Что такое силос для шлама и как шлам удерживается без осаждения
Создано 07.29
Что такое шламовый силос и как шлам хранится без оседания
Силос для шлама — это вертикальный цилиндрический резервуар, в котором твердо-жидкая смесь удерживается во взвешенном состоянии достаточно долго для перекачивания, обезвоживания или самотечного сброса. Поскольку твёрдые частицы тяжелее воды, ключевым вопросом проектирования всегда является перемешивание: в неподвижном резервуаре осадок уплотняется на дне, а мелкие фракции затвердевают на стенках, поэтому ёмкость нуждается в циркуляционном контуре, струйном смесителе или медленной лопастной мешалке, а также в облицовке, не сцепляющейся с осаждённым материалом. Панели из стеклоэмалированной стали обеспечивают инертную поверхность с низким трением и выдерживают широкие колебания pH, характерные для шламовых потоков, поэтому они широко применяются в горнодобывающей, пищевой промышленности и системах водоотведения.
Введение
Каждый поток шлама, который производит завод, поступает в резервуар с содержанием твердых частиц выше, чем воды, и с привычкой осаждать эти твердые частицы всякий раз, когда поток останавливается. Мешалка рассчитана на весь путь перекачивания, линия передачи промывается, а затем резервуар простаивает выходные, и осадок консолидируется в нечто такое, что насос не может сдвинуть. То, что выглядит как проблема хранения, на самом деле представляет собой три взаимосвязанные проблемы: удержание частиц во взвешенном состоянии, защита стенки от загрязнения и сохранение сигнала уровня, который все еще что-то означает после месяцев отложений. Разобраться с этим на бумаге гораздо дешевле, чем обнаружить это при вводе в эксплуатацию, и это разница между шламовым силосом, который работает годами, и тем, который требует выемки грунта каждую зиму. Изложите основы: что такое шламовый силос? Закрытый надземный объем, который обменивает земляные работы на измеримый, содержащийся в нем запас, а последующие разделы охватывают стратегию перемешивания, материал стенки и сигнал уровня, которые определяют, останется ли этот запас подвижным.
Что вмещает шламовый силос и почему он лучше ямы
Шламовая силосная башня — это закрытая надземная ёмкость, в которой вместо земляных работ ставка сделана на управляемость. Обычный шламовый пруд или лагуна дёшевы, но затем никогда не бывают достаточно чистыми: запахи улетучиваются, дождевые осадки разбавляют концентрацию, грунтовые воды просачиваются внутрь, а свободный борт имеет значение всякий раз, когда участок затапливает. Надземный силос удерживает поток в замкнутом объёме, даёт измеримый запас для балансировки работы установки и позволяет вернуть резервуар в эксплуатацию без разрешения на перекачку. Платой за это являются высота и конструкционная нагрузка: заполненный силос передаёт полную плотность шлама на днище и стенки, поэтому фундамент рассчитывается на плотность во влажном состоянии с запасом на уплотнённый осадок, а не только на чистую воду.
Перемешивание, оседание и проблема осадка
Стратегия перемешивания определяет эксплуатационные расходы шламовой ёмкости больше, чем любая другая деталь. Простейший вариант — рециркуляционный контур, который забирает шлам со дна и возвращает его на поверхность, что поддерживает движение всей массы при низких энергозатратах, но требует чётко определённой производительности насоса и резервного насоса. Струйный или лопастной смеситель, установленный на мосту, обеспечивает более интенсивное локальное перемешивание и справляется с более высокой концентрацией твёрдых частиц, но ценой обслуживания уплотнений и собственного энергопотребления смесителя. Ни один из вариантов не работает, если шлам обладает предельным напряжением сдвига, поскольку ёмкость с перемешиванием, но без сдвигового воздействия, всё равно удерживает мягкий осадок, который так и не переходит полностью во взвешенное состояние. В этом случае проектируйте механический сборщик шлама, который сгребает материал со дна к единому выпускному отверстию, и оснастите выпуск высокомоментным приводом с клапаном увеличенного размера, поскольку материал в этом месте — самый густой за всё время работы ёмкости.
Материал стен и загрязнение
Обшивка стенок определяет, как часто резервуар приходится выводить из эксплуатации. Необработанная углеродистая сталь — самый дешёвый корпус и самый недолговечный в любой суспензии, содержащей сульфиды или хлориды, поскольку сами продукты коррозии становятся отложением, которое твердеет в корку. Эпоксидный порошок, нанесённый методом наплавления при 180–280 мкм и отверждённый при температуре выше 200 °C, обеспечивает плотный барьер с прочностью на отрыв в несколько МПа и результатом солевого тумана свыше 4 000 часов, что подходит для абразивных и умеренно коррозионных потоков. Для потоков, которые колеблются от сильно кислых до сильно щелочных или содержат хлориды, внутреннее покрытие из стекла, сплавленного со сталью, является более безопасным долгосрочным выбором: эмаль толщиной 0,25–0,45 мм сплавляется с панелью при 820–930 °C, поверхность финишируется до Ra ниже 0,8 мкм, благодаря чему материал отскакивает, а не прилипает, а слой рассчитан на нагрузку свыше 3 450 Н/см² в диапазоне pH от 1 до 14.
КИП, перелив и контроль уровня
Шламовая емкость с недостоверным сигналом уровня — это просто ещё одна неизвестность. Кондуктометрические или радиоволновые уровнемеры быстро загрязняются вблизи поверхности, где образуется корка, поэтому на большинстве предприятий используют несколько независимых измерений: барботажный или пьезометрический датчик на днище для глубокого уровня, радар для свободной поверхности и простую в обслуживании пробоотборную пробку для калибровки. Защита от перелива здесь важнее, чем в резервуаре с чистой водой, поскольку перелив шлама на кольцевую балку растекается и застывает, оставляя несмываемое пятно и создавая опасность скольжения. Установите сигнализатор верхнего уровня, который останавливает подачу из upstream-процесса, вместо того чтобы полагаться на переливной лоток, и направьте любой дренаж из приёмного резервуара обратно в голову процесса, чтобы осевшие твёрдые частицы возвращались в установку, а не в ливневую канализацию.
Технические характеристики
Параметр | Типичное значение / диапазон | Примечание |
Температура плавления эмали | 820–930 °C | Однократное нанесение на стальную панель |
Толщина эмалевого покрытия | 0,25–0,45 мм | Инертная поверхность с низким трением |
Прочность эмалевого слоя | ≥ 3 450 Н/см² | Стойкость к изгибу и удару |
Толщина эпоксидной плёнки FBE | 180–280 мкм | Нанесение и отверждение статическим порошком |
Стойкость FBE к солевому туману | > 4 000 ч | Согласно практике AWWA C550 |
Шероховатость поверхности | Ra < 0,8 мкм | Снижает прилипание осевших твердых частиц |
Обнаружение утечек | Испытание искрой 1500 В пост. тока | После сплавления панелей |
Расчетный срок службы | ≥ 30 лет | С указанной внутренней системой |
Проектирование силоса для суспензии под заданную задачу
Отталкивайтесь от отстоявшегося состояния, а не от состояния перекачивания. Возьмите репрезентативную пробу, измерьте объём отстоявшегося осадка после двадцати четырёх часов отстаивания и используйте это для определения полезного объёма, поскольку эффективная ёмкость — это осветлённая жидкость над осадком плюс подвижная суспензия над ним. Подтвердите диапазон pH и содержание хлоридов, прежде чем выбирать между эпоксидным покрытием и эмалью, и подтвердите наличие любых растворителей или масел в потоке, поскольку углеводороды могут разрушать некоторые системы покрытий. Затем определите режим перемешивания исходя из полного объёма резервуара, а не из производительности насоса, предусмотрите резервный смеситель или второй насос и потребуйте от поставщика предоставить расчёт нагрузки на фундамент при осадке проектной плотности. Наконец, запросите смотровой люк и подключение для промывки в верхней части — оба элемента почти ничего не стоят при строительстве и позволяют избежать полной остановки при очистке.
Пример проекта
Проект | Местоположение | Продукт | Объем | Область применения |
Крупногабаритное хранение воды | Намибия | Резервуар GFS | 44 900 м³ | поставка + надзор |
Противопожарный запас воды | Сычуань, Китай | Резервуар GFS, 2 шт. | 8 930 м³ | поставка + руководство по монтажу |
Хранение питьевой воды | Индонезия | Резервуар GFS | 21 099 м³ | поставка + надзор |
Инженерные возможности Center Enamel
Center Enamel (Shijiazhuang Zhengzhong Technology Co., Ltd) занимается проектированием и производством сборных резервуаров с 2008 года. Являясь первым в Китае производителем резервуаров из стеклоплавильной стали (GFS), компания владеет почти 200 патентами, связанными с эмалью, производит около 300 000 стальных пластин с эмалевым покрытием в год, реализовала более 30 000 установленных проектов и поставляет свои резервуары более чем в 100 стран. Новая производственная база площадью 150 000 м² была добавлена для увеличения производственных мощностей, а единичные резервуары поставляются объёмом до 60 000 м³. Производство осуществляется в соответствии с ISO 9001 и ISO 45001, сертификация продукции включает NSF/ANSI 61, WRAS, FDA, LFGB, CE (EN 1090), ISO 28765, FM, BSCI и EUROCODE, а проектирование выполняется с учётом AWWA D103-09, AWWA C550 и NFPA там, где этого требует применение.
Для работы с суспензиями и высоким содержанием твёрдых частиц это охватывает варианты эмалевого и эпоксидного внутреннего покрытия, указанные выше, схему расположения сопел для перемешивания по уровнемерной диаграмме, а также расчётный случай нагрузки на фундамент с учётом осаждённого слоя.
Часто задаваемые вопросы
В1: В чём разница между силосом для суспензии и осветлительным резервуаром?
О1: Осветлитель предназначен для осаждения твёрдых частиц с целью получения чистого перелива. Силос для суспензии предназначен для поддержания твёрдых частиц во взвешенном состоянии или для хранения осаждённого слоя, который можно извлечь, поэтому в конструкции преобладают перемешивание и разгрузка, а не осаждение.
В2: Какая мощность перемешивания необходима для силоса суспензии?
A2: Это зависит от предела текучести и концентрации твёрдых частиц в вашем потоке, а не только от объёма. Консервативная практика предусматривает выбор размера смесителя или рециркуляционного насоса для обеспечения оборота, который поддерживает движение всей массы, а также резервный агрегат, чтобы единичная неисправность не привела к затвердеванию осадка.
Q3: Может ли сборный резервуар на болтах выдерживать абразивную суспензию?
A3: Да, при правильной внутренней отделке. Эпоксидное покрытие, нанесённое методом спекания, и стеклоэмаль по стали (стекло, сплавленное со сталью) обеспечивают твёрдый гладкий барьер, который гораздо лучше противостоит абразивной нагрузке, чем нанесённая лакокрасочная система, а сборные панели можно заменить локально, если какой-либо участок когда-либо будет повреждён.
Q4: Нужна ли крышка для силоса для суспензии?
A4: Крышка целесообразна всякий раз, когда запах регулируется, суспензия выделяет сероводород или дождь может разбавить концентрацию. Сборная крышка с прокладкой из EPDM и вентиляционным отверстием для системы очистки от запахов является обычной частью комплекта.
Q5: Как удаляется осевший слой?
A5: Через нижний выпуск, рассчитанный на самый густой материал, обслуживаемый клапаном с высоким крутящим моментом и либо всасыванием насоса, либо шнеком. Линия промывки сверху помогает разрыхлить слой, а на крупных емкостях механический скребок собирает материал к тому же выпуску.
Q6: Можно ли расширить резервуар, если производство вырастет?
A6: Да. Болтовая конструкция позволяет добавлять кольца для увеличения вместимости или устанавливать второй резервуар рядом на общей кольцевой балке, что обычно гораздо дешевле, чем демонтаж и перестройка сварного резервуара.
Шламовая силосная башня достигает успеха благодаря трём вещам: конструкция перемешивания, соответствующая реальному пределу текучести потока, внутренняя поверхность, которая не связывается с осадком, и контрольно-измерительные приборы, которые продолжают показывать точные значения после формирования слоя осадка. Надземная болтовая конструкция обеспечивает герметичность, измеримый запас продукта и ремонтопригодный корпус, а внутренняя отделка — либо стеклоэмаль по стали, либо эпоксидное покрытие методом наплавления — решает проблему коррозии, которая всегда определяет стоимость жизненного цикла. Перед тем как принять решение об объёме, проведите измерение уплотнённого слоя осадка и потребуйте от поставщика предоставить нагрузку на фундамент с учётом слоя осадка.
Поговорите с инженером
Отправьте состав суспензии и процентное содержание твёрдых частиц, диапазон pH и содержание хлоридов, необходимый суточный объём и время выдержки, а также доступную площадь и информацию о том, находится ли уровень пола на площадке выше или ниже уровня земли. Вы получите вариант резервуара, рекомендацию по внутреннему материалу, предложение по схеме перемешивания, а также полный комплект чертежей и сертификационный файл для ознакомления.
WhatsApp