مشکلات خروچ مواد فله از سیلوهای ذخیره سازی
Storage Structure Flow Issues
مشکلات خروج مواد که در سیلوهای مواد دانه ای و پودری رایج است می تواند به طور قابل توجهی بر کارایی و ایمنی سیستم ذخیره سازی تأثیر بگذارد. این مسائل اغلب از نقص های طراحی، خواص مواد یا شیوه های عملیاتی ناشی می شوند.
تخلیه ضعیف Poor Flowدر ساختارسیلوهای نگه داری مواد فله برای انواع صنایع ذخیره سازی دردسرساز است و دلایل مختلفی برای آن وجود دارد که با بازرسی منظم و ومدیریت صحیح و دوره ای می توان از ایجاد این موانع و مشکلات پیشگیری کرد .
در ادامه مشکلات رایج در ایجاد جریان تخلیه آورده شده است:
۱-Arching/Bridging
پدیده پل زدن هنگاهی اتفاق می افتد که مواد فله در هم گیر می کنند و یک شکل پل مانند رو تشکیل می دهند. در طول زمان این پدیده سدی محکم در بین مواد داخل سیلو میشود که حرکت مواد را مسدود میسازد و مواد روی این پل توان حرکت به سمت خروجی سیلو را نخواهند داشت پدیده پل زدن در صورت نادیده گرفتن سبب خسارت های سنگین در اثر فشار مواد به بدنه سیلو میشود و گاهی تخلیه مواد ناچار به شکافتن بدنه سیلو می باشیم
موارد ذیل از عمده دلایل رخ دادن این اتفاق هستند:
خواص ضعیف جریان مواد (به عنوان مثال، چسبندگی بالا، چسبندگی)
– خروجی غیر استاندارد یا نامناسب طراحی شده است
– ناهمواری دیواره بدنه سیلو، پل زدن مواد را تسریع می کند
۲-Ratholing
این پدیده زمانی رخ میدهد که یک تجمع بیش از حد از مواد روی بدنه سیلو رخ میدهد و یک تونل باریک و محدود شده در وسط سیلو عمود بر نقطه تخلیه شکل می گیرد . از سوی دیگر مواد باقی مانده برروی دیوار کریدور عبوری Rat holeسبب توده شدن مواد بروی دیوارها می گردد که بایستی با اجتناب از رخ دان این پدیده از توده شدنCaking و هدر رفت مواد داخل سیلو ممانعت کرد.
موارد ذیل از عمده دلایل رخ دادن این اتفاق هستند:
اصطکاک داخلی زیاد مواد داخل سیلو .
تجهیزات کمکی نامناسب(چه به لحاظ کیفی و چه به لحاظ مکانی) نصب شده
۳-Funneling
پدیده قیفی شدن یک مسئله رایج الگوی جریان در سیلوهای ذخیره سازی است و زمانی اتفاق می‌افتد که مواد از طریق یک کانال مرکزی تخلیه می‌شوند و مواد راکد در امتداد دیواره‌های سیلو باقی می‌مانند. این می تواند منجر به ناکارآمدی عملیاتی، تخریب مواد و حتی مشکلات ساختاری در سیلو شود.
مشکلات جریان قیفی:
مواد فقط در یک کانال باریک- بالای خروجی- جریان دارند
مواد در امتداد دیوارهای سیلو ثابت می ماند و می تواند متراکم شوند
افزایش ریسک Rat holing ، در جایی که پس از تخلیه کانال مرکزی، یک حفره در بالای خروجی ایجاد می شود.
جدا سازی بالقوه مواد که بر کیفیت و ماندگاری آن اثر می گذارد
– مشکل در تخلیه کامل سیلو، نیاز به مداخله دستی یا استفاده از تجهیزات مکانیکی کمکی
عمده دلایل وقوع پدیده Funneling
۱-طراحی بدنه سیلو
زوایای شیب قیف کم (غیر استاندارد )که باعث کاهش خروج و گرفتگی مواد درون سیلو می شود
اندازه یا محل خروجیoutlet نامناسب
سطوح داخلی ناصاف یا ناهمواربدنه سیلو
۲-خصوصیات مواد درون سیلو
مواد چسبنده مستعد چسبندگی یا فشردگی میباشد
جامدات حجیم با جریان پذیری ضعیف، مانند پودرهای ریز یا مواد مرطوب بسیار مستعد ایجاد این رخ داد هستند
۳-عملیات بهره برداری
روش های ضعیف یا غیر استانداد پر کردن باعث جداسازی مواد می شود
عدم نگهداری یا تمیز کردن منظم سیلو ها ، که منجر به تجمع مواد به صورت توده میشود از دلایل مهم ایجاد این پدیده است.
نتایج و پیامد های پدیده Funneling
قطع جریان: این پدیده می تواند منجر به توقف جریان شود که نیاز به مداخله دارد.
مسائل کیفی: تفکیک مواد باعث کاهش یکنواختی محصول می شود.
فشار بیش از حد سیلو: بارهای ناهموار بر روی دیوارهای سیلو می تواند باعث آسیب ساختاری گردد
تخریب مواد: نگهداری طولانی مدت مواد راکد می تواند منجر به فساد یا توده شدن شود.
راهکارهای پیشگیری کننده از پدیده Funneling
اصلاح هندسه بدنه سیلو
اطمینان از ایجاد یک جریان توده Mass Flow مناسب
زوایای دیواره قیف را افزایش دهید (معمولاً بیشتر از ۶۰ درجه برای بیشتر مواد).
از مصالح دیواری صاف و کم اصطکاک مانند فولاد ضد زنگ یا سطوح پوشش داده شده استفاده کنید.
یک قیف مخروطی یا گوه ای شکل برای ایجاد تخلیه یکنواخت استفاده کنید.
بهینه سازی خروجی
اندازه خروجی را برای کاهش انسداد بزرگ کنید
از چندین خروجی برای سیلوهای عریض استفاده کنید تا مناطق ساکن به حداقل برسند
سیستم های تغذیه کننده مانند نوار نقاله های پیچی یا شیرهای دوار را برای اکتیو کردن جریان نصب کنید.
استفاده از سیستم های کمکی
ویبراتورها یا لرزاننده ها: از چسبیدن مواد جلوگیری کرده و جریان انتقال مواد را فعال می کند
پدهای هوادهی: تزریق هوا از طریق جت ایر سبب جدا شدن مواد می گردد
شاک بلاستر : با استفاده از شوک هوا مواد فشرده شده یا پل زده را از جای خود خارج کنید
بررسی خصوصیات کیفی مواد
آزمایش جریان پذیری (به عنوان مثال، چگالی ظاهری، چسبندگی، زاویه استراحت) را انجام دهید.
پیش بهبود مواد (مانند خشک کردن، مخلوط کردن، یا افزودن عوامل جریان) برای بهبود خصوصیات جریان.
بهبود سیستم پایش پایدار
از پر کردن کنترل شده برای به حداقل رساندن جداسازی در هنگام بارگیری استفاده کنید
نصب سیستم های مانیتورینگ سطح برای تشخیص Rat holinیا تخلیه ناهموار
سیلو را به طور مرتب بازرسی و تمیز کنید تا از تجمع buildupدر آن جلوگیری شود.
۴-Plugging
تجمع مواد در خروجی بشکلی که با متصل شدن مواد هیچ راه تخلیه ای بوجه نمی آید
۵-Doming
گنبدی شدن یک شکل دیگر از پل زدن میباشد
۶-Caking
توده شدن در سیلوهای ذخیره سازی زمانی اتفاق می افتد که مواد حجیم با هم تجمیع و شکل بهم چسبیده را بوجود می آورند .و توده ها یا پوسته هایی تشکیل می دهند که با جریان مواد تداخل می کنند. این موضوع می تواند ناشی از ترکیبی از عوامل از جمله خواص مواد، شرایط محیطی و شیوه های ذخیره سازی باشد.
عوامل عمده توده شدن مواد
رطوبت
– مواد جاذب Hygroscopic materials رطوبت هوا را جذب کرده و باعث چسبیدن آنها به هم می شوند
تراکم داخل سیلو در اثر نوسانات دما نیز می تواند منجر به کیک شدن شود.
تغییرات دما
تغییرات بین روز و شب یا نوسانات فصلی می تواند باعث حرکت رطوبت یا پل حرارتی شود و منجر به ایجاد توده در مواد میگردد
فشرده شدن مواد درون سیلو
ماندگاری طولانی مدت تحت فشار مواد بالاتر می تواند مواد دانه ای به ویژه پودرهای ریز را فشرده کند.
واکنش های شیمیایی:
مواد خاصی تحت دگرگونی های شیمیایی یا کریستالیزاسیون قرار می گیرند و باعث ایجاد کیک می شوند.شپشه (آفت) در اثر وجود نم و حرارت شروع به گسترش می کند
اندازه و شکل ذرات:
ذرات ریز با اشکال نامنظم بیشتر مستعد به هم قفل شدن interlocking و تجمع می باشند.
مشکلات طراحی سیلو:
هوادهی ضعیف،، یا زوایای نامناسب دیوار می تواند باعث تشدید پدیده توده شدن می گردد.
پیشگیری :
: ۱ کنترل رطوبت
– برای حفظ رطوبت کم از دستگاه های رطوبت گیر یا تصفیه گاز خشک استفاده کنید.
– از آب بندی مناسب سیلوها برای جلوگیری از نفوذ رطوبت اطمینان حاصل کنید.
- ۲. مدیریت دما:
– عایق بندی سیلوها برای به حداقل رساندن نوسانات دما.
– در صورت لزوم از انبار با دمای کنترل شده استفاده کنید.
- ۳. طراحی سیلو:
– دیوارهای شیب دار و سطوح صاف را برای افزایش جریان مواد ترکیب کنید.
– از وسایل کمکی جریان مانند ویبراتورها، پدهای سیال کننده یا شاک بلاستر استفاده کنید.
- ۴. نظارت و نگهداری منظم:
– سیلوها را به صورت دوره ای از نظر علائم توده شدن بازرسی کنید
– از سنسورهای سطح برای تشخیص الگوهای جریان نامنظم استفاده کنید
- ۵. شیوه های جابجایی مواد:
– برای جلوگیری از توده شدن در دوره های طولانی ماندگاری درون سیلوها جابه جایی مواد درون سیلو انجام دهید
– مواد را با استفاده از anti-caking agents از توده شدن نجات دهید
- ۶. سیستم های هوادهی:
– نصب سیستم هایی برای سیال شدن مواد Fluidizing و جلوگیری ازفشرده شدن
خلاصه راهکارهای مواجه شدن با مشکل توده شدن :
– روش های مکانیکی: از ویبره های بدنه سیلو یا چکش های پنوماتیک برای شکستن مواد کیک شده استفاده کنید
– مداخله دستی: در صورت امکان ورود ایمن از ابزارهای دستی استفاده کنید (با مقررات ایمنی رعایت کنید).
– کمک تخلیه: استفاده از نازل های هوا و شاک بلاستر را برای جابجایی مواد فعال کنید
– درمان شیمیایی: در صورت لزوم، مواد ضد انباشتگیanti-caking agents را استفاده نمایید تا توده کیک شده شکسته شود.
در نهایت جلوگیری از ایجاد کیک(توده مواد) مستلزم یک رویکرد جامع با ترکیب علم مواد، طراحی مهندسی سیلو و کنترل محیطی است.
Wall Build-up /Scale
ایجاد توده بر دیوار سیلوها سبب کاهش ظرفیت سیلو و همچنین الگوی تخلیه ناهموار ایجاد گردد
تهیه و تنظیم
حامد زندوکیلی
کارشناس پایه یکم مهندسی عمران