喷淋塔自动加药装置设计说明书Word下载.docx

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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酸钾溶液投放量如何保证？

用计量泵定量加药。

③如何避免设备被高锰酸钾溶液腐蚀？

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：

23×

10³

×

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：

=11.5×

50%÷

5%=115kg

取实际溶液的储备系数为20%，则实际溶液的储备量为

=

/0.8=115×

1.2=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：

/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：

=1.031g/ml

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=60πD²

SnψrC/4-----------------------------------------------------------①

Q=47.1D²

SnψrC

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）

ψ——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

ψ

0.4

0.25~0.3

0.35~0.4

物料特性系数

0.0415

0.0565

75

35

物料阻力系数

ξ

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：

184×

4×

5%=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

=0.20（t/h）

=3.33（kg/min）

螺旋叶片的极限转速计算公式为

-----------------------------------------------------------------------②

参考表1，高锰酸钾的特性系数

取75，由公式②可得

=306（r/min）＞30（r/min）

螺旋机的轴功率计算公式为：

---------------------------------------------------------③

——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

——螺旋输送机的水平投影长度（m）

H——螺旋输送机的垂直投影长度（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：

代入公式③可得

=11×

0.20×

1.3×

（3.0×

1.0+0）/367

=0.023kw

所需的电动机功率为

-------------------------------------------------------------------④

式中，N——螺旋机所需电机功率（kw）

η——驱动装置的传动效率，η=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：

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）

吸收（气-液相系）

传热（固-液相系）

注：

1、表中◎○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

最高粘度Pa·

s

对流循环

低粘度混合

高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

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2~4叶涡轮的经验计算公式为

D/T=

，此处取

W/D=

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（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

mm，圆整为260mm。

叶片的宽度为

W=

270=67.5mm

搅拌器的安装高度为

C=1.2×

270=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=πDn/60-------------------------------------------------------------------⑤

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⑤可得叶轮的转速为

=

=367r/min

由于搅拌罐内的液位与搅拌罐的直径之比H/T＜2，所以采用单层桨叶。

高锰酸钾溶液的雷诺数

计算公式为

-----------------------------------------------------------------------⑥

式中，D——搅拌器直径（m）

n——搅拌器转速（r/s）

ρ——液体密度（kg/m³

µ

——液体粘度（Pa*s）

g——重力加速度（9.8m/s）

由公式⑥代入数值，得

搅拌功率的计算公式为：

----------------------------------------------------------------------⑦

式中，

——功率准数

n——转速（r/s）

ρ——溶液密度（kg/m³

D——桨叶直径（m）

功率准数的计算公式为

----------------⑧

----------------------⑨

B=10

-----------------⑩

由于

，

，所以

代入数值，可得

=9.0

=1.5

=2.25

=0.59×

w

搅拌机的机械效率取η=0.95，则搅拌机的功率为

w

所以搅拌器可选用功率为0.75kw，转速为360r/min的减速电机。