1 风险管控

经过国内外专家常年的实践与总结，业内就风险管控方式达成共识：首先是替代，消除风险；其次是隔离风险；再次是采用工程和管理措施降低风险的危害；若上述方式均不可行，最后采取保护措施，实现风险可控。在实际的固体投料自动化改造中，我们认为可以参照风险管控的逻辑，形成投料自动化改造的逻辑和成果。

图1 -1，风险管控方式

2 固体投料自动化

现代工业的发展史，也是一部自动化发展史，从自动化技术形成，到局部自动化，再到综合自动化时期，生产力得到突破性提高。

固体，与液体或者气体相比，颗粒大小不一、堆积密度不一、每一颗粒物质含杂质成份相差悬殊、输送困难，且有些固体极易受潮影响使用，这些特点先天性地造成固体投料自动化的困难。工业化生产中，依据物料在均相中易实现自动化的特点，可以不用固体投料时，尽量用液相物料或气相物料代替；固相物料变成液体/气相物料，变成均相投料；固相物料采用机械输送，机械共混，间歇称重，尾气处理等装置，把物料变成相对均相这一逻辑设计自动化控制、操作，降低人员的劳动强度。

2.1 替代

液体或气体物料代替固体物料，投料的密闭化、自动化就极易实现，在工业生产中的案例非常多。

2.2 溶解

利用相似相容原理，可实现很多物料投料的自动化操作，如：在中和反应中，我们可以直接投入固碱，当然投料难度相对较大，计量难度大；如果先把固碱溶解到水等极性溶剂中再进行投料，投料自动化实现就明显变得简单。

2.3 熔融

利用外部能量，把固体变成液体或者气体，实现投料的自动化控制、操作，如：把熔盐和钢等材料加热，使其熔融，变成液体或气体，其投料操作可实现自动化控制。

3 固体粉碎

参考液态投料自动化，首先将固体物料颗粒化，提高固体物料的均一性和流动性，然后利用对应设备进行输送、混合、称重等操作，从而实现固体投料自动化，其主要操作单元包括：

3.1 固体粉碎

所谓固体粉碎是指利用各类粉碎工具（包括锤片粉碎机的锤片、筛片、齿板，辊式粉碎机的压辊，球磨机的钢球等）对物料施加力，当此外力大于固体颗粒间的内聚力（结合力）时发生破碎的物理过程。随着固体不断被粉碎，物料的比表面积不断增加，固体破裂成小块或细粉数随之增多。

粉碎的主要目的：①提高物料的流动性，便于输送和储存；②便于物料的均化，提高物料的均匀性。这两点是实现固体物料投料自动化的前提。

3.2 固体物料输送

固体物料物料输送设备主要有4种，分别是：斗式提升机、带式输送机、螺旋输送机和气力输送系统。

3.3 固体物料的混合方式

固体物料根据依据固体粒子在混合机内运动状态的不同，可将混合操作的机理分为3种形式。

混合方式对流混合剪切混合扩散混合原理阐述粒子群在混合机相关内部构件的旋转作用下大幅移动位置，形成环流。简而言之，就是在混合室两处的物料做对向移动，在这过程中两股物料逐渐渗透、变位进行混合在工作部件作业下，物料之间形成相对滑动的剪切面，最终在这些平面上进行混合的过程。究其本质，其实是粒子群内各粒子速度存在差异，相互之间会碰撞或者滑动，从而使颗粒碎裂引起混合相邻的粒子由于相互位置发生变更产生的局部混合。其混合速度相比于对流混合虽然明显降低，但最终还是可以完全均匀混合

4 固体物料的称重

固体自动投料称重装置包括：称重系统、搅拌系统和存储系统，控制系统可以通过控制搅拌的时间、搅拌速度、温度和搅拌的方式等参数来实施自动化控制。

5 尾气的处理

通常固体尾气处理采用的方式共4种，分别为重力除尘、旋风除尘、布袋除尘和湿式除尘。

5.1 重力除尘

重力除尘是指含尘气体在一定速度通过重力沉降室时，由于重力的差异，大颗粒物质首先在沉降室内沉降下来，小颗粒物质则可以通过沉降室，从而将尘粒去除的方法。为防止气流旋涡将已沉降尘粒带起，往往在沉降室加装挡板。根据经验数据，通过沉降室的气流速度控制在3米/秒以内，压力损失一般为10～20毫米水柱，能捕集粒径大于50微米的尘粒。