Mikä on annostelukone ja miten se toimii teollisissa prosesseissa?

Mitä annoskone todellisuudessa tekee tuotantolaitoksella

Annoskone on laite, joka injektoi tarkasti määritellyn nestemäisen kemikaalin määrän prosessivirtaan ohjatulla nopeudella. Vesikäsittelyssä, elintarviketeollisuudessa, selluloosan ja paperin valmistuksessa sekä monissa muissa teollisuusympäristöissä tavoite on lähes aina sama. Käyttäjien täytyy lisätä juuri riittävästi polymeeriä, kiihdytintä, happoa tai desinfiointiainetta, jotta saavutetaan haluttu reaktio ilman kemikaalien hukkaamista tai tavoitteen ylitystä. Laite koostuu säiliöstä, mittauspumpusta ja ohjausjärjestelmästä, jotka yhdessä mahdollistavat automaattisen toiminnan. Sen sijaan, että työntekijä kaataisi kerran tunnissa flokuloitainta sekoitussäiliöön, järjestelmä ottaa kemikaalia suuremmasta säiliöstä ja antaa sitä jatkuvasti tai ajastettujen pulssien avulla. Todellinen arvo ilmenee, kun prosessiolosuhteet muuttuvat. Hyvä annoskone säätää tuottoaan virtauslukemien, pH-arvojen tai sameusasteikon perusteella, joten kemikaalin syöttö pysyy suhteessa siihen, mitä todellisuudessa tapahtuu prosessin jälkeen.

Tarkkaan kemikaalien syöttöön vaikuttavat peruskomponentit

Luotettavan annostelukoneen ytimessä on neljä pääosaa, jotka toimivat yhdessä. Varastoputki säilyttää konsentroitua kemikaalia ja sisältää usein tasonanturin, joka varoittaa käyttäjiä ennen kuin varasto tyhjenee. Mittapumppu on järjestelmän lihas. Se siirtää tietyn tilavuuden kutakin iskua tai kierrosta kohden, mikä mahdollistaa toistettavan annostelun. Sekoittimen tai sekoitinlaitteen avulla estetään saostuneiden kiinteiden aineiden tukos imuputkessa, erityisesti kalkkiliuoksessa tai aktiivihiilijauheessa. Ohjausyksikkö yhdistää kaiken yhteen. Se voi olla yhtä yksinkertainen kuin säädin, jolla säädellään pumppunopeutta, tai yhtä monimutkainen kuin ohjausjärjestelmä (PLC), joka vastaanottaa signaaleja useista antureista ja säätää iskutaajuutta reaaliajassa. Myös kosteisiin osiin käytettävän materiaalin valinta vaatii huomiota. Kemikaalit, kuten natriumhypokloriitti tai rautakloridi, voivat syödä väärän elastomeerin jo viikoissa. Siksi kokemukset engineerit kysyvät aina kemikaalien yhteensopivuudesta ennen kuin määrittelevät pumppupään, venttiilin tai tiivisteen materiaalin.

Miksi manuaalinen kemikaalien lisäys aiheuttaa prosessihäiriöitä

Manuaalinen annostelu näyttää edulliselta paperilla, mutta piilotetut kustannukset kertyvät nopeasti. Teknikko saattaa lisätä suurin piirtein oikean määrän polymeeriä flokulaatiotankkiin, mutta pitoisuus vaihtelee vuorosta toiseen. Kun annostelumäärä on liian pieni, kelluvat kiintoaineet pääsevät selviytymään selkeytintä ja jätevesi muuttuu sumeaksi. Kun annostelumäärä on liian suuri, ylimääräinen kemikaali muodostaa lietteen, jonka kuivatus ja hä disposal maksavat rahaa. Vuoden 2019 Water Environment Federationin kysely huomautti, että epätasainen kemikaalien syöttö oli yksi viidestä tärkeimmästä syytä noudattamattomuudelle pienissä ja keskikokoisissa jätevesilaitoksissa. Ongelma ei johtu laiskuudesta. Vaikka huolellinen käyttäjä ei voi yhden kaikkiaan kalibroidun mittauspumpun toistettavuutta saavuttaa kahdeksan tunnin vuorossa. Ihmisen huomio heilahtelee, eri erien tilavuudet vaihtelevat ja eri työntekijät kehittävät omia tapojaan. Annostelukone poistaa tämän vaihtelun ja antaa laitokselle puolustettavan tallenteen siitä, kuinka paljon kemikaalia on lisätty prosessiin.

Erilaisiin annostustehtäviin soveltuvien pumpputekniikkojen vertailu

Kaikki annostustehtävät eivät vaadi samaa pumpua. Valinta riippuu nesteiden viskositeetista, vaaditusta tarkkuudesta, työntöpaineesta sekä siitä, onko kemikaali kulumisaltis tai syövyttävä. Tässä on käytännöllinen vertailu kolmesta teollisuuden annostuspumpuissa yleisesti käytetystä pumpputyypistä.

Peristalttiset pumput kestävät kiinteitä aineita ja niiden puhdistaminen on helppoa, mutta putkien vaihto aiheuttaa kustannuksia jatkuvassa käytössä. Kalvo-pumput tarjoavat hyvän tasapainon kemiallisesta kestävyydestä ja tarkkuudesta useimmissa jätevesikäsittelyyn käytetyissä kemikaaleissa. Pistepumput ovat liian voimakkaita alapaineisiin sovelluksiin, mutta ne toimivat erinomaisesti korkeapaineisiin putkiin ruiskutettaessa.

Jätevesijärjestelmän uudelleenvarustus, joka muutti purkupaikan vaatimusten täyttämisen

Tekstiiliväritteen valmistamiseen käytetty tehdas Zhejiangin maakunnassa oli vuosien ajan lisännyt koagulanttia ja kalsiumhydroksidia manuaalisesti tasoitustankkiinsa. Jätteiden pH-arvo vaihteli yhden työvuoron aikana 5,8:sta 9,4:ään, vaikka paikallisessa jätevesien purkupaikan lupakirjassa vaadittiin pH-arvon olevan välillä 6,5–8,5. Tehtaan johtaja yritti lisätä työvoimaa, mutta tulokset parantuivat vain vähän. Uudistuksen yhteydessä insinööriryhmä asensi automatisoidut annostelulaitteet molemmille kemikaaleille, ja pH-anturit lähettivät signaalit takaisin pumppujen ohjaimiin. Säädön jälkeen pH-arvo pysyi kahden viikon mittausjakson aikana välillä 6,8–7,6. Myös lietteen tuotanto väheni, koska koagulantin annostelu seurasi todellista virtausta eikä sitä lisätty kiinteinä määrinä. Tehtaan ei tarvinnut muuttaa jätevesien käsittelyprosessiaan – se tarvitsi vain johdonmukaisemman kemikaalien käytön.

Annostelujärjestelmän mitoitus ja valinta ilman arvaamista

Oikean annostelukoneen valinta alkaa kolmella kysymyksellä. Mikä on prosessivirran suurin ja pienin virtausnopeus? Mikä on tavoiteltava kemikaalin pitoisuus milligrammoja litrassa? Kuinka suuri säätöalue (turndown) tarvitaan alhaisen virtauksen aikana? Vastaukset määrittävät pumpun kapasiteetin, iskun pituuden ja ohjausstrategian. Liian suuri pumpu voi olla epätarkka alhaisella tuotannolla. Liian pieni pumpu pyörii jatkuvasti täydellä nopeudella ja kulumaa nopeammin. Insinöörit tarkistavat myös imupaineen, kemikaalin viskositeetin ja sen, onko kemikaalien varastointipaikalla riittävä ilmanvaihto. EVU toimittaa annostelulaitteita osana integroituja vedenkäsittelypaketteja, mukaan lukien koagulaatio- ja desinfiointijärjestelmät. Yritys hoitaa laitteiden valmistuksen, asennuksen, käyttöönoton ja käyttäjäkoulutuksen Qingdaon tehtaaltaan, mikä helpottaa annostelukoneen sovittamista muuhun käsittelyketjuun. Tällainen kokonaisjärjestelmäsuuntautunut ajattelu on tärkeää, koska annostelupumpun suorituskyky riippuu yhtä paljon antureista ja ohjaimista, jotka kertovat sille, mitä tehdä.