Kho chứa bột hóa chất là gì: Thiết kế ngăn chặn, dòng chảy và chống ăn mòn
Tạo vào 07.29
Thiết kế chống thấm và chống ăn mòn cho silo chứa bột hóa chất là gì
Một silo bột hóa chất lưu trữ một thuốc thử rắn khô hoặc nguyên liệu thô trong một xi lanh thép được bắt vít hoặc hàn và khác với silo xi măng rời chủ yếu ở tính chất hóa học: bột được lưu trữ có thể có tính axit, hút ẩm, đóng bánh hoặc phản ứng. Do đó, thiết kế bắt đầu từ độ pH, độ ẩm và đặc tính dòng chảy của vật liệu và sau đó cố định hình dạng hình học đáy, lỗ thông hơi và bộ lọc, hệ thống khớp kín bụi và bảo vệ bên trong. Một silo thép nung chảy thủy tinh mang một lớp men được nung chảy ở 820–930 °C với độ dày 0,25–0,45 mm, được kiểm tra tia lửa ở 1500 V DC và được đánh giá pH 1–14, phù hợp với các loại bột có tính axit và kiềm sẽ tấn công thép carbon hoặc kẽm.
Một kỹ sư quy trình khi chỉ định một silo chứa bột hóa chất có một bản yêu cầu khó hơn so với trường hợp xi măng, bởi vì vật liệu có thể có tính axit, ăn da, hút ẩm hoặc đơn giản là chưa biết cho đến khi bảng dữ liệu của nhà cung cấp đến. Silo phải chứa được một chất rắn khô mà không để chất rắn đó đóng bánh thành khối, bột phải thoát ra theo yêu cầu với tốc độ được kiểm soát, thao tác nạp liệu phải kín bụi vì sản phẩm có thể là mối nguy cho sức khỏe hoặc môi trường, và bề mặt bên trong phải chịu được một hóa chất mà khi ở dạng dung dịch có thể ăn mòn mạnh hơn nhiều so với khi còn trong bao. Bốn yêu cầu đó chính là silo.
Hóa học là yếu tố đầu tiên
Độ pH và độ ẩm của bột được lưu trữ quyết định vật liệu vỏ, và quyết định này phải được đưa ra trước khi thiết kế hình học. Một chất độn có tính kiềm nhẹ hoặc trơ có thể được chứa trong silo bằng thép carbon hoặc thép mạ kẽm theo tiêu chuẩn HDG GB/T 13912-2020 trong môi trường nội thất khô ráo. Một loại bột có tính axit — muối chứa lưu huỳnh, phosphat hoặc tinh quặng khoáng sản có tính axit — cần một lớp lót bên trong không bị ăn mòn khi sản phẩm hấp thụ độ ẩm khí quyển, và một loại bột kiềm ăn da cũng cần khả năng chống chịu tương tự ở đầu kiềm của phổ pH. Đây là trường hợp của silo thép nung men thủy tinh: lớp men được nung chảy vào thép ở nhiệt độ 820–930 °C, được tạo thành với độ dày 0,25–0,45 mm, được đánh giá trên 3.450 N/cm², được kiểm tra tia lửa ở 1500 V DC và chịu được pH 1–14, do đó nó xử lý được cả hai đầu của phổ pH trên bề mặt thủy tinh trơ. Khi bột thực sự có độ tinh khiết cao hoặc hàm lượng clorua cao và người vận hành muốn có một hàng rào hợp kim, thép không gỉ 316L là lựa chọn thay thế và có giá cao gấp nhiều lần so với silo GFS; khi nhiệm vụ là một sản phẩm nhẹ nhàng trong một silo khô, thép mạ kẽm theo GB/T 13912-2020 là giải pháp kinh tế.
Hình học đáy: đóng bánh và dòng chảy
Bột hóa chất dễ bị vón cục hơn xi măng, vì vậy hình học đáy và cửa xả là những yếu tố thiết kế chính. Bột hút ẩm hoặc nhạy cảm với áp lực sẽ tạo cầu trên một cửa xả nhỏ và tạo lỗ chuột bên cạnh một cửa xả đặt không đúng vị trí, do đó độ dốc phễu phải vượt quá góc chảy đo được của vật liệu với một biên độ dự phòng, và đường kính cửa xả phải được tính từ khối lượng riêng khối và lưu lượng yêu cầu thay vì từ băng tải. Đáy hình nón cho một cửa xả đơn sạch sẽ và là giải pháp thông thường cho bột hóa chất bị vón cục; đáy hình phễu với độ dốc nông phù hợp với vật liệu chảy tự do trong một silo cao nơi một hình nón đầy đủ sẽ quá cao; đáy phẳng với nhiều cửa xả trên sàn phù hợp với một diện tích mặt bằng lớn được phục vụ bởi một trục vít. Khi không thể loại bỏ vón cục bằng thiết kế, biện pháp hỗ trợ là cơ học — một tấm đệm tầng sôi, một vòng sục khí, một cửa xả rung hoặc xung lực, hoặc một cửa xả phá vỡ — và biện pháp hỗ trợ đó phải được chỉ định cùng với silo, không phải trang bị thêm sau khi cửa xả bị tắc đầu tiên làm dừng nhà máy. Trên cơ sở đó, silo bột hóa chất là một bình kín, có thông hơi với cửa xả hỗ trợ dòng chảy, và vỏ chống ăn mòn cho bột được lưu trữ được quyết định cùng lúc.
Kết cấu kín bụi và đường thoát khí
Một silo chứa bột hóa chất vừa là bình chứa vừa là bình lưu trữ. Điểm nạp liệu cần một khớp nối quay kín hoặc một trạm đổ bao có bộ lọc, không khí bị dịch chuyển cần một lỗ thông hơi có kích thước phù hợp với thể tích vận chuyển và được lọc qua một bộ lọc túi hoặc bộ lọc hộp với một khóa khí quay để hoàn trả sản phẩm bị giữ lại, và mọi mối nối vỏ đều phải kín bụi. Trong một silo bắt bu-lông, điều đó có nghĩa là các mối nối mặt bích với gioăng EPDM và bu-lông cấp 8.8 được lắp ráp đến mô-men xoắn quy định, các lỗ được khoan tại nhà máy và gioăng được kiểm tra tại mỗi lần kiểm tra; một silo bắt bu-lông với gioăng đã hỏng là một nguồn phát bụi, và kế hoạch kiểm tra nên bao gồm gioăng tại mọi cửa người và lỗ xuyên mái. Áp suất bên trong trong quá trình nạp chỉ vài kilopascal và không có áp suất trong quá trình xả, vì vậy silo vẫn là một bình chứa áp suất khí quyển với một đường xả áp, không bao giờ là một bình chịu áp lực.
Đặc điểm kỹ thuật
Thông số | Giá trị / Phạm vi điển hình | Ghi chú |
Nhiệt độ nung chảy men | 820–930 °C | Thủy tinh nung chảy vào thép trong một chu trình |
Độ dày men | 0,25–0,45 mm | Trên 3.450 N/cm² |
Kiểm tra tia lửa | 1500 V DC | Mỗi tấm trước khi vận chuyển |
khả năng chống pH | 1–14 | Bột axit và kiềm |
Độ nhám bề mặt bên trong | Ra < 0,8 µm | Dễ dàng rửa trôi giữa các sản phẩm |
Tùy chọn mạ kẽm nhúng nóng | HDG theo GB/T 13912-2020 | Bột khô, trơ, không ăn mòn |
Tùy chọn thép không gỉ | 304 / 316L | Độ tinh khiết cao, clorua cao |
Hệ thống khớp nối | Mặt bích, gioăng EPDM, bu lông cấp 8.8 | Kín bụi khi siết đúng lực |
Lỗ thông hơi | Bộ lọc túi hoặc lọc hộp với khóa khí quay | Kích thước theo lưu lượng khí vận chuyển |
Đáy | Hình nón, phễu hoặc phẳng có cửa xả | Kích thước theo góc chảy và độ vón cục |
Vận hành và bảo trì để giữ cho silo luôn trong tình trạng hoạt động tốt
Những chi tiết quyết định một silo chứa bột hóa chất có vận hành được hay không lại là những thứ không ai định giá: lộ trình rửa trôi, vị trí cửa người chui và chu kỳ kiểm tra. Một silo thay đổi giữa các sản phẩm cần có phần nội thất có thể rửa được và một lỗ xả ở điểm thấp nhất; một silo chứa một sản phẩm trong nhiều năm cần có cửa người chui ở mức mà người ta dự kiến sẽ có đóng bánh, để đội ngũ có thể quan sát dòng chảy mà không cần vào hẳn bên trong. Mọi điểm xuyên qua — cảm biến mức, đầu dò nhiệt độ hoặc độ ẩm, cửa nạp liệu, lỗ thông hơi và cửa xả — nên nằm trong một ống lót kín thay vì được hàn xuyên qua lớp men tại hiện trường, bởi vì một điểm xuyên được hàn tại hiện trường vào lớp lót nung chảy chính là nơi bắt đầu ăn mòn. Và chu kỳ kiểm tra nên tuân theo vật liệu: một loại bột hút ẩm hoặc có tính axit cần được xem xét ở cửa xả và hình nón đáy vào mỗi chu kỳ giao hàng, một loại bột trơ thì chỉ cần vào kỳ khảo sát hàng năm.
Dự án tiêu biểu
Dự án | Vị trí | Sản phẩm | Dung tích | Phạm vi |
Bể chứa nước thô đường kính lớn | Namibia | Bể GFS | 44.900 m³ | cung cấp và giám sát thi công |
Bể xử lý nước thải công nghiệp, 27 bộ | Tân Cương, Trung Quốc | Bể GFS | Tổng cộng 30.469 m³ | cung cấp và giám sát thi công |
Bể xử lý nước thải hóa chất đường kính lớn | Chiết Giang, Trung Quốc | Bể GFS | 11.613 m³ | cung cấp và giám sát thi công |
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 chứa thép tráng men nung (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 cho 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 chứa đơn lẻ được cung cấp với dung tích lên đến 60.000 m³. Hoạt động sản xuất được vận hành 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 dịch vụ bột hóa chất, điều đó có nghĩa là một silo được xác định phạm vi từ bảng dữ liệu vật liệu: lớp vỏ men hoặc hợp kim, hình học đáy và cửa xả, các xuyên thủng được bịt kín, thông số kỹ thuật của mối nối và gioăng kín bụi và giao diện thông hơi và bộ lọc, được bàn giao kèm theo quy trình lắp bu lông và kiểm tra.
Câu hỏi thường gặp
Q1: Điều gì làm cho silo bột hóa chất khác với silo xi măng?
A1: Chủ yếu là hóa chất. Xi măng là một loại bột có tính kiềm nhẹ, chảy tự do, có tính mài mòn; một loại bột hóa chất có thể có tính axit, hút ẩm, đóng bánh hoặc phản ứng với độ ẩm, vì vậy vật liệu bên trong, chiến lược sấy khô hoặc khử ẩm và thiết bị hỗ trợ đầu ra đều được điều chỉnh theo bảng dữ liệu sản phẩm.
Q2: Loại vật liệu bên trong nào phù hợp cho cả bột có tính axit và kiềm?
A2: Vật liệu bên trong bằng thép tráng men thủy tinh. Lớp men được nung chảy ở 820–930 °C, dày 0,25–0,45 mm, được kiểm tra tia lửa ở 1500 V DC và được đánh giá pH 1–14, do đó nó bao phủ cả hai đầu của phạm vi trên một bề mặt trơ, với độ nhám dưới Ra 0,8 µm giúp việc rửa chuyển đổi trở nên thực tế.
Q3: Tôi có thể sử dụng thép mạ kẽm cho bột hóa chất không?
A3: Chỉ dành cho bột khô, trơ, không ăn mòn. HDG theo GB/T 13912-2020 cung cấp bảo vệ hy sinh trong nhiệm vụ đó, nhưng không phù hợp khi bột có tính axit hoặc kiềm, khi có độ ẩm, hoặc khi tiếp xúc với thực phẩm hoặc thức ăn chăn nuôi.
Q4: Làm thế nào để ngăn bột bị vón cục ở đáy?
A4: Thiết kế độ dốc phễu cao hơn góc chảy đo được, định cỡ cửa xả từ tốc độ xả yêu cầu và mật độ khối, và chỉ định hỗ trợ ở giai đoạn thiết kế — đệm sục khí, vòng tầng hóa lỏng, hoặc cửa xả xung hoặc rung — thay vì phát hiện sau khi chạy thử rằng cửa xả bị tắc.
Q5: Làm thế nào để giữ silo bột hóa chất kín bụi?
A5: Với khớp nối nạp kín, lỗ thông hơi có lọc với khóa khí quay trả sản phẩm bị giữ lại về silo, và các mối nối vỏ được siết đúng lực với gioăng còn nguyên vẹn. Trong silo bắt bu lông, tình trạng gioăng và bu lông tại mọi cửa người và lỗ xuyên là hạng mục kiểm tra theo lịch.
Q6: Silo có bao giờ bị tăng áp không?
A6: Khí nạp chỉ làm tăng áp suất bên trong vài kilopascal, và đường xả áp cùng bộ lọc có kích thước đúng giữ nó ở mức đó. Trong quá trình xả, hoàn toàn không có áp suất dương, vì vậy silo là bình chứa áp suất khí quyển và không bao giờ được vận hành như bình chịu áp lực.
Một silo chứa bột hóa chất được chỉ định theo ba bước: xác định vật liệu bên trong từ độ pH và đặc tính ẩm của bột, xác định đáy và cửa xả từ góc chảy và xu hướng vón cục của bột, sau đó xác định đường dẫn bụi và thông hơi từ phương pháp nạp liệu. Chọn đúng hóa chất và phần còn lại của thiết kế là thông thường. Gửi bảng dữ liệu bột, dung tích và tốc độ xả cho kỹ sư và bạn sẽ nhận được cấu hình silo với lớp lót, phễu, thông hơi và phạm vi mối nối.
Trao đổi với Kỹ sư
Gửi tên hoặc bảng dữ liệu bột hóa chất, khối lượng riêng và góc chảy, độ pH trong dung dịch, độ ẩm và xu hướng vón cục, dung tích yêu cầu và tốc độ xả, phương pháp nạp liệu và quy định áp dụng về bụi hoặc thiết bị xử lý. Chúng tôi sẽ phản hồi cấu hình silo với chi tiết lớp lót, đáy, cửa xả, thông hơi và mối nối cùng bộ bản vẽ và thông số kỹ thuật.
WhatsApp