年产1万吨PACLPG型PAC离心喷雾装置及相关附属设备技术方案说明.docx
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年产1万吨PACLPG型PAC离心喷雾装置及相关附属设备技术方案说明
LPG-2000型PAC离心喷雾装置及相关附属设备技术方案说明
一、技术方案说明
A、需方提供的技术规格及要求（设计依据）：
（1）物料名称PAC（聚合氯化铝）（年产量1万吨）
（2）蒸发量1900㎏/h
（3）物料含固量44%
（4）产品质量要求产品粒度100-300目
（5）产品初含水量58%
（6）产品终含水量3%以下
（7）热风进口温度260℃-280℃
（8）热风出口温度95-125℃
（9）热源介质视客户要求制作
B、喷雾干燥系统及附属设备主要技术参数：
（1）喷雾主塔尺寸 内径φ8500mm
外径φ8650mm
高度H=20米
（2）进口温度260℃-280℃
（3）出口温度95℃-125℃
（4）控制方式PLC+触摸屏数显集中控制
（5）气锤压缩空气耗量0.2m3/min左右（压力0.4MPa）
（6）收料方式主塔锥体+高效长锥体旋风除尘器
（7）设计水分蒸发量2000kg/h
（8）收料率≥99.0％
（9）采用气锤敲打装置有利于下料
（10）材质：
详见配置表。
C、干燥系统工艺流程：
纯水
蠕动泵 高速离心雾化器
料浆
热风蜗壳热风分配器喷雾干燥塔
热风管道旋风除尘器
高温送风机 排风管道
除尘系统 引风风机
热风炉 水沫除尘器
D、阐述
常温空气经空气过滤器净化后，由助燃风机向热风炉中鼓冷风。
热风经迷宫沉降室、高效旋风除尘后，（尾气排放达到国家二级标准），由高温送风机经热风管道送入安装在干燥塔顶部的整流形热风分配器，热风分配器将热风均匀地送入干燥塔内。
物料由蠕动泵输送到安装在干燥塔顶部的离心雾化器内，在高速离心力的作用下，雾化器将料液雾化成细小的雾滴群，使料液的表面积大大增加，然后在与热空气充分交换的情况下，水份迅速蒸发，干燥成小颗粒，随尾气进入旋风除尘器，后经引风机经水沫除尘排出。
整个系统为全封闭式。
卫生指标高，产品外观好，速溶性和流动性好，色泽一致等优点。
E、设备配置
1.进料系统：
无级调速的蠕动泵和不锈钢管件、阀门、弯头等组成，来完成把浆料输送到固定在干燥塔顶上的雾化器进行雾化。
与物料接触部分材料采用不锈钢316L/塑料管制作。
蠕动泵主要用来输送腐蚀性介质，KP软管泵无阀门，无密封不会发生任何泄漏，它可以干转，不会发生轴封、轴承、或转子故障，通过调节泵的转速可以达到改变流量的目的，同时可以保证出口压力基本稳定，光滑的软管空腔可以输送高粘稠的液体及含有机械杂质和固体颗粒的浓缩物，不会发生任何堵塞及故障。
接口材料为聚四氟套。
蠕动泵配两只，一用一备，蠕动泵内部软管多配二个，方便更换
2.雾化系统：
由高速离心雾化器、雾化器支座、雾化器专用工具、冷却器、循环油泵等组成。
雾化器是立式二级电机通过二对齿轮增速，雾化盘线速度>120米/秒，雾化盘为垂直叶片，矩形通道进料。
雾化器的主要轴承采用SKF轴承。
雾化盘材料采用TC4钛合金制作，导管及落料盘为纯钛制作，其余为316L制作。
雾化器配两只，一用一备，方便更换，雾化盘多配两个。
雾化器所用润滑油是30（N46）或40（N68）无灰抗磨液压油。
3.热风系统：
由空气过滤器、调节风门、送风机、换热器、热空气送风管、热风分配器、热风蜗壳等组成。
它们的主要工作原理是将常温空气经过滤器、送风机进入换热器进行热交换，达到所设定的温度，将热风送入热风分配器，通过分配器及热风蜗壳均匀地进入干燥塔。
干燥塔，主要有热风分配器、顶盖、内筒体、骨架、外壳、支架、岩棉、清洗门等组成。
从换热器出来的洁净空气通过热风管道进入热风蜗壳经过热风均布分配器均匀的进入干燥塔，热风分配器可根据物料的特性来调节旋转角度，控制物料的停留时间，调节角度0～30°可调，防止物料粘壁。
观察清洗门2扇，安装在塔圆柱体上，塔体安装高亮度照明灯，干燥塔锥体为53°，下锥体增加气锤数量，满足出料方便的工艺要求，干燥塔的骨架是采用槽钢和角钢制作，保温材料为超细玻璃棉，单边厚度为75mm，外壳体采用1.0mm304不锈钢板制作。
主体体能承受5000Pa的负压，在操作失误的情况下不会对设备造成损坏。
主塔体采用氩弧焊焊接，内塔体和骨架采用不锈钢焊条焊接，保证不会产生渗碳的现象。
塔体交接口、管道弯头均采用圆弧对接设计，没有死角。
4、收料：
它由高效旋风除尘器系统组成,物料接触处为不锈钢316L制作。
高效旋风除尘器采用四组合式结构，下部设计2只料仓，使物料集中收集，料仓下部安装有气锤，方便物料迅速落下。
5、废气排放系统：
它主要出风管道、空气调节阀、引风机等组成。
二、主要技术参数计算说明
PAC（聚合氯化铝）（年产量1万吨，按24H/天、300天/年设计，产量1388㎏/h）
2.1热量衡算
产量：
取1340kg/h初水分：
60%终水分：
3%
蒸发水分：
W水取2000Kg/h
设产品的绝干比热C=0.34Kcal/Kg.℃
环境温度t0=20℃，料温θ1取40℃，进风温度t1取280℃，出风温度取95℃
干燥料温θ2取85℃
空气的湿含量X1=0.0118Kg水汽/Kg干空气
蒸发水分所需热量：
Q1＝W水*（595+0.45*t2-1*t0）=2000*（595+0.45*95-20）取124*104Kcal/h
产品升温所需热量：
Q2＝W产*C*（θ2-θ1）＝1340*0.34*（85-40）取2.1*104Kcal/h
尾气排出带走热量：
Q3=0.24*M*（95-20）=18M
热损失15％，Q4=0.15（Q1+Q2+Q3）=18.62*104Kcal/h+2.7M
干燥新风带入的热量Q0=0.24*M*（280-20）=62.4M
根据热量守恒定律Q0=Q1+Q2+Q3+Q4，62.4M=144.72*104+20.7M
计算M=34705kg/h
干燥所需的热量：
Q0=217*104Kcal/h，
考虑实际生产环境，热风炉热量选取：
Q0=250*104Kcal/h，
各温度下空气体积流量为：
V20=28921m3/hV95=36151m3/h
2.2风机的选取：
若采用间接式燃煤热风炉配套常温送风机
G4-68-9D-30KW,数量1台
风量24183-42906m3/h
风压:
2756-1873Pa
型号：
Y200L-4
若采用直接式燃煤热风炉配套耐高温送风机
G4-68-12.5D-45kw，数量1台
风量42895-76106m3/h
风压:
2334-1589Pa
型号：
Y280S-6
引风机9-26-14D-90KW，数量1台变频调速
风量31179-46796m3/h
风压：
5262-4764Pa
型号：
Y315M-6
2.3旋风除尘器的计算：
由引风量V95＝36151m3/h，采用四组合的高效长锥体旋风除尘器形式，旋风进口风速取15-18m/s，可计算出旋风直径为φ1050mm，故旋风型号为：
4-CZTφ1150mm
2.4、计算塔体D：
（1）喷雾距半径R99计算法
对于一般情况，干燥器直径D按下式计算：
D＝（2～2.4）R99
R99－－－－旋转雾化器喷雾距半径
（R99）0.9=3.46d0.3G0.25.n-0.16
（R99）0.9－－在雾化盘下0.9m处测得的雾滴占全喷雾量99%
时的液滴的飞翔距离的半径，m；
d－－－－雾化盘直径，m；
G－－－－喷雾量，Kg/h；
n－－－－雾化盘转速，r/m；
（R99）0.9＝3.46×0.210.3×35000.25×11570-0.16＝3.73米
选塔径D＝2.2R99＝8.2米，圆整，直径取8.50米
（2）喷雾塔的高度：
一般喷雾塔直段高度取0.8-0.9D0.8*8.5=6.8米
考虑物料的特性，直段高度增取8.54米
干燥塔下锥体锥角取53度，喷雾塔总高度为：
H=20.0米
2.5、从干燥强度验算干燥塔尺寸的合理性
（1）干燥塔的有效干燥容积V，V=直段容积＝484m3，
（2）干燥强度ｑ的选取
干燥强度法：
V=W/ｑ
ｑ＝（T1+273）3.4287/（T2+273）3.34（kg.m.h）=7.1
W=V*q=7.1X484=3400Kg水/H＞2000Kg水/H
即使在生产白色纯PAC时，进风温度为240℃左右时，
W＝3000g水/H＞2000Kg水/H
因此，从干燥强度验算干燥塔尺寸满足干燥要求。
2.6尾气风尘排放：
水沫除尘器的收粉率为：
99.98％
尾气风尘浓度为：
0.0001X1376/40207=0.0000068=6.8mg/M3<15mg/M3
2.7、水沫除尘器的选取
由由引风量是36000m3/h，水沫除尘器内的过滤风速取2.-2.5m/s，
则水沫除尘器的直径为2.8米
水沫除尘器高度约为6米，烟囱最高处20米，直径1.2米，采用玻璃钢制作，耐温性能100℃，
厚度净化塔水箱t=20mm,上塔体t=15mm，烟囱t=6mm
填料层厚度500mm，填料层为5cm塑料球。
配套水泵型号为PF80-65-160
电机功率7.5KW流量50M3/H
水泵进口直径80mm水泵出口直径65mm
三、设备优化设计说明：
聚合氯化铝是一种无机高分子聚合型絮凝剂。
聚氯化铝PAC外观：
呈黄色或红黄色或纯白色。
用途：
主要用于饮用水的处理;工业废水及城市污水的处理;及含毒性重金属和含氟污水的处理等.适用于各种浊度的源水,PH适用范围广,矾花形成大,快,沉降速度快,腐蚀性小,工人劳动强度低.也可用于造纸、印刷、鞣革、药剂和木材防腐等。
根据经验我们在设计上优化了以下几点：
1、因物料的流动性不好，主塔的下锥体角度由60度，改为53度，下锥体上气锤数量增加，安装有气锤12只，这样下料快速、均匀、保证不积料，避免了工人用木榔头敲击对设备造成的损坏，避免了长时间高温对物料的影响。
2、由于物料具有很强的吸湿性，采用除湿后的气力输送系统可完成对物料的冷却、集中输送。
3、进料系统采用无级调速的蠕动泵,因物料具有很强的腐蚀性，螺杆泵的使用寿命很短，（约为6个月），我们采用蠕动泵输送，使用寿命长、无故障。
蠕动泵后面安装有缓冲罐，转子流量计，塑料输送料管到雾化器。
材质为物料接触部分不锈钢316L。
接口材料为聚四氟套。
蠕动泵配两只，一用一备，蠕动泵内部软管多配二个，方便更换，
4、因物料具有很强的腐蚀性，对雾化器的选择非常重要。
我们选择处理量3.5T/H的雾化器即可满足产量的要求,雾化器电机功率37KW，雾化器的导管φ32*3为纯钛制作，上面的两根软管为橡胶管，三通为不锈钢316L制作，导向轴承座为纯钛制作，落料盘为纯钛制作，雾化盘采用钛合金TC4,强度高，耐腐蚀、耐磨损，雾化器采用变频调速。
雾化器转速11570rpm,油泵电机120W，润滑油L-TSA32#抗氧防锈型汽轮机油，
雾化器配置两台，一用一备
300万大卡直燃式燃煤热风炉技术说明
对燃煤品质的要求：
因采用直燃式形式，建议采用块状的无烟煤燃烧。
（1）300万大卡直燃式燃煤热风炉技术说明
喷雾干燥所需的输出热量为250万大卡，
燃煤炉排为6T即360万大卡，可提供不低于300万大卡的热量
我们采用带除尘的直燃型燃煤热风炉，热效率可达到95％，经过沉降室、高效旋风除尘后的尾气几乎没有的灰尘进入干燥设备。
对纯白PAC的干燥几乎没有影响。
带除尘的直燃型燃煤热风炉结构主要由燃烧室、迷宫式沉降室、高效除尘室组成。
迷宫式沉降室为大空间的粉尘重力沉降，下部开有清灰口，高效旋风除尘效果好，
（2）300万大卡直燃式燃煤热风炉配置清单
序号
名称
设备组成
规格和型号
数量
1
自动提升式上煤机
减速机/煤斗/支架等
额定上煤量260kg/次
TCSII-6-2.2KW
1台
2
燃烧鼓风机
T4-72--11kw,转速2900rpm风量6500m3/h风压1600pa材质碳钢
1台
3
冷风调节阀
φ800mm材质碳钢
2只
4
燃煤炉
炉排减速机
GL-5PA-0.75KW
1台
燃煤机底座及其它附属设备
供热量不低于300万大卡
1套
炉膛有效燃烧面积8.08m2
燃煤炉耐火材料
一级高铝砖
吨
三级高铝砖
吨
燃煤炉保温材料
保温材料
吨
其它辅材
吨
5
刮板式连续自动出渣
减速器、电机、渣斗
本体、主动轴装置等
LXL-6-1.1KW
1台
6
高温调节阀
阀门/调节板
补偿冷风，使温度达到需要值
7
高温气体迷宫沉降室
外形尺寸约：
长8*宽4*高4m
保温材料
耐火砖
其它辅材
碳钢
清灰口
碳钢
4个
8
除尘系统
高效扩散式旋风
碳钢4mm/法兰12mm
CLKφ1000
尾气排放达到国家二级标准
4个
钢架
碳钢
外包
彩钢板
旋风保温
硅酸铝
用户自备
9
管道连接
管道/法兰
管道碳钢4mm/法兰12mm
9
控制系统
控制柜
电器仪表集中控制
1个
助燃风机控制
11KW
1个
炉排电机控制
0.75KW
1个
烟气温度表
WP-8K
1个
热电阻
Pt100
1个
热电偶
陶瓷管
1个
现场电线、电缆桥架
用户自备
注：
1、沉降室由耐火砖砌成，供方负责完成，需方配合。
2、高效旋风除尘外保温，需设备制作完毕后进行，用户自行保温。
四、供货配置一览表及报价
序号
设备名称
规格型号
材质
数量
生产厂家
一、送风系统
1、
高温送风风机
（和热源配套）
带支架、减震垫
G4-68-12.5D-45kw
风量42895-76106m3/h
风压:
2334-1589Pa
型号：
Y280S-6
碳钢
1
常州常武风机厂
2、
变径连接
实配
不锈钢/碳钢/硅酸铝
1套
江苏干燥
二、加热系统
1、
热源
300万大卡直接式燃煤热风炉
组合
1套
江苏干燥
2、
热风管道带弯头
采用圆形管道ф1000内尺寸，单边保温100mm,材料硅酸铝
不锈钢/碳钢
1套
江苏干燥
三、主塔干燥系统
1、
内塔体
ф8500直筒体高8.54米
锥体锥角53℃，内塔体满焊、镜面板，厚度t=3mm
不锈钢316L
1
江苏干燥
2、
外塔体
ф8650t=1.0mm
不锈钢
1
江苏干燥
3、
塔体骨架
ф8500-ф8650
75＃角铁等
1
江苏干燥
4、
水泥支架平台
钢筋水泥
1
用户自备
5、
热风蜗壳
不锈钢t=2mm
花纹板t=3mm
不锈钢/碳钢
1
江苏干燥
6、
热风分配器
t=2mm
不锈钢
1
江苏干燥
7、
干燥塔大尺寸清洗门
600X800mm
不锈钢
4
江苏干燥
8、
塔体保温
确保外壁温度不高于环境温度15℃
硅酸铝/单边保温厚度75mm/
1
江苏干燥
9、
强光照明灯
塔顶安装
组合件
2
江苏干燥
五、进料、雾化系统
1、
进料泵
KP400
流量：
6.0m3/h压力0.6MPa
功率3.0KW/配西门子变频器
一用一备，软管多配2个
组合件
2
北京
2、
进料管道阀门
φ50mm
塑料管/钛管
1
江苏干燥
3、
10立方料槽
10立方,带过滤器
PP材质
1
江苏干燥
4、
缓冲罐
150L
塑料材质
1
江苏干燥
5、
进料流量计（接入PLC控制画面显示）
Z-500系列管道流量计
组合件
1
上海
6、
雾化器（钛合金）
处理量3.5T/H,功率37KW导管及落料盘为纯钛制作、变频调速，一用一备
不锈钢316L
2
杭州雾化器厂
7、
雾化盘（TC4钛合金）
φ210mm,转速11570rpm
TC4钛合金
2
杭州雾化器厂
8、
雾化器支架
与雾化器配套
碳钢
1
江苏干燥
9、
雾化器装拆工具
板手等
碳钢
1
江苏干燥
六、收料系统
1、
塔内出风管
Φ900mmt=2mm
不锈钢316L
1
江苏干燥
2、
塔外出风管
Ф900mmt=2mm
不锈钢316L
1
江苏干燥
3、
高效旋风除尘器
带变径
4-CZT1250t=2mm
不锈钢316L
1
江苏干燥
4、
集料斗带加强扁铁清洗孔、手孔
锥角50度
不锈钢316L
1
江苏干燥
5、
高效旋风支撑
16#槽钢、10#角铁等
碳钢
1
江苏干燥
八、排风系统
1、
引风风机
带支架、减震垫
9-26-14D-90KW风量31197-46796m3/h风压5262-4764Pa
不锈钢316L
1
常州常武风机厂
2、
风管
Φ900mmt=2mm
玻璃钢
1
江苏干燥
3、
水沫除尘器
Φ2800*6500mm配套烟囱出口高度20米
玻璃钢
1
常州常运净化设备
有限公司
4、
水泵
PF80-65-160-7.5KW
流量50立方/H
不锈钢316L
1
淄博凯伦泵阀制造有限公司
九、控制系统
1、
控制柜
PLC+触摸屏控制
外壳碳钢
1个
江苏干燥
降压启动柜
90kw
1
正泰
供方提供信号线/电线电缆桥架用户自备/供方指导安装
十、辅助系统
1、
塔顶/栏杆
φ35
碳钢
1
江苏干燥
2、
气锤
SK60
碳钢
16
江苏干燥
3、
电动吊装葫芦
2T
组合件
1
用户自备
4、
主塔钢筋水泥平台
配套
（供方提供施工参考图纸）
用户自备
5、
主塔顶雨棚
采用角铁/槽钢/彩钢板/吊装葫芦用工字钢等组成
（供方提供施工参考图纸/用户制作）
用户自备
11、气力输送系统
1、
气力输送管道
快开卡箍式
不锈钢304
1
江苏干燥
2、
气力输送收料旋风/配关风机
Φ159mm
不锈钢304
1
江苏干燥
3、
气力输送风机
9-19-5A-11KW
风量1610-3400m3/h
风压:
5697-5517Pa
型号：
Y132-2
不锈钢304
1
常州常武风机厂
4、
气力输送料仓
直径Φ1500，容积2M3
不锈钢304
1
江苏干燥
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