石墨粉氣力輸送設備是一種利用氣流作為動力，在密閉管道中輸送石墨粉體的自動化系統，適用于鋰電池負極材料、導電材料、潤滑劑等生產場景。由于石墨粉具有顆粒細（通常粒徑＜100μm）、易揚塵、導電性等特點，其輸送需兼顧高效性、密封性、防爆性及防靜電要求。以下是該設備的詳細解析：

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### **一、石墨粉特性與輸送挑戰**

1. **物理特性**  

  - 輕質粉末：堆積密度低（0.2-0.5 g/cm3），易懸浮形成粉塵。  

  - 導電性：石墨粉導電性強，需避免靜電積累引發火花。  

  - 吸濕性：部分改性石墨易吸濕結塊，需控制輸送環境濕度。  

2. **核心挑戰**  

  - **揚塵污染**：開放式輸送易造成環境污染和原料浪費。  

  - **靜電風險**：高速輸送摩擦易產生靜電，存在爆炸隱患（粉塵爆炸下限約20g/m3）。  

  - **管道堵塞**：粉體流動性差時可能沉積或架橋。  

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### **二、氣力輸送系統類型與選型**

根據輸送壓力和粉氣比（固氣比），石墨粉常用以下兩種方式：  

1. **稀相氣力輸送**  

  - **特點**：低壓力（＜0.1MPa）、高風速（15-30m/s）、低固氣比（＜15:1）。  

  - **適用場景**：短距離（＜100m）、小批量、流動性較好的石墨粉。  

  - **設備配置**：  

    - 正壓系統（羅茨風機+旋轉閥供料）。  

    - 負壓系統（真空泵+吸嘴，適合多點到單點收集）。  

2. **密相氣力輸送**  

  - **特點**：高壓力（0.2-0.6MPa）、低風速（2-8m/s）、高固氣比（＞30:1）。  

  - **適用場景**：長距離（＞200m）、大容量輸送，或需減少顆粒破碎的場景。  

  - **設備配置**：  

    - 發送罐（間歇式）+雙蝶閥結構。  

    - 栓流泵（連續式，適用于超細粉）。  

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### **三、核心設備組成與技術要點**

1. **供料裝置**  

  - **旋轉閥**：耐磨損設計（碳化鎢涂層），間隙＜0.05mm，防止漏粉。  

  - **文丘里給料器**：利用氣流引射原理，適合稀相輸送。  

2. **輸送管道**  

  - **材質**：內壁拋光不銹鋼（Ra＜0.8μm），減少摩擦阻力與靜電。  

  - **彎頭設計**：大曲率半徑（R/D≥5）或耐磨陶瓷內襯，降低局部磨損。  

3. **氣源系統**  

  - **空壓機/羅茨風機**：需配置空氣干燥器（露點＜-40℃），防止石墨吸濕。  

  - **防靜電措施**：管道接地電阻＜10Ω，使用抗靜電軟管（表面電阻＜10?Ω）。  

4. **分離與除塵裝置**  

  - **旋風分離器**：初級分離效率＞95%，減少后端過濾器負荷。  

  - **脈沖布袋除塵器**：覆膜防靜電濾料（如PTFE+碳纖維），過濾精度＜1μm。  

5. **控制系統**  

  - **PLC+壓力傳感器**：實時監測管道壓差，自動調節供氣量。  

  - **防爆設計**：Ex d IIB T4防爆等級，配備火花探測與惰性氣體滅火系統。  

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### **四、針對石墨粉的特殊設計**

1. **防爆與防靜電**  

  - 全系統防靜電接地，輸送氣流中添加抗靜電劑（如Larostat®系列）。  

  - 在輸送管道中設置火花捕集器和抑爆閥。  

2. **防結塊與堵塞**  

  - 管道內壁噴涂超疏水涂層（如特氟龍），減少粉體粘附。  

  - 采用流化裝置（如底部充氣板），改善石墨粉流動性。  

3. **清潔性設計**  

  - 快拆式管道連接（DIN/ISO標準），便于定期清理殘留。  

  - 配置CIP（在線清洗）系統，使用氮氣吹掃管道。  

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### **五、典型應用案例**

- **鋰電池負極材料生產線**：  

 - 輸送物料：人造石墨粉（D50=15-25μm）。  

 - 系統配置：密相栓流泵+氮氣保護，輸送距離300m，產能2t/h。  

 - 效果：粉塵泄漏量＜1mg/m3，靜電電壓＜50V。  

- **石墨潤滑劑生產**：  

 - 輸送物料：改性石墨粉（添加MoS?）。  

 - 系統配置：負壓稀相輸送+防爆除塵器，多工位集中供料。  

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### **六、選型注意事項**

1. **參數匹配**：根據輸送量（t/h）、距離、高度差計算系統壓力與功率。  

2. **合規性**：符合GB 15577-2018《粉塵防爆**規程》和ATEX防爆認證。  

3. **維護成本**：優先選擇模塊化設計，易損件（如濾袋、閥門）更換便捷。  

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### **七、主流設備供應商參考**

- **國內品牌**：上海沃森、江蘇密友粉體（性價比高，定制化強）。  

- **國際品牌**：德國ZEK、美國Flexicon（高精度、防爆認證齊全）。  

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通過專業化的氣力輸送系統，可顯著提升石墨粉輸送的效率和**性，尤其適合對潔凈度、防爆性要求嚴苛的新能源與電子材料行業。實際應用中需根據物料特性和工藝條件進行系統仿真（如EDEM軟件模擬）與實地測試優化。