喷淋塔自动加药装置设计说明书Word文件下载.docx
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解决方法:
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、新方案所需的设备
新方案所需的设备主要有:
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
的首次加料,程序二为过程排放50%的加料。
具体步骤如下:
1首次加料:
喷淋塔水箱进水泵启动,计量泵延时一定时间(120s)后启动,达到设定的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:
喷淋塔运行一段时间后排水阀自动打开,当水位达到水位感应器设定的水位下限后自动关闭;
此时喷淋塔补水阀打开,计量泵同时启动,达到设定的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;
喷淋塔的首次加药靠人工调试,将喷淋塔内的溶液浓度调至0.15%。
从第二
次加药起靠加药装置自动加药,具体步骤如下:
3喷淋塔启动之后计量泵相继启动,边加药边喷淋,达到设定的加药量后计量泵关闭;
4喷淋塔运行4小时后排水阀自动打开,当水位达到液位计的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,达到设定的补水量后补水阀自动关闭;
以上步骤重复2次之后(8小时后),搅拌罐内的高锰酸钾基本被计量泵抽完
搅拌罐加药流程:
1搅拌罐的低液位传感器发出信号,搅拌罐补水阀打开,同时小型螺旋机开启,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的运行时间时也自动关闭。
2补水阀关闭后搅拌机自动开启,当达到设定的时间后自动关闭;
3搅拌罐中的溶液配制完毕,溶液中的少量杂质开始沉淀,搅拌罐人工排放清洁1次/年。
搅拌罐中的溶液配制完毕,溶液中的少量杂质开始沉淀,为下一次供药做好准备。
5、选型与计算
以10万风量的喷淋塔为例,喷淋塔内的储水量为23吨,假设喷淋塔内的溶
液浓度为0.05%,每周小时循环水的更新量为11.5吨。
5.1搅拌罐
喷淋塔内溶液的高锰酸钾含量为:
23X103>
0.05%=11.5kg
每周喷淋塔内的高锰酸钾消耗量为50%(排换水),每月重新配药一次,则搅
拌罐中高锰酸钾溶液1次的配置量为:
Q,=11.5X50%^5%=115kg
取实际溶液的储备系数为20%,则实际溶液的储备量为
Q=Q1/0.8=115X1.2=138kg
通常装料系数取0.7~0.8,初步计算取0.75,可得搅拌罐的容量为:
Q2=Q/0.75=138/0.75=184kg
因为搅拌罐内的溶液浓度为5%假设5g高锰酸钾溶于95g水中后,溶液的
体积增加2mL,则可粗略估算溶液的密度为:
m100
==1.031g/ml
V水V952
搅拌罐外形确定为圆柱体,通常搅拌装置的高度与直径的比为:
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
螺旋机的输送量计算公式为:
Q=60nD2Sn书r
C/4①
Q=47.1D2Sn柯C
式中:
Q——螺旋机的输送量(t/h)
D――螺旋叶片直径(m)
S螺距(m)
n螺旋机转速(r/min)
书——物料填充系数(见表1)
r――物料容积密度(t/m3)
C螺旋机的倾斜角度系数(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
0.4
0.25~0.3
0.35~0.4
物料特性系数
K1
0.0415
0.0565
K2
75
35
物料阻力系数
1.2
2.5
1.5
表2
倾斜角
0°
<
5°
10°
15°
20°
倾斜度系数
1.0
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的质量为:
184MX5%=36.8kg
取高锰酸钾的容积密度为2.7t/m3,填充系数为0.3,阻力系数取3.0。
由公式①可得
Q603.140.0620.80.06300.32.71.01/4
=0.20(t/h)
=3.33(kg/min)
螺旋叶片的极限转速计算公式为
nmax心八D
②
参考表1,高锰酸钾的特性系数K2取75,由公式②可得
nmax75/0.06=306(r/min)>
30(r/min)
螺旋机的轴功率计算公式为:
N0QK3(LnH)/367
③
N0――螺旋输送机轴功率
(kw)
Q――螺旋输送机输送量
(t/h)
K3——功率储备系数,K3=1.2~1.4
——物料阻力系数,见表1
Ln――螺旋输送机的水平投影长度
(m)
H――螺旋输送机的垂直投影长度
由于螺旋机还自带破拱机构,破拱机构所消耗的功率按
10倍轴功率计算(具
体数值有待实验),螺旋叶片的水平投影长度取1.0m。
则螺旋机的计算功率为:
N111N0代入公式③可得
N,=11>
0.20X1.3X(3.0X1.0+0)/367
=0.023kw
所需的电动机功率为
NN1/
④
式中,N——螺旋机所需电机功率(kw)
n――驱动装置的传动效率,n=0.9(取0.8)
所以可得:
N=0.023/0.9=0.025kw
综上所述,初步选取功率为0.18KW,转速为30r/min的减速电机,螺旋叶
片直径为60mm5.3搅拌器
搅拌器的核心部件是桨叶。
桨叶基本上可以分为以下几种类型:
桨式、涡轮式、推进式、锚式、框式、螺旋式等。
详见图1。
根据表3和表4,初步选取符合使用要求的桨叶形式有:
直叶涡轮式、桨式、推进式、折叶开启涡轮式。
由于在同样排量下,折叶式比直叶式的功耗少,操作费用低,另外,折叶涡轮的制作比较简单,所以最终选择折叶开启涡轮式桨叶。
图1各种桨叶形式
表3流态及物性对各搅拌操作的影响程度
搅拌操作目的
流动状态
物性
连续相
相对速度
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
低粘度液
◎
O
混合
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)
吸收(气-液相系)
传热(固-液相系)
注:
1表中©
O表示该因素的影响程度,^〉。
;
2、*对于萃取、晶析等操作,流动状态影响程度还不清楚。
表4搅拌器形式和适用条件表
搅拌器型式
搅拌目的
搅拌容器容积m3
转速范围r/min
最咼
Pas
对流循环
湍流扩散
剪切
流
低粘度混合
咼粘度液混合传热反应
溶解
固体悬浮
气体吸收
结晶
传热
液相反应
涡轮式
♦
1~100
1~300
50
桨式
1~200
推进式
1~1000
1~500
2
折叶开启涡轮式
布鲁马金式
锚式
100
螺杆式
1~50
0.5~50
螺带式
有♦者为可用,空白者为不详或不适用。
由于市场上的折页涡轮较多的是4叶,所以优先选择4叶折叶开启涡轮,倾斜角为45°
。
通常2~4叶涡轮的经验计算公式为
111
D/T=~,此处取—。
243
1
W/D=—
4
C/D=0.8~1.5,此处取1.2
式中,D
—搅拌器叶轮直径
(mm)
T—-
搅拌罐直径
W—
叶片宽度
C—
搅拌器叶轮离罐底的高度
所以,可得涡轮直径为
D-800267mm,圆整为260mm。
3
叶片的宽度为
W=—X270=67.5mm
搅拌器的安装高度为
C=1.2X270=324mm
折叶涡轮的叶端线速度常取3~7m/s,此处取5m/s。
线速度的计算公式为:
v=
n
Dn/60
⑤
式中,V叶端线速度
(m/s)
D涡轮直径
n――涡轮转速
(r/min)
由公式⑤可得叶轮的转速为
60v
D
605
3.140.26
=367r/min
所以采用单层桨叶
由于搅拌罐内的液位与搅拌罐的直径之比H/TV2,
高锰酸钾溶液的雷诺数Re计算公式为
Re
D2n
g
⑥
式中,D――搅拌器直径
n――搅拌器转速
P――液体密度
卩一—液体粘度
g重力加速度
由公式⑥代入数值,得
(r/s)
(kg/m3)
(Pa*s)
(9.8m/s)
23
0.27261.03103
11039.8
4.6104
搅拌功率的计算公式为:
PNpn3D5
⑦
式中,Np——功率准数
n转速
P――溶液密度
D——桨叶直径
A
c103
1.2Re0.66K
/W、
H(°
35T)
H〜12
B3
066
Sin.
103
3.2Re
T
功率准数的计算公式为
A14W670D0.6185
式中,T
w
1.34—
0.5
W
1.14
Np
B=10
所以
W丄
12
=9.0
=1.5
=2.25
P2.251.0310
63
0.265
=0.59X103w
搅拌机的机械效率取n=0.95,则搅拌机的功率为
33
P1P/0.59103/0.950.62103w
所以搅拌器可选用功率为0.75kw,转速为360r/min的减速电机