图1 不久前，solids solutions公司为用户提供了最大的Extra-Vib振动出料口。使用这种振动出料口的圆塔料仓直径为12m。

具有吸水性质的松散物料往往给流程设备的操作者带来不少的麻烦，本文以尿素为例向您介绍具有吸湿性的松散物料是如何毫无问题的完成存储、气动输送和定量控制的。

尿素是一种吸水性很强的松散物料，且吸水后容易结块。尿素是常用的含氮化肥，也是生产隔音板和刨花板的重要材料。近年来，在减少热电厂NO废气排放以及代用燃料方面（例如在水泥工业中）也有其用武之地。在内燃机技术领域，向炙热的发动机尾气中喷洒尿素可以在后续的催化器里更加有效地降低CO的排放量。

30年前，用圆塔形料仓来大量存储尿素是一种非常冒险的举动。尿素受潮后会结块直至板结是众所周知的、并且非常令人头痛的事情。因此，利用圆形塔仓存储尿素，尤其是利用金属外壳的圆形塔仓存储尿素一直是不可行的存储方式。直到1978年solids solutions公司对圆形塔仓影响尿素存储的原因进行了仔细的分析，终于成功建造了两个在室外存放尿素和结晶糖用的金属材料圆塔料仓，并给这两个圆塔料仓各配备了一个气动输送系统和定量控制系统。时至今日，这两座料仓及配套设备还在正常工作。在靠近海边（相对湿度很高）或者在早晚温差很大的地方，这种存储解决方案也一直非常可靠。

图2 正在吊装的安装有振动出料口的圆塔料仓。

用散装罐车或IBC集装桶供货

在利用运输散装物料的专用散装罐车或者IBC集装桶进行运输时，这些具有吸湿性的产品所处的湿度环境与周围环境空气相同。作用于松散物料颗粒表面的水蒸气压力等于其作用在周围环境空气中的压力。因此，在这段时间内，可以保持湿度的平衡以保证尿素的稳定性。在这种情况下向存储料仓中进行气动输送时使用的压缩空气是与生产温度相同的干燥空气。对于易磨损的产品，人们按照Puls-Pneu原理研发了一种自卸系统。

图3 整个圆塔料仓中松散物料均匀的大批量整体运动。

Puls-Pneu输送技术

利用压缩空气脉冲在发送出口端将空气缓冲垫和被输送的原材料塞均匀的分段分隔开来（如图4）。空气缓冲垫所起的作用是推动其前方原材料塞运动。整个输送管道中，每隔一定距离设计有一个压缩空气加气点，以保证原材料塞之间的间距不变。这些控制原材料塞间距的加气点利用另一根辅助管道提供压缩空气，并用调节器进行控制以保证只在需要压缩空气的时候才提供实际所需的压缩空气量。这样，就完全避免了输送管道的堵塞。另外，这种压缩空气加气点输送、控制方式也是解决停电、停气重新启动时因输送管道中充满了被输送的松散物料而难以启动的问题。各个加气点工作时就像一个个小型的发射器，只是输送方向以最后一次输送为准。

图4 松散物料的Puls-Pneu运送方法。

自卸系统

通过这种缓慢运动的栓塞输送方式将会避免在被输送颗粒之间出现形成阻碍运动的细小微粒。在完成充填过程之后，系统自动关闭充填管道，并在料仓存储的物料上充满了干燥的压缩空气，从而使得在入库的松散物料冷却后，以及在白天、黑夜有很大的温差时都不存在外部气态与被存储松散物料接触的可能性。在从料仓中取出松散物料时，向料仓中补充压缩空气，这一过程也保证了不会有潮湿的空气进入料仓。

圆塔料仓是严格按照大批量输送设计的，以保证没有死角，并保证在松散物料输出时整个料仓中松散物料的存储高度同时下降。

振动出料口

保证吸湿性松散物料的松散性和易流动性的前提条件是：存储、输送和定量控制是在一个封闭的、能够可靠保证潮气不进入产品中的系统环境条件下进行的。因此，钢质的、不锈钢材料或者铝质圆塔铝材是非常合适的存储容器。在允许的条件下，也可以使用GFK材料的铝材，因为玻璃纤维增强的聚合物的导热率比钢材低15倍，因此在一般的使用情况下无需特殊的遮阳保护或者隔热保护。

为保障顺利的从圆塔料仓中取出松散物料，可以使用Extra-Vib型的强振动出料器（如图2）。它的动力来自一台振动电机——在大型设备中也可以用两台振动电机——由振动电机产生垂直振动，将振动的动力传递给聚集在一起的颗粒。在这一垂直振动的作用下松散物料加速运动，相互冲击并分散成单独的颗粒，从而使其具有很好的流动性。在设计尺寸正确的情况下，圆塔料仓不会有输送死角，能够顺利大批量输出物料并使得整个料仓储物的高度均匀一致的下降。即使是高内聚性的松散物料也可以在振动出料器的驱动下被可靠地输送出来。振动出料器特殊的形状设计避免了松散物料颗粒的破损，减小了颗粒的磨损和剥离。

对于吸湿性的松散物料，即有结块、结节或者易于结成硬壳倾向的松散物料，从圆塔料仓输出时还可以使用一个振动格栅的装置，由它将结成的块或者硬壳分解为一定尺寸的小块，以保证不影响后续设备的正常工作（如图3）。后续的定量装置，例如蜗杆式定量装置，同样也是在封闭的环境中工作的，并且根据向后续工序传送的方法可辅助利用干燥的压缩空气进行吹送。

集装袋供货

在利用集装袋供货时，也可能在松散物料和环境空气保持湿度平衡，也就是说：不受湿度和温度的作用而保持其状态稳定、不变。由外力引起的硬化和板结在松散物料运输存储中是经常发生的事情，为保证这类松散物料的输出，选择了振动出料板和疏流装置。这一系统中“不得有潮气进入系统”的规定是非常引人注意的。但在集装袋换袋时，有时会出现空气进入系统的可能性。此时，有目的地利用干燥的压缩空气进行气体封堵能够很好地掌握、控制这种情况。

当集装袋出现堵塞时，判断其原因是在松散物料包装过程中颗粒物内部的潮气升腾到了颗粒物的表面，使得表面受潮。在表面潮气的作用下出现松散物料的板结和硬壳。另一种可能性就是：干燥的颗粒受到了周围大气的湿气影响，使得松散物料的湿度增加，并导致颗粒表面的湿度增加，最终结板。若潮气进一步深入到颗粒物的内部，而受潮的表面就会因干燥而形成硬壳。最危险的情况是在松散物料颗粒之间存留有微小的杂粒，它们受潮后可以形成大面积的粘结，这样的结块是最令人担忧的。

图5 （右图）板结成一个整体的集装袋被振动裁刀分解为小块，然后输送到后续的碎块机中。

作为适用于这种凝结成一个大块的集装袋清空的设备，振动设备中集成有切开大块的裁刀（如图5）。板结成一块的集装袋放置在这些裁刀上，在振动力的作用下裁刀切入板结成块的集装袋中，将它们分解为小块。随后的结块捣碎机将小块捣碎，得到所希望的颗粒大小。在这种状态下，只要没有潮气的介入，松散的颗粒就会稳定的保持这种状态。

尿素的工业化生产

尿素的工业化生产则完全是另外一种情况。尿素的工业化生产过程要求圆塔料仓的存储容量高达几百吨。此时的解决方案是将生产成的尿素制成颗粒，即所谓的球形尿素颗粒，直径约几毫米。当每一个颗粒球都干透之后，方可与周围大气的湿度保持平衡，获得了在封闭式化学－物理过程中进行生产的前提、也获得了湿度稳定的前提。在达到这种稳定状态之前，尿素颗粒必须始终处于运动状态，保证不形成暂时性的凝结。

图6 利用振动格栅分解板结的颗粒和块状物。

在圆塔料仓中进行中间存储时必须遵循的原则是：所有存储在料仓中的松散物料都能大范围、无死角的周转流动；或者是在较短的距离内一部分一部分的大规模搅动，并尽可能的循环进行这种搅动。由于是大范围的搅动，因此相对运动的距离可以较小一些，因为整体的大范围搅动是很难实现的。为了实现这一任务，solids solutions公司不久前在市场上推出了最大型号的Extra-Vib振动出料口（如图1）。使用这种振动出料口的圆塔料仓直径为12m。

小结

solids solutions公司在封闭式松散物料运送系统和结块物松散模块方面几十年的经验能够保证吸湿性松散物料毫无问题的存储、运送和定量控制。