Czym jest projektowanie przepływu i odporności na korozję silosu na proszki chemiczne
Utworzono 07.29
Czym jest projekt przepływu i korozji zbiornika na proszki chemiczne
Silos na proszki chemiczne przechowuje suchy stały odczynnik lub surowiec w skręcanym lub spawanym stalowym cylindrze i różni się od silosu na cement luzem głównie pod względem chemii: przechowywany proszek może być kwasowy, higroskopijny, zbrylać się lub być reaktywny. Projektowanie rozpoczyna się zatem od pH materiału, wilgotności i zachowania przepływowego, a następnie ustala geometrię dna, odpowietrznik i filtr, system szczelnych połączeń przeciwkurzowych oraz ochronę wnętrza. Silos ze stali powlekanej szkłem posiada warstwę emalii stopionej w temperaturze 820–930 °C o grubości 0,25–0,45 mm, testowanej iskrowo przy 1500 V DC i o klasie pH 1–14, co odpowiada proszkom kwasowym i zasadowym, które atakowałyby stal węglową lub cynk.
Inżynier procesu określający specyfikację silosu na proszek chemiczny ma trudniejsze zadanie niż w przypadku cementu, ponieważ materiał może być kwasowy, żrący, higroskopijny lub po prostu nieznany do momentu otrzymania karty danych od dostawcy. Silos musi przechowywać suchą substancję stałą bez zbrylania się jej w blok, proszek musi być wydawany na żądanie w kontrolowanym tempie, operacja napełniania musi być pyłoszczelna, ponieważ produkt może stanowić zagrożenie dla zdrowia lub środowiska, a powierzchnia wewnętrzna musi wytrzymać działanie substancji chemicznej, która w roztworze może być znacznie bardziej agresywna niż w worku. Te cztery wymagania to silos.
Chemia jest najważniejsza
pH i wilgotność przechowywanego proszku decydują o materiale płaszcza, a decyzję należy podjąć przed ustaleniem geometrii. Lekko alkaliczny lub obojętny wypełniacz można stosować w silosie ze stali węglowej lub ocynkowanej ogniowo zgodnie z HDG GB/T 13912-2020 w suchym wnętrzu. Kwaśny proszek — sól zawierająca siarkę, fosforan lub kwaśny koncentrat mineralny — wymaga wnętrza, które nie ulegnie zniszczeniu, gdy produkt pochłonie wilgoć atmosferyczną, a alkaliczny proszek żrący wymaga takiej samej odporności na alkaliczny koniec zakresu. Tak jest w przypadku silosu ze stali szkliwionej: warstwa emalii jest wtapiana w stal w temperaturze 820–930 °C, tworzona o grubości 0,25–0,45 mm, o wytrzymałości powyżej 3 450 N/cm², testowana iskrowo przy 1500 V DC i odporna na pH 1–14, dzięki czemu obsługuje oba końce zakresu na obojętnej powierzchni szklanej. Gdy proszek jest naprawdę wysokiej czystości lub o wysokiej zawartości chlorków, a operator chce bariery ze stopu, alternatywą jest stal nierdzewna 316L, która kosztuje kilkakrotnie więcej niż silos GFS; gdy zadaniem jest łagodny produkt w suchym silosie, ekonomicznym rozwiązaniem jest stal ocynkowana ogniowo zgodnie z GB/T 13912-2020.
Geometria dna: zbrylanie i przepływ
Proszki chemiczne mają większą skłonność do zbrylania niż cement, dlatego geometria dna i wylot są czynnikami decydującymi o konstrukcji. Higroskopijny lub wrażliwy na nacisk proszek będzie tworzył most nad małym wylotem i tworzył kanały (rat-hole) obok źle umieszczonego wylotu, więc nachylenie leja powinno przekraczać zmierzony kąt przepływu materiału z zapasem, a średnica wylotu powinna być dobrana na podstawie gęstości nasypowej i wymaganego wydatku, a nie na podstawie przenośnika. Dno stożkowe daje czysty pojedynczy wylot i jest zwykle rozwiązaniem dla proszku chemicznego, który się zbryla; dno lejowe o łagodnym nachyleniu pasuje do materiału swobodnie płynącego w wysokim silosie, gdzie pełny stożek byłby zbyt wysoki; dno płaskie z kilkoma wylotami podłogowymi pasuje do dużej powierzchni obsługiwanej przez przenośnik ślimakowy. Tam, gdzie zbrylenia nie można wyeliminować na etapie projektowania, wspomaganie jest mechaniczne — poduszka fluidyzacyjna, pierścień napowietrzający, wylot z wibracją lub wspomaganiem impulsowym albo rozdrobniony wyrzut — i to wspomaganie musi być określone wraz z silosem, a nie dodane po pierwszym zablokowaniu wylotu, które zatrzyma zakład. Na tej podstawie silos na proszek chemiczny to szczelne, odpowietrzone naczynie z wylotem wspomagającym przepływ, a zakres ochrony antykorozyjnej dla składowanego proszku jest ustalany w tym samym czasie.
Konstrukcja pyłoszczelna i ścieżka odpowietrzania
Silos na proszki chemiczne to nie tylko zbiornik magazynowy, ale również zbiornik hermetyzujący. Punkt napełniania wymaga uszczelnionego złącza obrotowego lub stacji rozładunku worków z filtrem, wypierane powietrze wymaga odpowiednio zwymiarowanego odpowietrzenia dostosowanego do objętości transportowej i filtrowanego przez odpylacz workowy lub moduł filtracyjny z zamknięciem obrotowym zawracającym wychwycony produkt, a każde połączenie płaszcza musi być pyłoszczelne. W silosie skręcanym oznacza to połączenia kołnierzowe z uszczelką EPDM i śrubami klasy 8.8 dokręconymi do określonego momentu, otwory wywiercone fabrycznie oraz uszczelkę sprawdzaną przy każdym przeglądzie; silos skręcany ze zużytą uszczelką jest źródłem pyłu, a plan przeglądów powinien obejmować uszczelkę przy każdym włazie i przejściu dachowym. Ciśnienie wewnętrzne podczas napełniania wynosi zaledwie kilka kilopaskali, a podczas opróżniania nie występuje, więc silos pozostaje zbiornikiem atmosferycznym z drogą odciążenia, nigdy zbiornikiem ciśnieniowym.
Specyfikacja techniczna
Parametr | Wartość typowa / Zakres | Uwaga |
Temperatura topnienia emalii | 820–930 °C | Szkło stapiane ze stalą w jednym cyklu |
Grubość emalii | 0,25–0,45 mm | Powyżej 3 450 N/cm² |
Test iskrowy | 1500 V DC | Na panel przed wysyłką |
odporność na pH | 1–14 | Proszki kwasowe i alkaliczne |
Chropowatość wewnętrzna | Ra < 0,8 µm | Łatwe mycie między produktami |
Opcja cynkowania | HDG zgodnie z GB/T 13912-2020 | Suche, obojętne, niekorozyjne proszki |
Opcja ze stali nierdzewnej | 304 / 316L | Wysoka czystość, wysoka zawartość chlorków |
System połączeń | Kołnierzowe, uszczelka EPDM, śruby klasy 8.8 | Pyłoszczelny po dokręceniu momentem |
Odpowietrznik | Filtr workowy lub wkładowy z obrotowym śluzem | Dobrany do objętości powietrza transportującego |
Dno | Stożkowe, lejowe lub płaskie z wylotami | Dobierane na podstawie kąta przepływu i zbrylania |
Eksploatacja i konserwacja zapewniające użyteczność silosu
Szczegóły, które decydują o tym, czy silos na proszki chemiczne jest sprawny, to te, których nikt nie wycenia: trasa mycia, umiejscowienie włazu i interwał inspekcji. Silos, w którym zmienia się produkty, wymaga wnętrza, które można umyć, oraz odpływu w najniższym punkcie; silos przechowujący jeden produkt przez lata wymaga włazu na poziomie, na którym spodziewane jest zbrylanie, aby załoga mogła obejrzeć kanał przepływu bez pełnego wejścia. Każde przejście — wskaźnik poziomu, sonda temperatury lub wilgotności, wlot transportowy, odpowietrznik i wylot — powinno znajdować się w uszczelnionej tulei, a nie być wspawane przez emalię na miejscu, ponieważ przejście wspawane na budowie w stopioną wykładzinę to punkt, w którym zaczyna się korozja. A interwał inspekcji powinien zależeć od materiału: proszek higroskopijny lub kwaśny wymaga sprawdzenia wylotu i dolnego stożka przy każdym cyklu dostawy, proszek obojętny tylko przy corocznym przeglądzie.
Studium przypadku projektu
Projekt | Lokalizacja | Produkt | Pojemność | Zakres |
Zbiornik wody surowej o dużej średnicy | Namibia | Zbiornik GFS | 44 900 m³ | nadzór nad dostawą i budową |
Zbiorniki na ścieki przemysłowe, 27 sztuk | Xinjiang, Chiny | Zbiorniki GFS | Łącznie 30 469 m³ | nadzór nad dostawą i budową |
Zbiornik na ścieki chemiczne o dużej średnicy | Zhejiang, Chiny | Zbiornik GFS | 11 613 m³ | nadzór nad dostawami i budową |
Zdolność inżynieryjna Center Enamel
Center Enamel (Shijiazhuang Zhengzhong Technology Co., Ltd) projektuje i produkuje zbiorniki magazynowe skręcane od 2008 roku. Jako pierwszy w Chinach producent zbiorników ze stali powlekanej szkłem (GFS), firma posiada blisko 200 patentów związanych z emalią, produkuje około 300 000 stalowych płyt powlekanych emalią rocznie, zrealizowała ponad 30 000 zainstalowanych projektów i dostarcza swoje zbiorniki do ponad 100 krajów. Nowa baza produkcyjna o powierzchni 150 000 m² została dodana w celu zwiększenia zdolności produkcyjnych, a pojedyncze zbiorniki są dostarczane o pojemności do 60 000 m³. Produkcja odbywa się zgodnie z ISO 9001 i ISO 45001, z certyfikacją produktów obejmującą NSF/ANSI 61, WRAS, FDA, LFGB, CE (EN 1090), ISO 28765, FM, BSCI i EUROCODE, a projektowanie opiera się na AWWA D103-09, AWWA C550 i NFPA, tam gdzie wymaga tego zastosowanie.
W przypadku obsługi proszków chemicznych oznacza to silos określony na podstawie karty danych materiałowych: powłokę emaliowaną lub stopową, geometrię dna i wylotu, uszczelnione przejścia, specyfikację połączeń i uszczelek pyłoszczelnych oraz interfejs odpowiedrzenia i filtra, dostarczany z procedurą skręcania i kontroli.
Często zadawane pytania
P1: Co odróżnia silos na proszki chemiczne od silosu na cement?
A1: Głównie chemia. Cement jest lekko alkalicznym, sypkim, ściernym proszkiem; proszek chemiczny może być kwaśny, higroskopijny, zbrylający się lub reagujący z wilgocią, więc materiał wewnętrzny, strategia suszenia lub osuszania oraz wspomaganie wylotu są uzależnione od karty danych produktu.
Q2: Które wnętrze pasuje zarówno do proszków kwaśnych, jak i alkalicznych?
A2: Wnętrze ze stali powlekanej szkłem. Warstwa emalii jest stapiana w temperaturze 820–930 °C, o grubości 0,25–0,45 mm, testowana iskrowo przy 1500 V DC i klasyfikowana dla pH 1–14, więc pokrywa oba końce zakresu na obojętnej powierzchni, o chropowatości poniżej Ra 0,8 µm, co czyni mycie przy zmianie produktu praktycznym.
Q3: Czy mogę użyć stali ocynkowanej do proszku chemicznego?
A3: Tylko dla suchego, obojętnego, niekorozyjnego proszku. HDG zgodnie z GB/T 13912-2020 zapewnia ochronę poświęcalną w tym zastosowaniu, ale nie jest odpowiedni, gdy proszek jest kwaśny lub zasadowy, gdy występuje wilgoć lub gdy ma zastosowanie kontakt z żywnością lub paszą.
Q4: Jak zapobiec zbrylaniu się proszku na dnie?
A4: Zaprojektuj nachylenie leja powyżej zmierzonego kąta przepływu, dobierz rozmiar wylotu na podstawie wymaganego natężenia zrzutu i gęstości nasypowej oraz określ wspomaganie na etapie projektowania — poduszkę napowietrzającą, pierścień fluidyzacyjny lub wylot pulsacyjny bądź wibracyjny — zamiast odkrywać po rozruchu, że wylot się blokuje.
Q5: Jak utrzymać pyłoszczelność silosu na proszki chemiczne?
A5: W przypadku szczelnego złącza napełniającego, odpowietrznika z filtrem i obrotowym śluzem zawracającym wychwycony produkt do silosu oraz połączeń płaszcza dokręconych momentem z nienaruszonymi uszczelkami. W silosie skręcanym stan uszczelek i śrub przy każdym włazie i przejściu jest pozycją harmonogramu przeglądów.
P6: Czy silos jest kiedykolwiek pod ciśnieniem?
O6: Powietrze napełniające podnosi ciśnienie wewnątrz tylko o kilka kilopaskali, a droga ulgi i prawidłowo dobrany filtr utrzymują je na tym poziomie. Podczas opróżniania nie występuje żadne nadciśnienie, więc silos jest zbiornikiem atmosferycznym i nigdy nie wolno eksploatować go jako zbiornika ciśnieniowego.
Silos na proszki chemiczne określa się w trzech krokach: ustalić materiał wewnętrzny na podstawie pH proszku i zachowania wilgoci, ustalić dno i wylot na podstawie kąta przepływu i tendencji do zbrylania, a następnie ustalić ścieżkę pyłu i odpowietrzania na podstawie metody napełniania. Dobierz odpowiednią chemię, a reszta projektu będzie rutynowa. Prześlij kartę danych proszku, wydajność i szybkość rozładunku inżynierowi, a otrzymasz konfigurację silosu z wykładziną, lejem, odpowietrzeniem i zakresem połączeń.
Porozmawiaj z inżynierem
Podaj nazwę proszku chemicznego lub kartę danych, gęstość nasypową i kąt przepływu, pH w roztworze, wilgotność i tendencję do zbrylania, wymaganą pojemność i szybkość rozładunku, metodę napełniania oraz obowiązujące przepisy dotyczące pyłu lub urządzeń. Zwrócimy konfigurację silosu ze szczegółami wykładziny, dna, wylotu, odpowietrzenia i połączeń oraz pakiet rysunków i specyfikacji.
WhatsApp