气力输送装置是在管道内利用气体作为承载介质,将物料从一处输送至另外一处的输送设备,它的优点是:输送效率较高;整个输送过程完全密闭,受气候环境条件影响小,这不仅改良了操作的工作条件,而且被输送的物料不致吸湿、污损或混入其它杂质,从而保证了被输送物料的质量;在输送的同时可进行诸如混合、分级、粉碎、烘干、选粒等制备工艺过程,也可进行某些化学反应;对性质活泼的化学物品可用惰性气体输送,可靠稳定;设备简单,结构紧凑,占地面积较小,选择布置输送管线较易;易于对整个系统实现集中控制和程序自动化。除一些易破碎、粘附性强、磨蚀性大、有腐蚀性和易引起化学变化的物料需特殊考虑外,一般松散的颗粒状、粉状物料均可采用气力输送。
物料在管道中的流动状态实际上很复杂,主要随气流速度及气流中所含的物料量和物料属性等的不同而显著变化。通常,当管道内气流速度很高而物料量又很少时,物料颗粒在管道中接近均匀分布,并在气流中呈完全悬浮状态被输送[图(a)]。随着气流速度逐渐减小或物料量有所增加,作用于颗粒的气流曳力也减小,使颗粒速速也相应减慢,加上颗粒间可能发生碰撞,部分较大颗粒趋向下沉接近管底,这时管底物料分布变密,但物料仍然正常地被输送[图(b)]。当气流速度再减小时,可以看到颗粒呈层状沉积在管底,这时气流及一部分颗粒在它的上部空间通过,而在沉积层的表面,有的颗粒在气流作用下也会向前滑移[图(c)]。当气流速度开始低于悬浮速度或者物料量更多时,大部分较大的颗粒会失去悬浮能力,不仅出现颗粒停滞在管底,在局部地段甚至因物料堆积形成“沙丘”,气流通过“沙丘”上部的狭窄通道时速度变快,可以在一瞬间又将“沙丘”吹走。颗粒的这种时而停滞、时而被吹走的现象是交替进行的[图(d)]。如果局部存在的“沙丘”突然大到充填整个管道截面,就会导致物料在管道中不再进行。如果设法使物料在管道中形成料栓[图(e)],则也可以利用料栓前后气流的压力差推动它前进。通常,在料栓之间有一层薄薄的沉积层。当料栓前进时,其前端将沉积层的颗粒铲起,随料栓一起前移,同时尾端则发生颗粒不断与料栓分离溃散,留下来变成新的沉积层。从表面看来,整个料栓在移动,但其中的颗粒却陆续被料栓前端铲起的颗粒所置换。因此,实际上物料颗粒只是一段距离、一段距离呈间歇状前移。
以上所说的物料气力输送流动状态中,前三种属于悬浮流,颗粒是依靠高速流动的气流动压被输送的,将这类流动状态也称为动压输送。后两者属于集团流,其中一种又称之为栓流,物料是依靠气流的静压推送的,第四种则动、静压得作用均存在。从管道中物料的实际流动状态中,还可以观察到一些其他的流动形式,它们不过都是上述几种典型流动状态的中间过渡状态。有些流动状态并不稳定,在同一管道中的不同部位也可以同时有几种形式的出现。