Transporte de materiais a granel
O transporte de materiais a granel é um componente crítico da indústria de engenharia de logística e desempenha um papel significativo em vários setores. É comum no comércio internacional e doméstico. Atualmente, materiais a granel podem ser transportados por meio de transporte a granel, transporte mecânico, transporte pneumático ou transmissão logística pneumática.
O transporte a granel é um método fundamental para manuseio de materiais. Métodos tradicionais de transporte mecânico, como transportadores helicoidais, transportadores de correia e transportadores de caçamba, são amplamente utilizados na produção industrial. A transmissão logística pneumática permite o transporte rápido, preciso e seguro de itens pequenos. O transporte pneumático se tornou parte integrante do transporte de materiais a granel devido à pesquisa contínua. Ele é caracterizado por ser limpo, seguro, com economia de espaço, flexível na configuração e facilmente automatizado. É uma tecnologia verde em larga escala, comumente usada para materiais a granel granulares.
Desenvolvimento da Tecnologia de Transporte Pneumático
O transporte pneumático substitui métodos mecânicos tradicionais por tubulações seladas, permitindo um processamento de material eficiente e limpo. Essa tecnologia se originou no Reino Unido no final do século XIX e viu avanços significativos nos últimos cem anos.
A pesquisa na China começou no final da década de 1950 e, na década de 1960, a tecnologia de transporte pneumático de pressão positiva para bombas de depósito foi introduzida. Após a reforma e abertura, as indústrias petroquímica e química importaram muitos sistemas de transporte de fluxo de ar para dispositivos de poliolefina. Foi somente no início do século XXI que os sistemas domésticos começaram a substituir as importações.
Hoje, os sistemas de transporte pneumático são amplamente utilizados nas indústrias petroquímica, química, comida, farmacêutica e outras indústrias. Eles também estão sendo cada vez mais adotados em campos emergentes, como materiais de silício, nova energia e novos materiais.
Transporte Pneumático: Fase Diluída ou Fase Densa
O transporte pneumático é um tipo de fluxo bifásico gás-sólido e pode ser categorizado em transporte de fase diluída e fase densa com base no estado do fluxo. Geralmente, a fração de volume da fase sólida no transporte de fase diluída é menor que 15%, enquanto no transporte de fase densa, excede 15%.
Fase diluída
O transporte em fase diluída usa gás de alta velocidade (aproximadamente 20-40 m/s) para dispersar e suspender materiais em pó e granulares no fluxo de ar para transporte. Durante esse processo, os materiais frequentemente colidem com a parede interna da tubulação, o que pode levar ao desgaste, geração de poeira e degradação do material.
O transporte de fase diluída é categorizado principalmente em dois métodos: sucção a vácuo e entrega de pressão. O método de sucção a vácuo transporta materiais de um ou vários pontos para um único ponto, enquanto o método de entrega de pressão move materiais de um ponto para vários pontos. Na entrega de pressão, a pressão na tubulação é maior do que a pressão atmosférica.
Além disso, o transporte de fase diluída pode ser classificado em tipos de baixa pressão e alta pressão com base na pressão da fonte de gás. Fontes de gás de baixa pressão normalmente têm uma pressão de superfície não superior a 50 kPa e são usadas para transporte de curta distância de pequenas quantidades de materiais em pó e granulares em plantas químicas. Fontes de gás de alta pressão, com pressões de até 700 kPa, são usadas para transportar quantidades maiores em distâncias de 600-700 metros.
As vantagens do transporte em fase diluída incluem uma capacidade de projeto mais ampla, vibração reduzida da tubulação e nenhuma necessidade de suportes especiais para a tubulação. No entanto, a alta velocidade do transporte em fase diluída frequentemente resulta em degradação substancial de poeira e material. Isso pode ser problemático para produtos que exigem alta limpeza. Medidas como adicionar equipamentos de remoção de poeira e pó são necessárias para resolver esses problemas.
Fase densa
O transporte em fase densa usa gás de alta pressão para pressurizar materiais, com pressões de fonte de gás atingindo até 0,7 MPa e velocidades de transporte de 2-10 m/s. É caracterizado por baixo volume de ar e alta relação material-ar. O transporte em fase densa é dividido em fluxo de plug de fase densa e fluxo de fase densa fluidizado. No fluxo de plug de fase densa, as partículas formam uma forma colunar, enquanto no fluxo de fase densa fluidizado, as partículas fluem em camadas.
Os benefícios do transporte em fase densa incluem maior pressão de transmissão de gás, menor volume de gás. Há também menor consumo de energia e menor desgaste do produto em comparação ao transporte em fase diluída. No entanto, ele tem menor capacidade de transporte flexível, maiores demandas técnicas e é propenso a bloqueios, tubulações soltas e rachaduras em pilares de tubos. O custo do investimento inicial também é maior do que o do transporte em fase diluída.
Projetar um sistema de transporte pneumático envolve escolher entre transporte de fase diluída e densa. Sistemas de fase diluída são geralmente mais seguros em termos de confiabilidade e estabilidade do material. Enquanto sistemas de fase densa são mais adequados para materiais altamente abrasivos, quebradiços, sensíveis à temperatura e de alta densidade a granel. O transporte de fase intermediária, combinando os benefícios de ambos os métodos, pode se tornar um ponto focal para pesquisas futuras.
Conclusão
A escolha do método de transporte pneumático correto — fase diluída ou fase densa — depende de vários fatores, incluindo a natureza dos materiais, a distância de transporte necessária e as necessidades operacionais específicas. O transporte em fase diluída é vantajoso por sua ampla capacidade e facilidade de design. No entanto, pode resultar em maior geração de poeira e desgaste do material.
O transporte em fase densa, embora mais eficiente em termos de energia e suave com os materiais, requer um controle mais preciso e tem custos iniciais mais altos. À medida que a tecnologia avança, o transporte em fase intermediária pode oferecer uma solução equilibrada, integrando os pontos fortes de ambos os métodos. Entender essas opções permite decisões mais informadas, otimizando tanto a eficiência quanto a relação custo-benefício no manuseio de materiais a granel.
