石墨粉气力输送设备是一种利用气流作为动力，在密闭管道中输送石墨粉体的自动化系统，适用于锂电池负极材料、导电材料、润滑剂等生产场景。由于石墨粉具有颗粒细（通常粒径＜100μm）、易扬尘、导电性等特点，其输送需兼顾高效性、密封性、防爆性及防静电要求。以下是该设备的详细解析：

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### **一、石墨粉特性与输送挑战**

1. **物理特性**  

  - 轻质粉末：堆积密度低（0.2-0.5 g/cm3），易悬浮形成粉尘。  

  - 导电性：石墨粉导电性强，需避免静电积累引发火花。  

  - 吸湿性：部分改性石墨易吸湿结块，需控制输送环境湿度。  

2. **核心挑战**  

  - **扬尘污染**：开放式输送易造成环境污染和原料浪费。  

  - **静电风险**：高速输送摩擦易产生静电，存在爆炸隐患（粉尘爆炸下限约20g/m3）。  

  - **管道堵塞**：粉体流动性差时可能沉积或架桥。  

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### **二、气力输送系统类型与选型**

根据输送压力和粉气比（固气比），石墨粉常用以下两种方式：  

1. **稀相气力输送**  

  - **特点**：低压力（＜0.1MPa）、高风速（15-30m/s）、低固气比（＜15:1）。  

  - **适用场景**：短距离（＜100m）、小批量、流动性较好的石墨粉。  

  - **设备配置**：  

    - 正压系统（罗茨风机+旋转阀供料）。  

    - 负压系统（真空泵+吸嘴，适合多点到单点收集）。  

2. **密相气力输送**  

  - **特点**：高压力（0.2-0.6MPa）、低风速（2-8m/s）、高固气比（＞30:1）。  

  - **适用场景**：长距离（＞200m）、大容量输送，或需减少颗粒破碎的场景。  

  - **设备配置**：  

    - 发送罐（间歇式）+双蝶阀结构。  

    - 栓流泵（连续式，适用于超细粉）。  

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### **三、核心设备组成与技术要点**

1. **供料装置**  

  - **旋转阀**：耐磨损设计（碳化钨涂层），间隙＜0.05mm，防止漏粉。  

  - **文丘里给料器**：利用气流引射原理，适合稀相输送。  

2. **输送管道**  

  - **材质**：内壁抛光不锈钢（Ra＜0.8μm），减少摩擦阻力与静电。  

  - **弯头设计**：大曲率半径（R/D≥5）或耐磨陶瓷内衬，降低局部磨损。  

3. **气源系统**  

  - **空压机/罗茨风机**：需配置空气干燥器（露点＜-40℃），防止石墨吸湿。  

  - **防静电措施**：管道接地电阻＜10Ω，使用抗静电软管（表面电阻＜10?Ω）。  

4. **分离与除尘装置**  

  - **旋风分离器**：初级分离效率＞95%，减少后端过滤器负荷。  

  - **脉冲布袋除尘器**：覆膜防静电滤料（如PTFE+碳纤维），过滤精度＜1μm。  

5. **控制系统**  

  - **PLC+压力传感器**：实时监测管道压差，自动调节供气量。  

  - **防爆设计**：Ex d IIB T4防爆等级，配备火花探测与惰性气体灭火系统。  

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### **四、针对石墨粉的特殊设计**

1. **防爆与防静电**  

  - 全系统防静电接地，输送气流中添加抗静电剂（如Larostat®系列）。  

  - 在输送管道中设置火花捕集器和抑爆阀。  

2. **防结块与堵塞**  

  - 管道内壁喷涂超疏水涂层（如特氟龙），减少粉体粘附。  

  - 采用流化装置（如底部充气板），改善石墨粉流动性。  

3. **清洁性设计**  

  - 快拆式管道连接（DIN/ISO标准），便于定期清理残留。  

  - 配置CIP（在线清洗）系统，使用氮气吹扫管道。  

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### **五、典型应用案例**

- **锂电池负极材料生产线**：  

 - 输送物料：人造石墨粉（D50=15-25μm）。  

 - 系统配置：密相栓流泵+氮气?；?，输送距离300m，产能2t/h。  

 - 效果：粉尘泄漏量＜1mg/m3，静电电压＜50V。  

- **石墨润滑剂生产**：  

 - 输送物料：改性石墨粉（添加MoS?）。  

 - 系统配置：负压稀相输送+防爆除尘器，多工位集中供料。  

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### **六、选型注意事项**

1. **参数匹配**：根据输送量（t/h）、距离、高度差计算系统压力与功率。  

2. **合规性**：符合GB 15577-2018《粉尘防爆**规程》和ATEX防爆认证。  

3. **维护成本**：优先选择模块化设计，易损件（如滤袋、阀门）更换便捷。  

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### **七、主流设备供应商参考**

- **国内品牌**：上海沃森、江苏密友粉体（性价比高，定制化强）。  

- **国际品牌**：德国ZEK、美国Flexicon（高精度、防爆认证齐全）。  

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通过专业化的气力输送系统，可显著提升石墨粉输送的效率和**性，尤其适合对洁净度、防爆性要求严苛的新能源与电子材料行业。实际应用中需根据物料特性和工艺条件进行系统仿真（如EDEM软件模拟）与实地测试优化。