81

7. PNEUMATSKI TRANSPORT

7.1 UVOD Pod pneumatskim transportom podrazumeva se transport prašinastih i zrnastih materijala vazduhom ili nekim drugim gasom. Ideja da se vazduh iskoristi za transport sipkavih materijala pojavila se krajem XIX veka. U monografiji Hadsona (Hudson) i Butsa (Boots) piše da su već 1866. godine postojali uređaji za pneumatski transport prašinastih materijala. I Dakem (Duckham) u svojoj knjizi navodi da su 1892. godine u londonskim dokovima montirani pneumatski uređaji za istovar pšenice iz velikih prekookeanskih brodova. Kapacitet im je iznosio od 200—600 t/h, a radili su na principu vakuuma. Prvi rad o pneumatskom transportu po javio se 1916. godine (Bentham) u kome je, u stvari, učinjen pokušaj da se stvore neke formule iz kojih bi se mogli izračunati bar neki parametri transporta. Ipak se kao prvi naučni rad iz oblasti pneumatskog transporta smatra doktorska disertacija Gasteršteta (Gasterstadt) iz 1923. godine. Zatim sledi rad Devisa (Davis) 1935. godine, u kome se iznose rezultati merenja za vreme šeumatskog transporta pšenice i zaključak da je pneumatski transport u horizontalnim cevima mnogo složeniji od pneumatskog transporta u vertikalnim cevima. Da je taj zaključak bio ispravan, potvrđuje činjenica da se i danas ova dva transporta zasebno izučavaju i razvijaju. Do drugog svetskog rata pojavljuje se još nekoliko radova o pneumatskom transportu, od kojih naročito vredi pomenuti rad Begnolda (Bagnold) iz 1936. godine, u kome on proučava transport peska vazduhom i uticaj jačine vetra na stvaranje peščanih dina u pustinjama, zatim, radove Zeglera (Segler), Kljačka, Kalinuškina, Spivakovskog i ostalih. Ipak se može reći da teorija o pneumatskom transportu doživljava pravi razvoj tek posle drugog svetskog rata. Radovi Njuvita (Newitt), Barta (Barth), Rumpfa (Rumpf), Mušelknauca (Muschelknauty), Velšofa (Welschof) i drugih sa Zapada, i radovi Uspenskog, Gončareviča, Smoldureva i ostalih sa Istoka i danas služe kao osnova za istraživanja u oblasti pneumatskog transporta prašinastih i zrnastih materijala.

7.1.1. Oblast primene pneumatskog transporta

Na ukupnu cenu nekog proizvoda utiču i njegovi transportni troškovi. Zato je u konkretnom slučaju vesma važno izabrati pravi način transporta i, zatim, izračunati njegove optimalne parametre. Kad su u pitanju prašinasti i zrnasti materijali, onda pored ostalih načina transporta dolazi u obzir i pneumatski transport. Zbog toga je od interesa poznavanje oblasti njegove primene.

Pneumatski transport se koristi za: - istovar i pretovar prašinastih i zrnastih materijala (cement, koncentrat stočne hrane,

žitarice i ostalo biljno seme) iz prevoznih sredstava pomoću kojih se obavlja njihov transport u rasutsm stanju (teretni brodovi, šlepovi, vagon-cisterne, auto-cisterne),

- sve vrste žitarica i ostalog biljnog semena na velikim poljoprivrednim dobrima i prihvatnim magacinima,

- žitarice i njihove prerađevine u mlinovima i silssima, - ugalj u prahu u termoelektranama i velikim kotlarnicama radi loženja parnih kotlova, - pesak u livnicama, - piljevine, šuške i sitnije otpatke u industriji drveta i fabrikama nameštaja, - elektrofiltarski pepeo u termoelektranama i industrijskim kotlarnicama, od mesta

sakupljanja do sabirnih bunkera,

82

- deterdžente u prahu, kalcinisanu sodu i druge prašinaste i zrnaste materijale u hemijskoj i procesnoj industriji,

- šećer u kristalu, sirov i pržen lešnik, kako i ostale komponente u konditorskoj industriji i u industriji čokolade i bombona,

- vunena vlakna, rezani duvan, pamuk i ostale vlaknaste materijale (otpaci kože u kožarskoj industriji, otpaci hartije u industriji traka i kesa),

- sve vrste prašine sakupljene usisavanjem zagađenih prsstorija, hala i raznih mašina koje obradom nekih predmeta stvaraju prašivu, i

- administrativne pošiljke unutar velikih nadleštava, unutar fabrika i laboratorija, u gradovima između opština, u poštama, novinskim agencijama, servisima automobila itd. (pneumatska pošta).

7.1.2. Prednosti i mane pneumatskog transporta

Prednosti pneumatskog transporta u odnosu na mehavički transport su sledeće: - pneumatski transport prašinastih i zrnastih materijala može da se obavlja lako u svim

pravcima, prilagođavajući se raspoloživom prostoru i ostalim uslovima, - pneumatski transport zahteva daleko manjiprostor, čime se mnogo ušteđuje u

građevinskom pogledu budući da on prilada prvenstveno unutrašnjem transportu po lokaciji,

- pneumatski transport pruža mogućnost povezivanja raznih zahteva u okviru tehnološkog procesa, kao što su: istovremeno sušenje ili vlaženje materijala vazduhom za vreme transporta, istovremeno zagrevanje ili hla-đenje materijala vazduhom za vreme transporta, razvrstavanje materijala po krupnoći na osnovu brzine taloženja itd.,

- pneumatski transport dovodi do najmanjeg rasipanja materijala za vreme transporta i na taj način najmanje zagađuje okolinu, naročito ako je reč o pneumatskom transportu na principu vakuuma,

- pneumatski transport obezbeđuje najbolje higijenske uslove kako za osoblje koje ga opslužuje tako i za transportovani materijal,

- pneumatski transport obezbeđuje visok stepen automatizacije tehno-doškog procesa u kome učestvuje,

- pneumatski transport omogućuje istovremeni transport materijala sa vnše mesta na jedno mesto i obrnuto, sa jednog mesta na više mesta, i

- pneumatski transport omogućuje ostvarivanje velikih kapaciteta po jednoj liniji, koji idu i do 300 1/ć, a cena uređaja je mnogo niža od cene mehaničkih transportera.

Pneumatski transport ima sledeće mane: - ne može se primeniti na sve materijale, već samo na prašinaste i zrnaste, - za vreme transporta materijal se donekle usitnjava, naročito kad sistem pneumatskog

transporta nije dobro odabran i kad strujni parametri nisu dobro određeni, - dužina transporta ne prelazi 2 kt, i zato je on ograničen na primenu unutar fabričkih

krugova i hala, za utovar i pretovar materijala koji se transportuju u rinfuzi, - zahteva bolju stručnu obučenost radnog osoblja koje rukuje sa uređa-jima pneumatskog

transporta, i - potrošnja pogonske energije je pri istom kapacitetu i ostalim uslo-vima viša nego kod

mehaničkog transporta.

83

7.2. SISTEMI PNEUMATSKOG TRANSPORTA

Prema načinu rada, u osnovi se razlikuju dve vrste pneumatskog transporta: 1. pneumatski transport fluidizovanog materijala. 2. leteći pneumatski transport;

a) Pneumatski transport fluidizovanog materijala Pneumatski transport fluidizovanog materijala zasniva se na svojstvu da fluidizovani prašinasti ili sitno zrnasti materijal dobija osobine tečnosti odgovarajuće viskoznosti. Kao i kod kretanja tečnosti, uzrok kretanja fluidizovanog materijala može biti gravitacija ili razlika pritisaka. Prema tome razlikuje se:

- transport u pneumatskim koritima - gustotekući pneumatski transport.

U pneumatskim koritima fluidizovani materijal se kreće pod dejstvom gravitacije, jer je ono nagnuto pod uglom a prema horizontali. Sipkav materijal dolazi iz silosa 1 preko dozatora 2 u gornji deo pneumatskog korita, dok se vazduh pod pritiskom dovodi ispod poroznog dna 3. Fluidizovani materijal zbog nagiba poroznog dna počinje da teče ka izlazu 4 dok se vazduh kroz filter 5 odvodi u atmosferu. Primera radi navedimo da je nasipni ugao cementa oko 70°, dok u fluidizovanom stanju počinje da teče već na 2 - 3°.

Pneumatsko korito se koristi za transport prašinastih materijala.

Slika 7.1 Pneumatsko korito Slika 7.2 Fluid lift

Gustotekući pneumatski transport radi na principu fluidizacije pri čemu se materijal kreće zbog razlike u pritiscima na krajevima cevovoda.

Karakterističan uređaj ovakvog vida transporta je tzv. fluid-lift za vertikalni transport. U ovom slučaju neophodno je da se transportovani materijal fluidizuje intenzitetom koji odgovara brzini i da se na kraju strujnog toka ostvari protivpritisak, kako se *

2cc >fluidizovani sloj ne bi raspršio usled ekspanzije vazduha i preobrazio u leteći pneumatski transport.

84

Sipkav materijal dolazi iz silosa 1 preko dozatora 2 u korito puža 3 koji ga potiskuje u komoru za fluidizaciju 4. U donjem delu ove komore nalazi se porozno dno 5 kroz koje se dovodi vazduh. Fluidizovani materijal se kreće vertikalno naviše kroz cev 6. Na kraju cevi se nalazi prigušnik 7 koji stvara potreban protivpritisak. Usled naglog proširenja protočnog prostora materijal se taloži i odvodi, dok se vazduh kroz filter odvodi u atmosferu.

b) Leteći pneumatski transport Leteći pneumatski transport (relativne brzine vazduha u odnosu na čestice do 40 t/h) suvih, nelepljivih sitnih komadnih i prašinastih materijala vrši se po principu da struja vazduha odnosi sa sobom i transportovani materijal koji se meša sa vazduhom.

U odnosu na vrstu pritiska, leteći pneumatski transport se deli na usisni (vakuumski) i potisni (natpritisni). U odnosu na veličinu pritiska, leteći pneumatski transport se deli na transport niskog (do 10000 Pa), srednjeg (do 3 bara) i visokog (preko 3 bara) pritiska. Razume se, usisni pneumatski transport pripada kategoriji niskog pritiska, pri čemu je vakuum uvek ispod jednog bara.

U odnosu na koncentraciju materijala u struji vazduha, leteći pneumatski transport se deli na transport niske ( <1), srednje (1<μ μ <10) i visoke (10<μ <80) koncentracije. Pneumatski transport na bazi fluidizacije spada u kategoriju transporta visoke koncentracije, čija vrednost ide i do μ = 600. U odnosu na pritisak pneumatski transport na osnovu fluidizacije spada u grupu potisnog transporta. Transport materijala se vrši od mešača (gde se materijal meša sa strujom vazduha koju stvara vakuum pumpa ili duvaljka) do odvajača (gde se materijal zadržava a vazduh odvodi u atmosferu). U zavisnosti od toga da li se strujanje vazduha ili inertnog gasa stvara vakuum pumpom ili duvaljkom, razlikuju se:

1.1 usisni leteći pneumatski transport (ULPT); 1.2 pritisni (potisni) leteći pneumatski transport (PLPT); 1.3 kombinovani leteći pneumatski transport.

Na slici 7.3 data je šema usisnog letećeg pneumatskog transporta. Strujanje vazduha ili inertnog gasa izaziva vakuum pumpa 1. Stvaranje dvofazne smeše transportovanog materijala i transportnog gasa (vazduha ili inertnog gasa) vrši se u mešaču 2, odakle smeša ide do odvajača 4. U odvajaču se odvaja transportovani materijal i transportni gas ili po principu naglog pada brzine transportnog gasa, ili po principu naglog pada brzine transportovanog materijala ili na kombinovanom principu.

Slika 7.3 Usisni LPT Slika 7.4 Potisni LPT

85

Dalje se transportovani materijal iz odvajača odvodi u skladište putem gravitacije ili na neki drugi način, a transportni gas se, ukoliko je vazduh, odvodi u atmosferu, a ako je inertni gas vraća u usisnu komoru. Ovakav način transpotra dozvoljava transport materijala sa više mesta na jedno, zajedničko mesto. Na slici 7.4 data je šema potisnog letećeg pneumatskog transporta. Visokopritisni ventilator ili duvaljka 1 izaziva strujanje vazduha ili inertnog gasa, koji se u stanju natpritiska u mešaču 2 meša sa transportovanjim materijalom. Tako stvoren dvofazni tok transportuje se do odvajača 4, gde se vrši odvajanje. Ovaj način transporta dozvoljava transport materijala sa jednog mesta na više mesta istovremeno. Na slici 7.5 data je šema kombinovanog letećeg pneumatskog transporta. Duva^a 1 koja izaziva strujanje vazduha nalazi se iza prvog odvajača 4. Transportovani materijal preko dozatora 5 prelazi u drugi mešač u koji dolazi čist vazduh iz duvaljke. Novonastala smeša odlazi u drugi odvajač 8. Ovaj način dozvoljava transport sa više mesta na više skladišta pri čemu materijal ne prolazi kroz duvaljku.

Slika 7.5 Šema kombinovanog letećeg pneumatskog transporta