Trasporto pneumatico in fase densa: è adatto al vostro processo?

Brandon Dohn, responsabile delle applicazioni industriali globali, Coperion K-Tron | 21 luglio 2023

Un metodo estremamente popolare per il trasporto di grandi quantità di solidi sfusi è il trasporto pneumatico. Ciò non dovrebbe sorprendere in quanto presenta numerosi vantaggi rispetto a varie controparti meccaniche, tra cui tubazioni chiuse, bassa manutenzione, parti mobili minime e la capacità dei potenziali sistemi di attraversare percorsi isometrici complessi (tubazioni), soprattutto dove le distanze sono eccessive. Superare gli ostacoli alla conformità normativa associati a determinati rischi o settori può essere meno complicato con i sistemi di trasporto pneumatico.

A volte, il dibattito si accende sia tra i professionisti della movimentazione di solidi che tra gli utenti finali, "trasporto in fase diluita o trasporto in fase densa?" Anche se la risposta non è mai semplice, spesso la conclusione viene tratta prima di considerare diversi fattori che avranno un impatto duraturo sulle operazioni del vostro impianto negli anni a venire. Questo articolo definirà brevemente la differenza tra le due modalità, le ragioni spesso citate per scegliere la fase densa e le potenziali insidie ​​che spesso passano inosservate producendo proprio il risultato che i processori si proponevano di eliminare all'inizio: scarse prestazioni e costi di proprietà elevati. .

Cominciamo definendo le modalità tradizionali di trasporto pneumatico. Il trasporto in fase diluita, noto anche come fase magra, è un metodo di trasporto di solidi in cui le particelle sono in completa sospensione dal gas di trasporto mentre vengono soffiate o aspirate attraverso una tubazione chiusa (Mills, PCDG, 2a aggiunta). Per produrre questa modalità di trasporto è necessaria una velocità del gas sufficiente, solitamente superiore a 20 m/s. Un vantaggio unico di questa modalità di trasporto è che quasi tutti i materiali sfusi possono essere trasportati in modo affidabile utilizzando questo metodo. Confrontando questa fase di trasporto con la sua fase complementare, il principale svantaggio è la velocità richiesta per generare un trasporto stabile. In confronto, il trasporto in fase diluita può richiedere grandi volumi d'aria e d'ora in poi grandi quantità d'aria possono avere un impatto proporzionalmente diretto sulla potenza richiesta. Inoltre, le velocità generalmente hanno un impatto matematicamente quadrato sull’erosione e sull’abrasione della linea di trasporto (Klinzing 1989).

Il trasporto in fase densa è spesso definito come l'inverso del trasporto in fase diluita. Vale a dire che le particelle trasportate nella tubazione non sono completamente sospese nel gas e la modalità di flusso può essere riconosciuta o come a letto mobile o a pistoni singoli, di diametro equivalente alla linea di trasporto con vuoti di gas tra ogni pezzo. Questa modalità si ottiene utilizzando una quantità minore di gas di trasporto e, in definitiva, una velocità della linea inferiore, con conseguente riduzione dell'usura delle tubazioni e dei componenti. La generazione costante di quantità minori di gas di trasporto può anche portare a una riduzione del consumo di energia e a preservare l’integrità del prodotto trasportato. Il trasporto in fase densa viene spesso promosso per l'uso su miscele e miscele di materiali per ridurre al minimo un fenomeno noto come segregazione, ovvero la demiscelazione delle miscele sfuse.

Ad una prima occhiata alle due definizioni, si potrebbe soccombere al verdetto che il trasporto in fase densa è chiaramente il metodo migliore per trasportare materiali sfusi in una pipeline. Anche se questo è certamente vero per alcuni materiali e processi, ci sono molti fattori trascurati nel giungere a questa conclusione.

Andando avanti in questo articolo ci sono punti da considerare prima di scegliere il metodo migliore per trasportare i tuoi prodotti e processi.

Consideriamo ancora che proprio il parametro che distingue il trasporto in fase diluita da quello in fase densa, e viceversa, è la velocità. Un'ulteriore ricerca sull'argomento utilizzando motori di ricerca comuni o parlando con i produttori della tecnologia produrrà una terminologia che differenzia le due modalità utilizzando il "rapporto di caricamento dei solidi" e "alta pressione rispetto a bassa pressione". Anche se è vero che tali caratteristiche possono essere utilizzate per diagnosticare la modalità di trasmissione, tali attributi sono solo sintomi. Molti sistemi di trasporto della fase diluita funzionano con differenziali di pressione ben superiori a 1 bar(g) [15 psig], che è il parametro di riferimento spesso ricercato per distinguere la fase diluita da quella densa. Nel mondo reale può verificarsi anche la circostanza opposta. Per fortuna c'è un dimostrativo che racconta la storia del trasporto pneumatico perfettamente mostrato nella Figura 1.