Czym jest silos na zawiesinę i jak zawiesina jest utrzymywana bez osadzania
Utworzono 07.29
Czym jest silos na zawiesinę i jak zawiesina jest utrzymywana bez osadzania
Silosz na zawiesinę to pionowy zbiornik cylindryczny, który utrzymuje mieszaninę ciała stałego i cieczy w zawieszeniu wystarczająco długo, aby można ją było pompować, odwadniać lub odprowadzać grawitacyjnie. Ponieważ cząstki stałe są cięższe od wody, kluczowym zagadnieniem projektowym jest zawsze mieszanie: w nieruchomym zbiorniku osad zagęszcza się na dnie, a drobne frakcje twardnieją na ściance, dlatego naczynie wymaga pętli cyrkulacyjnej, mieszalnika strumieniowego lub wolnoobrotowego mieszadła łopatkowego, a także wykładziny, która nie wiąże się z osadzonym materiałem. Panele stalowe ze szkliwem emaliowanym zapewniają obojętną, niskotarciową powierzchnię i wytrzymują szeroki zakres wahań pH charakterystyczny dla strumieni zawiesin, dlatego są powszechnie stosowane w przemyśle mineralnym, spożywczym i w gospodarce ściekowej.
Wprowadzenie
Każdy strumień zawiesiny wytwarzany przez zakład trafia do zbiornika o zawartości części stałych wyższej niż w wodzie i ze skłonnością do wytrącania tych części stałych za każdym razem, gdy przepływ się zatrzymuje. Mieszadło jest dobrane do pełnej ścieżki pompowania, linia transferowa jest przepłukiwana, a następnie zbiornik stoi przez weekend i osad konsoliduje się w coś, czego pompa nie jest w stanie ruszyć. To, co wygląda na problem magazynowania, jest w rzeczywistości trzema sprzężonymi problemami: utrzymaniem cząstek w zawieszeniu, ochroną ściany przed zanieczyszczeniem osadem oraz utrzymaniem sygnału poziomu, który po miesiącach osadzania nadal coś oznacza. Rozstrzygnięcie tych kwestii na papierze jest znacznie tańsze niż odkrywanie ich podczas rozruchu i stanowi różnicę między silosem na zawiesinę, który działa przez lata, a takim, który wymaga wykopania co zimę. Podaj podstawy i czym jest silos na zawiesinę? Zamkniętą naziemną objętością, która w zamian za wykop oferuje mierzalny, zamknięty zapas, a kolejne sekcje omawiają strategię mieszania, materiał ścian i sygnał poziomu, które decydują o tym, czy ten zapas pozostaje ruchomy.
Co przechowuje silos na zawiesinę i dlaczego jest lepszy od wykopu
Silos na gnojowicę to zamknięta, naziemna objętość, która wymienia wykop na kontrolowalność. Konwencjonalny dół na gnojowicę lub laguna są tanie, ale potem nigdy nie są całkiem czyste: ulatnia się odór, opady deszczu rozcieńczają stężenie, wsiąka woda gruntowa, a wolna burta ma znaczenie, gdy teren zostanie zalany. Naziemny silos utrzymuje strumień w zamknięciu, daje mierzalny zapas do bilansowania zakładu i pozwala przywrócić zbiornik do eksploatacji bez pozwolenia na pompowanie. Ceną jest wysokość i obciążenie konstrukcyjne: pełny silos przenosi pełną gęstość gnojowicy na dno i płaszcz, więc fundament jest projektowany na gęstość mokrą z marginesem na osadzone złoże, a nie tylko na czystą wodę.
Mieszanie, osadzanie i problem osadu dennego
Strategia zawieszania określa koszt eksploatacji silosu na zawiesinę bardziej niż jakikolwiek inny szczegół. Najprostszą opcją jest pętla recyrkulacyjna, która pobiera zawiesinę z dna i zawraca ją przy powierzchni, co utrzymuje całą masę w ruchu przy niskim zużyciu energii, ale wymaga jednoznacznie określonego wydatku pompy i pompy rezerwowej. Mieszadło strumieniowe lub śmigłowe zamontowane na pomoście zapewnia silniejszy ruch lokalny i obsługuje wyższą zawartość części stałych, za cenę konserwacji uszczelnień i własnego poboru mocy mieszadła. Żadne z nich nie działa, jeśli zawiesina ma granicę plastyczności, ponieważ zbiornik mieszany, ale nie poddawany ścinaniu, wciąż utrzymuje miękkie złoże, które nigdy do końca się nie zawiesza ponownie. W takim przypadku należy zaprojektować mechaniczny zgarniacz osadu, który zgarnia dno w kierunku jednego wylotu, i wyposażyć wylot w napęd o wysokim momencie obrotowym z zaworem o zwiększonym rozmiarze, ponieważ materiał w tym miejscu jest najgęstszy, jaki zbiornik kiedykolwiek zawiera.
Materiał ścian i zanieczyszczenia
Okładzina ścian decyduje o tym, jak często zbiornik musi być wyłączany z eksploatacji. Surowa stal węglowa to najtańszy płaszcz i jednocześnie najkrócej trwały w każdej zawiesinie zawierającej siarczki lub chlorki, ponieważ produkty korozji same stają się osadem, który twardnieje w skorupę. Epoksydowy proszek utwardzany termicznie, nakładany w warstwie od 180 do 280 µm i utwardzany w temperaturze powyżej 200 °C, tworzy gęstą barierę o wytrzymałości na odrywanie w zakresie kilku MPa i wyniku testu w mgle solnej przekraczającym 4 000 godzin, co odpowiada strumieniom ściernym i łagodnie korozyjnym. W przypadku strumieni, które zmieniają się od silnie kwaśnych do silnie zasadowych lub zawierają chlorki, bezpieczniejszym długoterminowym wyborem jest wnętrze ze stali powlekanej szkłem: emalia o grubości od 0,25 do 0,45 mm jest wtapiana w panel w temperaturze od 820 do 930 °C, powierzchnia jest wykańczana do Ra poniżej 0,8 µm, dzięki czemu materiał się uwalnia, a nie przylega, a warstwa ma klasę powyżej 3 450 N/cm² w całym zakresie pH od 1 do 14.
Oprzyrządowanie, kontrola przelewu i poziomu
Silosz na zawiesinę z niewiarygodnym sygnałem poziomu to po prostu większa niewiadoma. Urządzenia poziomu pojemnościowe lub radarowe szybko ulegają zanieczyszczeniu przy powierzchni, gdzie tworzy się kożuch, dlatego większość zakładów stosuje kilka niezależnych pomiarów: barbotaż lub króciec ciśnieniowy na dnie dla poziomu głębokiego, radar dla swobodnej powierzchni oraz prosty w utrzymaniu kurek do pobierania próbek do kalibracji. Ochrona przed przelewem ma tu większe znaczenie niż w zbiorniku czystej wody, ponieważ przelew zawiesiny na pierścieniu nośnym rozprzestrzenia się i twardnieje w trwałą plamę oraz stanowi zagrożenie poślizgnięciem. Zamontuj alarm wysokiego poziomu, który wyłącza zasilanie dopływowe, zamiast polegać na przelewie awaryjnym, a wszelki drenaż studzienki odprowadzaj z powrotem na początek procesu, aby osadzone ciała stałe wróciły do zakładu, a nie do systemu kanalizacji deszczowej.
Specyfikacja techniczna
Parametr | Typowa wartość / zakres | Uwaga |
Temperatura topnienia emalii | 820–930 °C | Jednoetapowe wtapianie w panel stalowy |
Grubość powłoki emaliowanej | 0,25–0,45 mm | Obojętna, niskotarciowa powierzchnia wewnętrzna |
Wytrzymałość warstwy emalii | ≥ 3 450 N/cm² | Odporność na zginanie i uderzenia |
Grubość powłoki epoksydowej FBE | 180–280 µm | Nakładany i utwardzany statycznie proszkowo |
Odporność FBE na mgłę solną | > 4 000 h | Zgodnie z praktyką AWWA C550 |
Chropowatość powierzchni | Ra < 0,8 µm | Zmniejsza przyleganie osadzonych ciał stałych |
Wykrywanie nieszczelności | Test iskrowy 1500 V DC | Po stapianiu paneli |
Trwałość projektowa | ≥ 30 lat | Z określonym systemem wnętrza |
Określanie specyfikacji silosu na zawiesinę dla danego zadania
Wychodź od stanu ustalonego, a nie od stanu pompowania. Weź reprezentatywną próbkę, zmierz objętość osiadłego złoża po dwudziestu czterech godzinach stania i użyj jej do określenia objętości użytkowej, ponieważ efektywna pojemność to klarowna ciecz nad złożem plus ruchoma zawiesina nad nią. Potwierdź zakres pH i zawartość chlorków przed wyborem między epoksydem a emalią oraz potwierdź obecność wszelkich rozpuszczalników lub olejów w strumieniu, ponieważ węglowodory mogą atakować niektóre systemy powłokowe. Następnie zdefiniuj zadanie mieszania w odniesieniu do całej objętości zbiornika, a nie wydajności pompy, określ mieszalnik rezerwowy lub drugą pompę i wymagaj od dostawcy przedłożenia przypadku obciążenia fundamentu przy złożu o gęstości projektowej. Na koniec zażądaj włazu rewizyjnego i przyłącza do mycia na górze — oba kosztują prawie nic na etapie budowy i oszczędzają pełny przestój przy czyszczeniu.
Studium przypadku
Projekt | Lokalizacja | Produkt | Pojemność | Zakres |
Magazynowanie wody o dużej średnicy | Namibia | Zbiornik GFS | 44 900 m³ | dostawa + nadzór |
Woda rezerwowa przeciwpożarowa | Syczuan, Chiny | Zbiornik GFS, 2 jednostki | 8 930 m³ | dostawa + wskazówki montażowe |
Magazynowanie wody pitnej | Indonezja | Zbiornik GFS | 21 099 m³ | dostawa + nadzór |
Zdolności inżynieryjne 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 szlamu i wysokiej zawartości części stałych obejmuje to opcje wnętrza emaliowanego i epoksydowego opisane powyżej, układ dysz mieszających ze schematu poziomów oraz przypadek obciążenia fundamentu z uwzględnieniem osiadłego złoża.
Najczęściej zadawane pytania
P1: Jaka jest różnica między silosem szlamowym a osadnikiem klarującym?
O1: Osadnik klarujący jest zaprojektowany tak, aby umożliwić osadzanie się części stałych, dzięki czemu można odprowadzić klarowny przelew. Silo szlamowe jest zaprojektowane do utrzymywania części stałych w zawieszeniu lub do przechowywania osiadłego złoża, które można odzyskać, dlatego o konstrukcji decyduje mieszanie i rozładunek, a nie sedymentacja.
P2: Ile mocy mieszania potrzebuje silos szlamowy?
A2: Zależy to od granicy plastyczności i stężenia ciał stałych w strumieniu, a nie tylko od objętości. Konserwatywna praktyka dobiera mieszalnik lub pompę recyrkulacyjną do wymiany zapewniającej ruch całej masy i przewiduje rezerwę, aby pojedyncza awaria nie spowodowała stwardnienia osadu.
Q3: Czy zbiornik skręcany może obsługiwać ścierną zawiesinę?
A3: Tak, z odpowiednim wnętrzem. Epoksyd zgrzewany termicznie i szkło stapiane ze stalą zapewniają twardą, gładką barierę, która znacznie lepiej znosi obciążenie ścierne niż system malarski, a panele skręcane można miejscowo wymienić w razie uszkodzenia sekcji.
Q4: Czy silos na zawiesinę wymaga pokrywy?
A4: Pokrywa jest zalecana, gdy emisja zapachów podlega regulacjom, zawiesina wydziela siarkowodór lub deszcz rozcieńczyłby stężenie. Skręcana pokrywa z uszczelką EPDM i odpowietrzeniem do kontroli zapachów jest standardowym elementem zestawu.
Q5: Jak usuwa się osadzony osad?
A5: Poprzez dolny odpływ o rozmiarze dostosowanym do najgrubszego materiału, obsługiwany przez zawór o wysokim momencie obrotowym oraz albo ssanie pompy, albo przenośnik ślimakowy. Linia do mycia z góry pomaga poluzować złoże, a w większych zbiornikach mechaniczny zgarniacz gromadzi materiał do tego samego odpływu.
Q6: Czy zbiornik można rozbudować, jeśli zakład się powiększy?
A6: Tak. Konstrukcja skręcana oznacza, że można dodawać pierścienie w celu zwiększenia pojemności lub umieścić drugi zbiornik obok na wspólnej belce pierścieniowej, co jest zwykle znacznie tańsze niż rozbiórka i odbudowa spawanego zbiornika.
Silosz na zawiesinę sprawdza się dzięki trzem rzeczom: projektowi mieszania dopasowanemu do rzeczywistego naprężenia granicznego strumienia, wnętrzu, które nie wiąże się z osadem, oraz oprzyrządowaniu, które nadal odczytuje prawdziwe wartości po uformowaniu się złoża. Naziemna konstrukcja skręcana zapewnia zamknięcie, mierzalny zapas i naprawialny płaszcz, a wnętrze ze stali emaliowanej ogniowo lub z żywicy epoksydowej utwardzanej termicznie radzi sobie z korozją, która zawsze napędza koszt cyklu życia. Przed zatwierdzeniem objętości wykonaj pomiar osiadłego złoża i zażądaj od dostawcy obciążenia fundamentu z uwzględnieniem złoża.
Porozmawiaj z inżynierem
Prześlij skład zawiesiny i procentową zawartość części stałych, zakres pH i zawartość chlorków, dzienną objętość i wymagany czas przetrzymywania, a także dostępną powierzchnię zabudowy oraz informację, czy poziom posadzki w miejscu instalacji znajduje się powyżej, czy poniżej poziomu terenu. Otrzymasz propozycję zbiornika, rekomendację materiału wewnętrznego, propozycję układu mieszania oraz pełną dokumentację rysunkową i certyfikacyjną do przeglądu.
WhatsApp