i nie w przypadku kontaktu z żywnością lub paszą, ponieważ migracja cynku jest niedopuszczalna. W przypadku proszków kwaśnych, zasadowych, wilgotnych lub mających kontakt z żywnością należy stosować wnętrze emaliowane lub powlekane.
P5: Jak zapobiec wydostawaniu się pyłu podczas napełniania?
O1: Za pomocą szczelnego złącza napełniającego lub teleskopowej rury wysypowej, filtra na odpowietrzeniu dobranego do objętości powietrza transportującego, śluzy obrotowej zawracającej wychwycony produkt do silosu oraz pyłoszczelnych połączeń płaszcza i uszczelnień przejść.
P6: Czy jeden silos może przechowywać dwa różne proszki?
A1: Tylko z czyszczeniem, które jest udokumentowane jako zatwierdzone między produktami. Gładkie wnętrze emaliowane o chropowatości Ra poniżej 0,8 µm z linią mycia i odpływem w najniższym punkcie sprawia, że zmiana produktu jest praktyczna; bez tego zanieczyszczenie krzyżowe jest realnym ryzykiem.
Silos na proszki i granulaty jest definiowany przez sposób przemieszczania się jego zawartości: kąt przepływu określa dno i wylot, spójność określa wspomaganie, zachowanie cząstek określa układ napełniania i opróżniania, a chemia określa wnętrze. Rozwiąż te cztery kwestie, a konstrukcja będzie prosta. Prześlij dane materiałowe, pojemność, wydajność rozładunku i wymagania dotyczące czyszczenia inżynierowi, a otrzymasz konfigurację silosu z zakresem dna, wylotu, odpylania i wykładziny.
Porozmawiaj z inżynierem
Proszę podać typ proszku lub granulatu, zakres wielkości cząstek, gęstość nasypową i kąt zsypu, wilgotność i pH, wymaganą wydajność i szybkość rozładunku, sposób napełniania i wymagania dotyczące czyszczenia oraz dane dotyczące wiatru i śniegu na miejscu. Zwrócimy konfigurację silosu z typem dna, doborem wymiarów wylotu, opcjami wspomagania, odpylaniem, ochroną wnętrza oraz pakietem rysunków i specyfikacji.
WhatsApp