喷淋塔自动加药装置设计说明书.docx

1、喷淋塔自动加药装置设计说明书喷淋塔自动加药装置设计说明书一、高锰酸钾几个重要特性1、高锰酸钾粉末放置时间太长会吸潮板结； 高锰酸钾粉末本身不吸收水分，但其中的少量杂质会吸收水分而结成饼块。2、高锰酸钾在水中的溶解度为 6.4g/100ml ；3、高锰酸钾溶液具有一定的腐蚀性；4、高锰酸钾溶液具有强氧化性，其作为氧化剂的反应产物是锰的氧化物，是土 壤成分之一，不会造成环境污染；5、 高锰酸钾能破坏部分有机化合物中的碳碳双键（C=C）,将这部分有机化合物 降解；6、 高锰酸钾溶液在空气中的保存时间不长。医学上用于口腔消炎的高锰酸钾溶液浓度为 0.002%,其在空气中的存放时间仅有 2 小时。浓度越

2、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的作用1、 利用高锰酸钾的强氧化性杀灭部分细菌、微生物；2、 除去部分有机污染物。三、 原有方案原有方案采用的是干粉投料的方式, 依靠“插板阀+翻板阀”的装置进行投料, 在投料的过程中计量不准确。四、 新方案新方案采用溶液加药的方式。 具体做法是：将高锰酸钾粉末投进搅拌罐中配 置成一定浓度的高锰酸钾溶液, 再用水泵定量抽取到喷淋塔中。 采用新方案主要 是为了使投药量更加准确、高效1、新方案目标参数1喷淋塔内高锰酸钾浓度控制在 0.05%0.2%范围内；2搅拌罐内高锰酸钾的浓度控制在 5g/100ml 左右；3喷淋塔每周换水量大于 50%

3、，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）。（ 喷淋塔每天运行 8 小时，每隔 4 小时更换部分循环水，每天 2 次。 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、新方案中需要解决的几个问题：1搅拌罐中的高锰酸钾溶液如何保证浓度？ 解决方法：用小型螺旋机来投放高锰酸钾粉末， 通过控制螺旋输送机的运转 时间来控制每次的投放量， 而且螺旋机自带破拱机构， 可以防止粉末板结， 保证 粉末的输送连续、均匀；另外，用液位传感器来控制每次的补水量。2从搅拌罐到喷淋塔的高锰

4、酸钾溶液投放量如何保证？ 解决方法：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（1

5、20s）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

6、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

7、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：23X1030.05%=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,=11.5 X50%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 0.70.8，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

8、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：m 100= =1.031g/mlV 水 V 95 2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： 11.3，经计算，取直径为 D=0.9m，高为h=1.2m5.2小型螺旋机螺旋机的输送量计算公式为：Q=60 n D 2 S n 书 rC/4 Q=47.1D2S n 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/m 3）C 螺旋机的倾斜角度系数 （见表2）表1物料单位煤粉

9、水泥生料碎石石灰物料容积密度t/m 30.61.251.11.30.9填充系数0.40.250.30.250.30.250.30.350.4物料特性系数K10.04150.05650.05650.05650.0415物料特性系数K27535353575物料阻力系数1.22.51.52.5表2倾斜角0 5 10 15 30 (r/min )螺旋机的轴功率计算公式为：N0 QK3( Ln H) /367式中： 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=1.21.4物料阻力系数，见表 1Ln 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(

10、m)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：N1 11N 0 代入公式可得N,=11 0.20X1.3X（3.0X1.0+0） /367=0.023 kw所需的电动机功率为N N1 / 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=0.025 kw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 60mm 5.3 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：

11、 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O分散液-液相系OOO气-液相系O固体悬浮（固-液相系）溶解（固-液相系）OOO结晶（固-液相系）*萃取

12、（液-液相系）*OOO吸收（气-液相系）OOO传热（固-液相系）OOO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流动状态搅拌目的搅拌容 器容积 m3转速 范围 r/min最咼粘度Pa s对流 循环湍流 扩散剪切流低粘 度混 合咼粘 度液 混合 传热 反应分散溶解固体 悬浮气体 吸收结晶传热液相 反应涡轮式1100130050桨式1200130050推进式1100015002折叶开启涡轮式11000130050布鲁马金式1100130050锚式11001100100螺杆式1500.550100螺带式1500.5

13、50100注：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24叶涡轮的经验计算公式为1 1 1D/T= ，此处取。2 4 31W/D=4C/D=0.81.5，此处取 1.2式中，D搅拌器叶轮直径(mm)T-搅拌罐直径(mm)W叶片宽度(mm)C搅拌器叶轮离罐底的高度(mm)所以，可得涡轮直径为1D - 800 267mm，圆整为 260mm。3叶片的宽度为1W= X270=67.5 mm4搅拌器的安装高度为C=1.2X270=324 mm折叶涡轮的叶端线速度常取37m/s，此处取5m/s。线速度的计算公式为:v=nDn

14、/60式中，V 叶端线速度(m/s)D 涡轮直径(m)n涡轮转速(r/min )由公式可得叶轮的转速为60vnD60 53.14 0.26=367 r/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/T V 2,高锰酸钾溶液的雷诺数Re计算公式为ReD2ng 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 重力加速度由公式代入数值，得(m)(r/s)(kg/m 3)(Pa*s)(9.8m/s)Re2 30.272 6 1.03 1031 10 3 9.84.6 104搅拌功率的计算公式为：P Np n3D5 式中，Np功率准数n 转速P 溶液密度(r/s)(kg/m 3)D桨叶直径(m)Ac 1031.2Re0.66 K/ W、H（ 35 T）H 12B 30 66Sin .Re1033.2ReT功率准数的计算公式为0.6A 14 W 670 D 0.6 185式中， TTw1.3 4 20.5W1.14TTNpB=101.1所以W 丄012=9.0=1.5=2.253P 2.25 1.03 10630.265=0.59 X103 w搅拌机的机械效率取n =0.95，则搅拌机的功率为33P1 P/ 0.59 103 /0.95 0.62 103 w所以搅拌器可选用功率为0.75kw，转速为360r/min的减速电机