喷淋塔自动加药装置设计说明书样本.docx
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喷淋塔自动加药装置设计说明书样本
喷淋塔自动加药装置设计阐明书
一、高锰酸钾几种重要特性
1、高锰酸钾粉末放置时间太长会吸潮板结;
高锰酸钾粉末自身不吸取水分,但其中少量杂质会吸取水分而结成饼块。
2、高锰酸钾在水中溶解度为6.4g/100ml;
3、高锰酸钾溶液具备一定腐蚀性;
4、高锰酸钾溶液具备强氧化性,其作为氧化剂反映产物是锰氧化物,是土壤成分之一,不会导致环境污染;
5、高锰酸钾能破坏某些有机化合物中碳碳双键(C=C),将这某些有机化合物降解;
6、高锰酸钾溶液在空气中保存时间不长。
医学上用于口腔消炎高锰酸钾溶液浓度为0.002%,其在空气中存储时间仅有2小时。
浓度越高其保存时间会越长。
二、在喷淋塔循环冷却水中投放高锰酸钾作用
1、运用高锰酸钾强氧化性杀灭某些细菌、微生物;
2、除去某些有机污染物。
三、原有方案
原有方案采用是干粉投料方式,依托“插板阀+翻板阀”装置进行投料,在投料过程中计量不精确。
四、新方案
新方案采用溶液加药方式。
详细做法是:
将高锰酸钾粉末投进搅拌罐中配备成一定浓度高锰酸钾溶液,再用水泵定量抽取到喷淋塔中。
采用新方案重要是为了使投药量更加精确、高效。
1、新方案目的参数
①喷淋塔内高锰酸钾浓度控制在0.05%~0.2%范畴内;
②搅拌罐内高锰酸钾浓度控制在5g/100ml左右;
③喷淋塔每周换水量不不大于50%,每月清空一次;
④每季度(或半年)人工加高锰酸钾粉料1次(配套料位计,能发出少料警报)。
(③喷淋塔每天运营8小时,每隔4小时更换某些循环水,每天2次。
④搅拌罐每天自动加高锰酸钾并且自动补水1次;
⑤每周(5天)人工加高锰酸钾粉料1次(配套料位计,能发出少料警报)。
)
2、新方案中需要解决几种问题:
①搅拌罐中高锰酸钾溶液如何保证浓度?
解决办法:
用小型螺旋机来投放高锰酸钾粉末,通过控制螺旋输送机运转时间来控制每次投放量,并且螺旋机自带破拱机构,可以防止粉末板结,保证粉末输送持续、均匀;此外,用液位传感器来控制每次补水量。
②从搅拌罐到喷淋塔高锰酸钾溶液投放量如何保证?
解决办法:
用计量泵定量加药。
③如何避免设备被高锰酸钾溶液腐蚀?
解决办法:
搅拌罐采用SUS321不锈钢材料,喷淋塔采用SUS304不锈钢材料,输送管道采用SUS321不锈钢管。
3、新方案所需设备
新方案所需设备重要有:
搅拌罐、小型螺旋输送机、搅拌器、液位计、液位传感器、干粉料位计、计量泵、Y型过滤器、脉冲阻尼器、背压阀、安全阀、密度计、管路、支架等,详见图纸。
4、加药流程
喷淋塔水箱加药流程:
喷淋塔加药设定两个程序,程序一为喷淋塔水箱清空初次加料,程序二为过程排放50%加料。
详细环节如下:
1初次加料:
喷淋塔水箱进水泵启动,计量泵延时一定期间(120s)后启动,达到设定加药量后计量泵关闭,水箱水位到达设定位置后(水位感应器)停止进水;
2过程加料:
喷淋塔运营一段时间后排水阀自动打开,当水位达到水位感应器设定水位下限后自动关闭;此时喷淋塔补水阀打开,计量泵同步启动,达到设定加药量后计量泵关闭,水箱水位到达设定位置后(水位感应器)停止进水;
喷淋塔初次加药靠人工调试,将喷淋塔内溶液浓度调至0.15%。
从第二次加药起靠加药装置自动加药,详细环节如下:
3喷淋塔启动之后计量泵相继启动,边加药边喷淋,达到设定加药量后计量泵关闭;
4喷淋塔运营4小时后排水阀自动打开,当水位达到液位计水位下限后自动关闭;
5喷淋塔补水阀打开,补水量由流量计控制,达到设定补水量后补水阀自动关闭;
以上环节重复2次之后(8小时后),搅拌罐内高锰酸钾基本被计量泵抽完。
搅拌罐加药流程:
①搅拌罐低液位传感器发出信号,搅拌罐补水阀打开,同步小型螺旋机启动,边加料边补水。
当水位达到高水位传感器时,补水阀关闭;当小型螺旋机达到设定运营时间时也自动关闭。
②补水阀关闭后搅拌机自动启动,当达到设定期间后自动关闭;
③搅拌罐中溶液配制完毕,溶液中少量杂质开始沉淀,搅拌罐人工排放清洁1次/年。
搅拌罐中溶液配制完毕,溶液中少量杂质开始沉淀,为下一次供药做好准备。
5、选型与计算
以10万风量喷淋塔为例,喷淋塔内储水量为23吨,假设喷淋塔内溶液浓度为0.05%,每周小时循环水更新量为11.5吨。
5.1搅拌罐
喷淋塔内溶液高锰酸钾含量为:
23×10³×0.05%=11.5kg
每周喷淋塔内高锰酸钾消耗量为50%(排换水),每月重新配药一次,则搅拌罐中高锰酸钾溶液1次配备量为:
=11.5×50%÷5%=115kg
取实际溶液储备系数为20%,则实际溶液储备量为
=/0.8=115×1.2=138kg
普通装料系数取0.7~0.8,初步计算取0.75,可得搅拌罐容量为:
=/0.75=138/0.75=184kg
由于搅拌罐内溶液浓度为5%,假设5g高锰酸钾溶于95g水中后,溶液体积增长2mL,则可粗略估算溶液密度为:
==1.031g/ml
搅拌罐外形拟定为圆柱体,普通搅拌装置高度与直径比为:
1~1.3,经计算,取直径为D=0.9m,高为h=1.2m。
5.2小型螺旋机
螺旋机输送量计算公式为:
Q=60πD²SnψrC/4-----------------------------------------------------------①
Q=47.1D²SnψrC
式中:
Q——螺旋机输送量(t/h)
D——螺旋叶片直径(m)
S——螺距(m)
n——螺旋机转速(r/min)
ψ——物料填充系数(见表1)
r——物料容积密度(t/m³)
C——螺旋机倾斜角度系数(见表2)
表1
物料
单位
煤粉
水泥
生料
碎石
石灰
物料容积密度
t/m³
0.6
1.25
1.1
1.3
0.9
填充系数
ψ
0.4
0.25~0.3
0.25~0.3
0.25~0.3
0.35~0.4
物料特性系数
0.0415
0.0565
0.0565
0.0565
0.0415
物料特性系数
75
35
35
35
75
物料阻力系数
ξ
1.2
2.5
1.5
2.5
——
表2
倾斜角
0°
≤5°
≤10°
≤15°
≤20°
倾斜度系数
1.0
0.9
0.8
0.7
0.65
螺旋叶片形式选实体螺旋叶片,螺距S=0.8D。
初选螺旋叶片直径为D=60mm,转速为n=30r/min。
搅拌罐每月需补充高锰酸钾粉末质量为:
184×4×5%=36.8kg
取高锰酸钾容积密度为2.7t/m³,填充系数为0.3,阻力系数取3.0。
由公式①可得
=0.20(t/h)
=3.33(kg/min)
螺旋叶片极限转速计算公式为
-----------------------------------------------------------------------②
参照表1,高锰酸钾特性系数取75,由公式②可得
=306(r/min)>30(r/min)
螺旋机轴功率计算公式为:
---------------------------------------------------------③
式中:
——螺旋输送机轴功率(kw)
Q——螺旋输送机输送量(t/h)
——功率储备系数,=1.2~1.4
——物料阻力系数,见表1
——螺旋输送机水平投影长度(m)
H——螺旋输送机垂直投影长度(m)
由于螺旋机还自带破拱机构,破拱机构所消耗功率按10倍轴功率计算(详细数值有待实验),螺旋叶片水平投影长度取1.0m。
则螺旋机计算功率为:
代入公式③可得
=11×0.20×1.3×(3.0×1.0+0)/367
=0.023kw
所需电动机功率为
-------------------------------------------------------------------④
式中,N——螺旋机所需电机功率(kw)
η——驱动装置传动效率,η=0.9(取0.8)
因此可得:
N=0.023/0.9=0.025kw
综上所述,初步选用功率为0.18Kw,转速为30r/min减速电机,螺旋叶片直径为60mm。
5.3搅拌器
搅拌器核心部件是桨叶。
桨叶基本上可以分为如下几种类型:
桨式、涡轮式、推动式、锚式、框式、螺旋式等。
详见图1。
依照表3和表4,初步选用符合使用规定桨叶形式有:
直叶涡轮式、桨式、推动式、折叶启动涡轮式。
由于在同样排量下,折叶式比直叶式功耗少,操作费用低,此外,折叶涡轮制作比较简朴,因此最后选取折叶启动涡轮式桨叶。
图1各种桨叶形式
表3流态及物性对各搅拌操作影响限度
搅拌操作目
流动状态
物性
持续相
相对速度
粘度
粘度差
密度
密度差
扩散系数
表面张力
导热系数
比热
粒径分布及浓度
循环速率
湍流扩散
剪切流
均相系混合
低粘度液
◎
◎
○
高粘度液
◎
◎
○
◎
◎
分散
液-液相系
◎
◎
◎
◎
○
○
◎
○
气-液相系
◎
◎
◎
○
固体悬浮(固-液相系)
◎
◎
◎
◎
◎
溶解(固-液相系)
◎
○
◎
○
○
◎
◎
结晶(固-液相系)
◎
*
◎
萃取(液-液相系)
◎
*
◎
○
○
○
◎
吸取(气-液相系)
◎
○
○
○
传热(固-液相系)
◎
○
○
◎
◎
◎
○
注:
1、表中◎○表达该因素影响限度,◎>○;
2、*对于萃取、晶析等操作,流动状态影响限度还不清晰。
表4搅拌器形式和合用条件表
搅拌器型式
流动状态
搅拌目
搅拌容器容积m³
转速范畴r/min
最高粘度Pa·s
对流循环
湍流扩散
剪切流
低粘度混合
高粘度液混合传热反映
分散
溶解
固体悬浮
气体吸取
结晶
传热
液相反映
涡轮式
◆
◆
◆
◆
◆
◆
◆
◆
◆
◆
◆
◆
1~100
1~300
50
桨式
◆
◆
◆
◆
◆
◆
◆
◆
◆
◆
1~200
1~300
50
推动式
◆
◆
◆
◆
◆
◆
◆
◆
◆
1~1000
1~500
2
折叶启动涡轮式
◆
◆
◆
◆
◆
◆
◆
◆
◆
1~1000
1~300
50
布鲁马金式
◆
◆
◆
◆
◆
◆
◆
◆
1~100
1~300
50
锚式
◆
◆
◆
1~100
1~100
100
螺杆式
◆
◆
◆
1~50
0.5~50
100
螺带式
◆
◆
◆
1~50
0.5~50
100