Bể thép tráng men thủy tinh cho các dự án xử lý nước thải hóa chất
Tạo vào 02.12
Bể thép phủ thủy tinh nung chảy cho các dự án xử lý nước thải hóa chất
Bể thép tráng men nung chảy dùng cho các dự án xử lý nước thải hóa chất giải quyết xung đột giữa nước thải ăn mòn và tiến độ dự án gấp rút: lớp men trơ trong dải pH 1–14, tấm thép chịu tải cơ học, và các tấm panel được nung chảy tại nhà máy, kiểm tra tia lửa và bắt bu lông, nên việc lắp dựng được tính bằng tuần thay vì các đợt hàn. Hãy lập kế hoạch cho dải pH và nhiệt độ trước, sau đó đến đường kính, chiều cao và hệ thống thông hơi của bể. Hai chế độ hỏng hóc cần kiểm soát là sứt mẻ men ở các cạnh cắt của tấm panel và sự tấn công hóa học ngoài cửa sổ pH đã chỉ định.
Kỹ sư nhà máy khi mở hồ sơ xử lý nước thải hóa chất thường phải đối mặt với ba ràng buộc cùng lúc: một dòng nước dao động từ axit mạnh đến kiềm mạnh trong vòng một ngày, một tiến độ gắn với hạn chót cấp phép, và một đội vận hành không thể dừng quy trình để sửa chữa lớp lót. Thép carbon có lớp lót bị hỏng tại mối nối và tại mọi mối hàn sửa chữa; bê tông rò rỉ qua các khe co giãn thi công; và thép không gỉ được chọn theo thói quen, chứ không dựa trên clorua và sunfua thực tế có trong dòng nước. Chọn vỏ bồn sớm giúp tránh phát sinh thay đổi giữa dự án. Bồn thủy tinh nung chảy vào thép cho các dự án xử lý nước thải hóa chất đặt một bề mặt vô cơ, trơ về mặt hóa học tiếp xúc với nước thải trong khi vẫn giữ được tính kinh tế của một vỏ bồn ghép bu lông, được nhà máy ưu tiên.
Sự khác biệt giữa nung chảy và lớp lót phủ
Độ dày men và nhiệt độ nung xác định ranh giới hỏng hóc. Trong một bồn thép tráng men nung chảy, lớp thủy tinh được nung lên tấm thép ở 820–930 °C để thủy tinh và kim loại tạo thành một khối liên tục; không có lớp keo dính nào để bị bão hòa, bong tróc và phồng rộp. Men được đánh giá trên 3450 N/cm², nên nó chịu được tiếp xúc cơ học mà một nhà máy hóa chất tạo ra từ giá đỡ đường ống, lối đi và công việc bảo trì, và nó không mềm ra khi bồn được thông hơi vào một buổi chiều hè nóng bức. Hai dạng khuyết tật là hình thành lỗ kim do ăn mòn hóa học cục bộ và sứt mẻ cạnh tại nơi các tấm được cắt, vì vậy các cạnh tấm được mài và số lượng lỗ được đặt tại nhà máy thay vì được coi là một sửa chữa tại công trường. Đây là lý do tại sao phép thử tia lửa ở 1500 V DC được thực hiện trên mọi tấm trước khi xuất xưởng: một khuyết tật được phát hiện tại nhà máy là một mục cần xử lý, một khuyết tật được phát hiện sau khi đưa vào vận hành là một mục phải dừng máy.
Lập bản đồ phạm vi nước thải trước khi chọn tấm
Phạm vi pH và nhiệt độ quyết định thông số kỹ thuật, chứ không phải ngược lại. Nước thải hóa học hiếm khi có một giá trị ổn định duy nhất; một dây chuyền trung hòa có thể gặp pH 2 trong một phần thời gian trong ngày và pH 11 sau khi xả theo mẻ, và cả hai cực trị đều nằm trong khả năng chịu đựng của men tráng từ 1–14, đó là lý do thực sự để chọn bồn thép tráng men thủy tinh thay vì lớp lót hữu cơ bị phân hủy ở đầu kiềm. Nhiệt độ quan trọng đối với gioăng mối nối và thiết kế lỗ thông hơi hơn là đối với bản thân lớp men, vì vậy trường hợp thiết kế phải ghi lại nhiệt độ chất lỏng đỉnh và nhiệt độ hơi đỉnh phía trên chất lỏng, bởi vì hai con số đó xác định kích thước lỗ thông hơi và chọn hợp chất gioăng. Khi dòng chảy mang theo chất rắn lơ lửng hoặc muối kết tinh, kế hoạch lại thay đổi: đáy lắng hoặc đáy phễu giúp giảm lắng đọng muối tại cửa ra, và khoảng thời gian kiểm tra phải bao gồm kiểm tra cạo cặn.
Thiết kế hình học bể, thông hơi và mối nối cho nhiệm vụ nhà máy
Vận hành ở áp suất khí quyển là tiền đề thiết kế, và nó chi phối mái cũng như hệ thống thông hơi. Một bồn tráng men ghép bu lông theo định nghĩa là bình áp suất thấp: chất lỏng được lưu trữ ở mức áp suất khí quyển, và bất kỳ lượng khí tích tụ nào như khoảng không khí trong bể phân hủy sinh học chỉ được giữ ở mức vài kilopascal trên áp suất môi trường. Điều đó có nghĩa là mái là một nắp thoát nước tự do được thiết kế theo tải trọng tuyết và gió, không phải là vỏ chịu áp lực, và lỗ thông hơi được tính toán theo lượng hơi dịch chuyển và bất kỳ khí nào sinh ra từ dòng chảy. Vỏ bồn được chế tạo từ các tấm có chiều rộng khoảng 1,2 m, độ dày theo thiết kế từ 3–12 mm, được làm kín bằng bu lông cấp 8.8 và gioăng EPDM, tạo ra mối nối có thể tái sử dụng, kiểm tra được và cho phép nhà máy tăng chiều cao hoặc thêm bồn thứ hai mà không cần giấy phép hàn. Tại các khu vực hóa chất, mặt ngoài cũng cần có kế hoạch chống ăn mòn riêng, vì khoảng vành khuyên quanh bồn thường là nơi sương axit đọng lại.
Đặc tả kỹ thuật
Thông số | Giá trị / Khoảng điển hình | Ghi chú |
Nhiệt độ nung chảy men | 820–930 °C | nung một lần, thủy tinh liên kết với thép |
Độ dày lớp men | 0,25–0,45 mm | đo trên mọi tấm sản xuất |
Độ bền men | ≥ 3450 N/cm² | định mức uốn và nén |
Kiểm tra lỗ hổng | Thử nghiệm tia lửa 1500 V DC | kiểm tra xuất xưởng theo từng tấm |
Độ nhám bề mặt | Ra < 0,8 µm | giảm tích tụ cặn, hỗ trợ vệ sinh |
Tuổi thọ thiết kế | ≥ 30 năm | trong phạm vi pH và nhiệt độ đã chỉ định |
khả năng chống pH | 1–14 | bao gồm các dòng chảy dao động axit và kiềm |
Chất kết dính | Bu lông cấp 8.8, gioăng EPDM | có thể tái sử dụng, kiểm soát mô-men xoắn tại chỗ |
Vị trí của GFS trong hệ thống xử lý nước thải hóa chất
Vị trí trong dây chuyền xử lý thường quan trọng hơn kích thước bể. Bể cân bằng trước giai đoạn trung hòa hoặc xử lý sinh học cần thể tích đủ để đối phó với lưu lượng đỉnh, vì vậy việc tính kích thước là bài toán lưu lượng và việc chọn vật liệu là bài toán hóa học; bể lắng hoặc bể chứa trước máy ép bùn cần đáy phẳng và điểm xả bùn; bể chứa nước giàu axit cần bề mặt tráng men và lỗ thông hơi có kích thước phù hợp với tải lượng hơi. Tại một số khu công nghiệp và hóa chất, mô hình phổ biến là một bộ bể tráng men hình trụ đặt trên dầm vòng chung, một hoặc hai bể trong số đó có lỗ thông hơi trên mái và cửa người chui vào, được lắp đặt bởi cùng một đội thợ đã chèn vữa cho móng. Khi nhà máy sau này cần thêm công suất, hệ thống bulong cho phép bổ sung tấm vào thân bể hiện có hoặc lắp đặt một đơn vị song song, thường nhanh hơn so với thay thế bể hàn.
Trường hợp dự án
Dự án | Địa điểm | Sản phẩm | Công suất | Phạm vi |
Dòng nước thải hóa chất | Chiết Giang, Trung Quốc | Bể GFS | 11.613 m³ (φ24,45 m × 19,8 m) | cung cấp + giám sát lắp đặt |
Dòng nước thải công nghiệp | Tân Cương, Trung Quốc | Bể GFS | 30.469 m³ trong 27 bể | cung cấp + giám sát lắp đặt |
Dòng hóa chất phủ epoxy | Quảng Tây, Trung Quốc | Bể phủ FBE | 4.771 m³ trong 11 bể | cung cấp + hỗ trợ dựng lắp |
Dòng nước thải đô thị | Tứ Xuyên, Trung Quốc | Bể GFS | 17.420 m³ trong 10 bể | cung cấp + hỗ trợ chạy thử nghiệm |
Năng lực kỹ thuật của Center Enamel
Center Enamel (Shijiazhuang Zhengzhong Technology Co., Ltd) đã thiết kế và chế tạo bồn chứa lắp ghép bằng bu lông từ năm 2008. Là nhà sản xuất bồn thép tráng men nung chảy (GFS) đầu tiên tại Trung Quốc, công ty sở hữu gần 200 bằng sáng chế liên quan đến men, sản xuất khoảng 300.000 tấm thép phủ men mỗi năm, đã hoàn thành hơn 30.000 dự án lắp đặt và cung cấp bồn chứa của mình đến hơn 100 quốc gia. Cơ sở sản xuất mới rộng 150.000 m² được bổ sung để nâng cao năng lực sản xuất, và các bồn đơn lẻ được cung cấp với dung tích lên đến 60.000 m³. Hoạt động sản xuất diễn ra theo ISO 9001 và ISO 45001, với chứng nhận sản phẩm bao gồm NSF/ANSI 61, WRAS, FDA, LFGB, CE (EN 1090), ISO 28765, FM, BSCI và EUROCODE, và thiết kế tham chiếu theo AWWA D103-09, AWWA C550 và NFPA khi ứng dụng yêu cầu.
Đối với nhiệm vụ xử lý nước thải hóa chất, ứng dụng thực tế là một lớp men được lập bản đồ dựa trên pH và phạm vi nhiệt độ đo được, lựa chọn lỗ thông hơi và gioăng liên quan đến tải lượng hơi đó, và hồ sơ thử nghiệm tia lửa trở thành một phần của hồ sơ nghiệm thu nhà máy thay vì nhật ký sửa chữa sau này.
Câu hỏi thường gặp
Câu hỏi 1: Bể GFS có thể xử lý dòng nước dao động giữa pH 2 và pH 11 không?
A1: Có. Lớp men trơ trong dải pH 1–14, vì vậy dao động hàng ngày có thể tấn công lớp lót hữu cơ vẫn nằm trong phạm vi an toàn của lớp men. Ghi lại phạm vi dao động trong thông số kỹ thuật để việc lựa chọn gioăng, lỗ thông hơi và mái được thực hiện theo trường hợp xấu nhất, không phải giá trị trung bình.
Q2: Bồn có phải là bình chịu áp lực không?
A2: Không. Bồn thép tráng men là vỏ chứa áp suất khí quyển hoặc áp suất thấp. Mái được thiết kế cho tải trọng gió và tuyết, và bất kỳ không gian khí nào cũng chỉ hoạt động ở mức vài kilopascal, với thiết bị xả áp theo yêu cầu của thông số kỹ thuật dự án.
Q3: Lớp men được bảo vệ như thế nào tại các cạnh cắt của tấm panel?
A3: Các cạnh tấm panel được mài và mẫu lỗ được định vị trong quá trình sản xuất. Sứt mẻ cạnh là chế độ hỏng đã biết, vì vậy công việc tại công trường phải tránh va đập từ thiết bị nâng và lề lỗ không được cắt tỉa tại công trường.
Q4: Khoảng thời gian kiểm tra là bao lâu?
A4: Kiểm tra trực quan bề mặt bên trong tại mỗi lần dừng quy trình, kiểm tra mô-men xoắn bu lông sau lần nạp đầy đầu tiên và sau năm phục vụ đầu tiên, và kiểm tra lại tia lửa đối với bất kỳ tấm nào đã được tháo ra và lắp lại. Ba mươi năm là tuổi thọ thiết kế trong phạm vi bao vây được chỉ định.
Q5: Nhà máy có thể bổ sung công suất sau này không?
A5: Có. Hệ thống tấm bắt vít cho phép bổ sung các lớp trên vỏ hiện có, tăng chiều cao trong khả năng chịu lực của móng, hoặc một bể song song kết nối với cùng một ống góp; dầm vòng hiện có phải được xác minh cho tải trọng bổ sung.
Q6: Làm thế nào để bạn tính toán kích thước lỗ thông hơi?
A6: Từ nhiệt độ chất lỏng đỉnh, hơi phía trên chất lỏng và bất kỳ khí nào sinh ra do phản ứng hoặc hoạt động sinh học trong dòng. Ba đầu vào đó là những gì tính toán thông hơi cần, và chúng nên được lấy từ thiết kế quy trình, không phải giả định.
Q7: Điều gì khác biệt đối với dòng hóa chất có hàm lượng clorua cao?
A7: Clorua tấn công thép carbon tráng phủ và có thể gây rỗ thép không gỉ 304, vì vậy bề mặt tráng men thường là câu trả lời cho việc chứa số lượng lớn; 316L hoặc loại duplex được dành cho các thiết bị đánh bóng nhỏ, độ tinh khiết cao, hàm lượng clorua cao, nơi áp dụng giới hạn ion kim loại.
Đối với một dây chuyền xử lý nước thải hóa chất, bề mặt tráng men được liên kết với thép ở nhiệt độ 820–930 °C là lựa chọn tồn tại được ở cả đầu axit lẫn đầu kiềm của chu trình mà không cần chương trình sửa chữa lớp lót, và hệ thống tấm bắt vít là lựa chọn có thể được dựng lên và mở rộng trong một tiến độ dự án gấp gáp. Hãy ghi lại dải pH, nhiệt độ đỉnh, mức clorua và lưu lượng đỉnh, thì vật liệu, đường kính và chiều cao sẽ theo đó mà được xác định trực tiếp. Bể thép phủ thủy tinh nung chảy cho các dự án xử lý nước thải hóa chất là lựa chọn có vòng đời thấp hơn khi dòng nước thải thực sự ăn mòn, và quyết định nên được đưa ra ở giai đoạn thiết kế công nghệ thay vì sau lần hỏng lớp lót đầu tiên.
Nói chuyện với Kỹ sư
Gửi thành phần nước thải và dải pH đo được, lưu lượng đỉnh và lưu lượng trung bình, nhiệt độ chất lỏng và hơi tối đa, hàm lượng clorua và sunfua, cùng các ràng buộc về mặt bằng và tiến độ. Nhóm sẽ trả về đường kính và chiều cao bồn, độ dày tấm, khuyến nghị về gioăng và lỗ thông hơi, bản vẽ tải trọng móng, danh mục tài liệu kiểm tra tại nhà máy và nghiệm thu, cùng kế hoạch giao hàng. Khi một vật liệu vỏ khác phù hợp hơn, phương án thay thế đó được nêu bên cạnh phương án tráng men kèm lý do, chứ không được đề xuất thay thế cho phương án tráng men.
WhatsApp