Bunke chứa bột và hạt là gì: Phân tách dòng chảy và ngăn chặn
Tạo vào 07.29
Dòng chảy và ngăn cách của silo chứa bột và hạt là gì
Một silo chứa bột và hạt lưu trữ chất rắn khô trong một bình thép hình trụ, và sự khác biệt thiết kế giữa lưu trữ bột và lưu trữ hạt nằm ở hành vi dòng chảy: hạt chảy tự do và phân tách theo kích thước, bột bị cầu hóa, đóng bánh và phát sinh bụi. Hình dạng hình học phần đáy được xác định từ góc chảy và độ dính kết của vật liệu, cửa xả từ tốc độ yêu cầu, và lớp hoàn thiện bên trong từ khả năng làm sạch. Silo thép nung kết hợp thủy tinh cho bề mặt bên trong trơ và nhẵn — men được nung kết ở 820–930 °C, dày 0,25–0,45 mm, được kiểm tra tia lửa ở 1500 V DC, Ra dưới 0,8 µm, pH 1–14 — trong khi thép mạ kẽm theo GB/T 13912-2020 phù hợp cho dịch vụ hạt trơ khô.
Một kỹ sư quy trình lưu trữ cả bột mịn và hạt rắn trong cùng một nhà máy nhanh chóng phát hiện ra rằng chúng cư xử như những vật liệu khác nhau trong cùng một bồn chứa. Bột bị cầu hóa trên cửa xả và phát tán bụi tại mỗi lần chuyển; hạt thoát ra quá nhanh, phân tách thành các dải kích thước và mài mòn cửa xả. Cả hai đều nằm gọn trong một hình trụ được gọi là silo, nhưng giải pháp thiết kế cho mỗi loại lại khác nhau. Silo chứa bột và hạt là chủ đề mà bài viết này đề cập, và nó tách vấn đề thành dòng chảy, phân tách, bụi và ăn mòn, đó là bốn yếu tố quyết định liệu bồn chứa có hoạt động hiệu quả hay không.
Đặc tính dòng chảy: sự khác biệt quyết định mọi thứ
Góc chảy, độ dính kết và khối lượng riêng quyết định đáy, cửa xả và việc có cần trợ lực hay không. Một chất rắn dạng hạt — viên, hạt, hạt nhỏ — có hành vi chảy tự do với góc nghỉ khiêm tốn, nên nó xả từ đáy phẳng qua cửa xả sàn hoặc từ phễu nông mà không cần nhiều nghi thức; rủi ro của nó là xả quá mức và phân tầng chứ không phải tắc nghẽn. Một loại bột mịn có góc chảy động cao hơn khi được lưu trữ dưới tải trọng, đủ dính kết để tạo cầu qua một cửa xả nhỏ, và cần đáy hình nón hoặc phễu với độ dốc trên góc đó và cửa xả đủ lớn để không thể hình thành vòm ổn định. Một loại bột hút ẩm còn tệ hơn nữa và thường cần trợ lực — một tấm sục khí, một vòng tầng sôi, hoặc cửa xả xung hoặc rung — được thiết kế ngay từ đầu. Việc định cỡ cửa xả từ tốc độ xả yêu cầu và khối lượng riêng, thay vì làm cho nó cùng kích thước với trục vít hạ nguồn, tránh được sự cố phổ biến nhất trong năm đầu tiên. Đối với một nhà máy mua bồn chứa, câu hỏi silo bột và hạt là gì được trả lời bởi cửa xả, góc chảy và lỗ thông hơi chứ không phải bởi đường kính trên bản vẽ.
Phân tầng: tại sao silo có thể cung cấp sai sản phẩm
Một silo chứa vật liệu dạng hạt xả từ một điểm sẽ cung cấp vật liệu không giống với vật liệu đã được nạp vào. Bởi vì các hạt khác nhau về kích thước và mật độ, dòng chảy từ một cửa xả duy nhất có xu hướng đưa các hạt thô qua trung tâm và để lại các hạt mịn gần thành silo, do đó vật liệu đầu tiên ra khỏi một silo đầy sẽ thô hơn mức trung bình và vật liệu cuối cùng sẽ mịn hơn. Điều đó quan trọng trong bất kỳ ứng dụng nào mà kích thước hạt là một thông số kỹ thuật của sản phẩm, và các giải pháp khắc phục là hình học nạp liệu và phương pháp xả chứ không phải là thêm dung tích lưu trữ. Nạp liệu qua một ống đứng trung tâm hoặc một hệ thống nhiều cửa nạp phân tán giúp vật liệu không bị phân tầng theo kích thước trong quá trình nạp vào; rút vật liệu qua nhiều cửa xả hoặc một hệ thống xả di động thay vì một điểm duy nhất sẽ làm trung bình hóa vật liệu được cung cấp; và khi sản phẩm thực sự phải đồng nhất, thì silo không phải là nơi để khắc phục điều đó và việc pha trộn thuộc về công đoạn phía trước.
Bụi và ngăn cách
Các silo chứa bột là những bình chứa, bởi vì bụi vừa là sản phẩm vừa là mối nguy hại cùng một lúc. Việc nạp liệu cuốn theo không khí, lượng khí này phải thoát ra qua một bộ lọc có kích thước phù hợp với lưu lượng vận chuyển, với một van khóa khí quay (rotary airlock) đưa sản phẩm bị giữ lại trở về silo thay vì xả nó vào tòa nhà; các mối nối của vỏ silo phải kín bụi, mà trong một silo lắp bu-lông thì điều này có nghĩa là các mối nối mặt bích với gioăng EPDM và bu-lông cấp 8.8 được siết đến mô-men xoắn và siết lại vào kỳ kiểm tra theo lịch. Việc xả liệu cũng sinh ra bụi, vì vậy van quay và điểm chuyển tiếp cần có một điểm đấu nối thu gom. Và khi bột là mối nguy hại cho sức khỏe hoặc môi trường, mức độ ngăn chặn tại các gioăng, cửa thăm người và mọi điểm xuyên qua quyết định liệu nhà máy có đáp ứng các nghĩa vụ của mình hay không, điều này khiến lịch trình các điểm xuyên qua trở thành một hạng mục thiết kế chứ không phải một chi tiết bố trí.
Thông số kỹ thuật
Thông số | Giá trị / Phạm vi điển hình | Ghi chú |
Nhiệt độ nung men | 820–930 °C | Thủy tinh nung chảy vào thép trong một chu kỳ |
Độ dày men | 0,25–0,45 mm | Trên 3.450 N/cm² |
Kiểm tra tia lửa | 1500 V DC | Mỗi tấm trước khi vận chuyển |
Độ nhám bề mặt bên trong | Ra < 0,8 µm | Có thể làm sạch giữa các sản phẩm |
Khả năng chống pH | 1–14 | Bao gồm bột có tính axit và kiềm |
Tùy chọn mạ kẽm | HDG theo GB/T 13912-2020 | Dịch vụ hạt khô, trơ |
Đáy | Phẳng, phễu hoặc hình nón | Kích thước dựa trên góc dòng chảy và độ dính kết |
Cửa ra | Kích thước dựa trên mật độ khối và tốc độ xả | Ngăn ngừa cầu nối và tốc độ quá mức |
Lỗ thông hơi | Được lọc bằng khóa khí quay | Được định cỡ theo thể tích không khí vận chuyển |
Hệ thống khớp nối | Mặt bích, gioăng EPDM, bu lông cấp 8.8 | Kín bụi khi siết đúng lực |
Ăn mòn và bề mặt bên trong
Vật liệu bên trong được quyết định bởi tính chất hóa học và yêu cầu vệ sinh. Một loại chất rắn dạng hạt khô, trơ, không ăn mòn có thể được chứa trong thép mạ kẽm nhúng nóng theo tiêu chuẩn GB/T 13912-2020, đây là giải pháp kinh tế cho viên nén, ngũ cốc khô và khoáng chất trơ trong silo khô, với lớp bảo vệ hy sinh ở cả bên trong lẫn bên ngoài. Bột có tính axit, kiềm hoặc ẩm cần một bề mặt trơ: silo thép nung chảy thủy tinh với lớp men được nung chảy ở 820–930 °C, dày 0,25–0,45 mm, được đánh giá trên 3.450 N/cm², kiểm tra tia lửa ở 1500 V DC, nhẵn với Ra dưới 0,8 µm và chịu được pH 1–14, điều này cũng làm cho silo có thể rửa được giữa các sản phẩm, điều mà một silo bột thường phải có. Khi sản phẩm là thực phẩm hoặc thức ăn chăn nuôi, tài liệu FDA và LFGB được áp dụng và mạ kẽm bị loại trừ trên bề mặt tiếp xúc với sản phẩm.
Dự án tiêu biểu
Dự án | Vị trí | Sản phẩm | Dung tích | Phạm vi |
Bể chứa nước thô đường kính lớn | Namibia | Bể GFS | 44.900 m³ | cung cấp và giám sát thi công |
Bể chứa đường kính lớn | Bắc Kinh, Trung Quốc | Bể GFS | 9.682 m³ | cung cấp và giám sát thi công |
Lưu trữ nước chữa cháy, hai bể | Tứ Xuyên, Trung Quốc | Bể chữa cháy GFS | 8.930 m³ | cung cấp và giám sát thi công |
Năng lực kỹ thuật của Center Enamel
Center Enamel (Shijiazhuang Zhengzhong Technology Co., Ltd) đã thiết kế và chế tạo bồn chứa lắp ghép bằng bu lông từ năm 2008. Là nhà sản xuất bồn chứa thép phủ men thủy tinh (GFS) đầu tiên tại Trung Quốc, công ty sở hữu gần 200 bằng sáng chế liên quan đến men, sản xuất khoảng 300.000 tấm thép phủ men mỗi năm, đã hoàn thành hơn 30.000 dự án lắp đặt và cung cấp bồn chứa cho hơn 100 quốc gia. Cơ sở sản xuất mới rộng 150.000 m² được bổ sung để nâng cao năng lực sản xuất, và các bồn chứa đơn lẻ được cung cấp lên đến 60.000 m³. Hoạt động sản xuất được vận hành theo ISO 9001 và ISO 45001, với chứng nhận sản phẩm bao gồm NSF/ANSI 61, WRAS, FDA, LFGB, CE (EN 1090), ISO 28765, FM, BSCI và EUROCODE, và thiết kế tham chiếu theo AWWA D103-09, AWWA C550 và NFPA khi ứng dụng yêu cầu.
Đối với dịch vụ dạng bột và hạt, đây là một silo được xác định phạm vi từ bảng dữ liệu vật liệu: hình học đáy và cửa xả, các biện pháp hỗ trợ, giao diện thông gió có lọc và khóa khí quay, lịch trình xuyên thấu kín bụi, lớp lót bên trong, và hồ sơ kiểm tra bu lông và mối nối giúp silo kín trong nhiều năm.
Câu hỏi thường gặp
Q1: Sự khác biệt giữa bột và hạt trong silo là gì?
A1: Hành vi dòng chảy. Hạt dạng hạt chảy tự do và phân tách theo kích thước, do đó rủi ro là xả quá mức và phân tầng; bột bị cầu và đóng bánh, do đó rủi ro là cửa ra bị tắc, bụi tại mỗi điểm chuyển và cặn trên thành. Độ dốc đáy, kích thước cửa ra và thiết bị hỗ trợ đều xuất phát từ sự khác biệt đó.
Q2: Tôi nên dùng đáy phẳng hay đáy phễu?
A1: Đáy phẳng phù hợp với hạt chảy tự do và diện tích mặt bằng lớn với chi phí thấp nhất; đáy phễu hoặc đáy nón cần thiết cho bột và vật liệu dính kết, với độ dốc lớn hơn góc chảy và cửa ra đủ lớn để không thể hình thành vòm.
Q3: Tại sao silo hạt của tôi cung cấp sản phẩm không đồng nhất?
A1: Phân tầng. Xả một điểm làm vật liệu thô chảy qua trung tâm và để lại hạt mịn ở thành. Nạp qua ống đứng trung tâm hoặc nhiều cửa nạp, và rút qua nhiều cửa ra hoặc xả di động để trung bình hóa vật liệu được cung cấp.
Q4: Thép mạ kẽm có được chấp nhận bên trong silo bột không?
A1: Chỉ dành cho sản phẩm khô, trơ, không ăn mòn và không áp dụng cho nơi tiếp xúc với thực phẩm hoặc thức ăn chăn nuôi, vì không chấp nhận sự di chuyển của kẽm. Đối với bột có tính axit, kiềm, ẩm ướt hoặc tiếp xúc với thực phẩm, hãy sử dụng bề mặt bên trong được lót hoặc phủ men.
Q5: Làm thế nào để ngăn bụi thoát ra trong quá trình nạp liệu?
A1: Với khớp nạp liệu kín hoặc vòi phun dạng ống lồng, bộ lọc trên lỗ thông hơi được định cỡ theo thể tích không khí vận chuyển, khóa khí quay trả sản phẩm bị giữ lại về silo, và các mối nối vỏ kín bụi cùng các phớt xuyên thấu.
Q6: Một silo có thể chứa hai loại bột khác nhau không?
A1: Chỉ khi có quy trình làm sạch được ghi nhận là đã được phê duyệt giữa các sản phẩm. Bề mặt men nhẵn với độ nhám Ra dưới 0,8 µm, có đường rửa và lỗ xả ở điểm thấp nhất là yếu tố giúp việc chuyển đổi trở nên khả thi; nếu không có, nguy cơ nhiễm chéo là rất thực tế.
Silo chứa bột và hạt được xác định bởi cách vật liệu di chuyển: góc chảy quyết định phần đáy và cửa xả, độ dính quyết định thiết bị hỗ trợ, đặc tính hạt quyết định bố trí nạp và xả, và tính chất hóa học quyết định lớp lót bên trong. Giải quyết bốn yếu tố đó thì kết cấu sẽ đơn giản. Gửi dữ liệu vật liệu, dung tích, tốc độ xả và yêu cầu làm sạch cho kỹ sư và bạn sẽ nhận được cấu hình silo với phạm vi đáy, cửa xả, hệ thống hút bụi và lớp lót.
Liên hệ với kỹ sư
Vui lòng gửi loại bột hoặc hạt, phạm vi kích thước hạt, khối lượng riêng và góc chảy, độ ẩm và pH, công suất yêu cầu và tốc độ xả, phương pháp nạp liệu và yêu cầu vệ sinh, cùng dữ liệu gió và tuyết tại địa điểm. Chúng tôi sẽ phản hồi cấu hình silo bao gồm loại đáy, kích thước cửa xả, các tùy chọn hỗ trợ, thu bụi, bảo vệ bề mặt bên trong cùng bộ bản vẽ và thông số kỹ thuật.
WhatsApp