干粉投加裝置選型及加藥裝置的液位控制
作者: woodometer發(fā)布時間: 2019-04-20 14:44:226007 次瀏覽
文章以污水處理為例講解干粉投加裝置的選型技巧以及在工業(yè)過程中對液位的控制的重要性與控制技術。
干粉投加裝置選型
及加藥裝置的液位控制
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干粉投加加藥裝置以絮凝劑、硫酸鹽、硅藻土、磷酸鹽、聚合電解質(zhì)、高錳酸鉀、活性炭等顆粒物、粉狀物或濃縮液為原料，按設定的濃度連續(xù)、自動調(diào)配，并將按要求配制好的溶液向投加點投加藥劑。干粉投加裝置廣泛應用于石油、化工、造紙、電力、煤炭、制藥和食品等行業(yè)的水處理、污水處理及其他工藝介質(zhì)處理。
特別是近些年來，國家對于環(huán)保整治的力度越來越大。隨著企業(yè)環(huán)保意識的增加，許多企業(yè)也自行配置了相關干粉投加加藥裝置用來進行污水處理。
本文就污水處理為例，講解干粉投加加藥裝置相關容量的選擇以及液位的控制方法。
一、 處理能力的選擇
干粉投加裝置處理能力的選擇直接關系到投入的資金問題，包括設備購買費用、場地費用等。因此合理選擇處理能力目的是既能節(jié)約成本也能合理處理污水。
選擇處理能力首先要知道生產(chǎn)過程中一天污水的最大產(chǎn)生量是多少，一天的工作時間是多少，是否需要24小時三班倒？
我們舉個案例來講解處理能力的選擇。
案例：某廠日排污水30噸，正常工作時間為8小時，一周6個工作日，偶有加班，但很少有24小時三班倒的情況。這種情況下我們基本上考慮30噸÷24小時=1.25噸/小時的最小處理能力，一般情況下選擇1.5噸/小時的處理能力就能滿足要求。但是，因為污水的產(chǎn)生速度是30噸÷8小時=3.75噸，3.75-1.5=2.25噸，2.25×8小時=18噸，所以在前端因設置容量≥18噸的儲水罐（池）?？紤]偶發(fā)性最大24小時工作，2.25×24小時=54噸。所以考慮儲水罐（池）的容量可設置為55噸或60噸。因為干粉投加裝置日處理能力為1.5×24小時=36噸，也就是說，一次24小時加班產(chǎn)生的儲水罐（池）的污水在2個周末停產(chǎn)的時間里可以完全消耗。也就是說只允許2周有一次24小時加班。
這個方案是比較緊湊的處理能力，彈性不夠強。所以，我們可以以這個案例為基礎，選擇更高處理能力的配置，比如2噸/小時、2.5噸/小時、3噸/小時、3.5噸。假設選擇2.5噸/小時處理能力的設備，那么3.75-2.5=1.25噸，1.25×8小時=10噸，1.25×24小時=30噸，可配合30噸儲水罐（池）。假設選擇3噸/小時處理能力的設備，那么3.75-3=0.75噸,，0.75×8小時=6，0.75×24=18噸，可配合20噸儲水罐（池）。
當然，我們認為最優(yōu)化的方案是采用2套1.5噸的與20噸儲水罐（池）搭配的組合。這種組合考慮到加班情況下的排量增容、設備檢修等因素，在實際應用過程中彈性比較大。
二、 儲水罐（池）的選擇
儲水罐（池）是為了廢水排出速度大于設備處理能力時用來緩存廢水用的過渡性容器。儲水罐（池）的容量選擇在上文已經(jīng)講述，主要考慮一個工作周期內(nèi)排放量與處理能力的差值，在這個差值的基礎上進行適當放大，一般情況下至少要有20%以上的放大率，這個放大率和廢水的性質(zhì)有一定關系，比如沉漿、沉渣等沉淀物對容量的縮減等因素。
儲水罐（池）非常重要的一個問題是液位控制。這個液位控制主要目的是上、下限位的控制。上限位控制是為了防止廢水、廢液排量過大，造成回流而產(chǎn)生污染。一般情況下控制在總容量90%作為上限。此時應采用“開源節(jié)流”的方法，一方面擴大處理能力，另一方面減少廢水的排量。下限位控制是為了防止廢水過少時干粉投加裝置空運行造成不必要的浪費與損失。下限位控制點一般設置在與儲水罐（池）出水口同一水平線上，或略高，禁止設置在低于出水口的高度。上限位可以與報警器連接，當水位達到上限位時應有明顯的聲光報警，以利于相關人員及時作出有效處理。下限位也可以與報警器連接提供聲光報警，但更好的應用可以與交流接觸器或PLC連接，用來控制干粉投加加藥裝置的關停。這樣可以有效防止干粉投加加藥裝置各種泵的空轉造成燒毀，也可以有效節(jié)約運行成本。當然，實際上我們也可以在高于下限位一定高度的地方設置“啟動限位”，也就是當液體高度到達這個高度時自動開啟干粉投加加藥裝置。這種搭配的情況下，一般來講，是通過下限位液位開關、啟動限位液位開關這兩個液位開關與交流接觸器或PLC聯(lián)合工作來實現(xiàn)全程自動化運行的。
儲水罐（池）的液位開關選擇至關重要，要考慮安全可靠、耐用性以及經(jīng)濟性。就目前市面上常用的液位開關有很多種，現(xiàn)在分別來講講他們的特點。
1、 超聲波、雷達液位開關性能較好，但是價格較高，一般都是千元以上級別甚至更高，而且一般精度的波頻類型的液位開關對于液體汽化、霧化會產(chǎn)生誤報。
2、磁翻板型液位開關價格相對低廉一點，還可以提供較為直觀的液位高度連續(xù)觀察，但是相對體積較大，安裝、更換、檢修相對工作量較大，其連續(xù)測量和觀測的功能在實際應用中作用不大，我們需要的實際上就是幾個限位控制點。
3、投入式液位開關，這種開關在前幾年應用比較多，價格低廉、使用簡單，但在工業(yè)環(huán)境中酸、堿、油、有機溶劑等因素的存在，很容易對其浮子、電纜造成腐蝕而失靈。
4、干簧管浮球液位開關，這種液位開關在近幾年應用比較廣泛，實際效果較好、價格低廉、安裝簡便，在大多數(shù)環(huán)境下使用效果都不錯，但是也有其缺點，一種情況是油、漿等粘性液體以及帶有雜質(zhì)的液體在浮球和干簧管的間隙外緣產(chǎn)生粘連，間隙中間段產(chǎn)生細小氣泡腔，繼而造成浮球活動不靈敏，另一種情況是動態(tài)液體產(chǎn)生晃動，使浮球不能垂直上浮而是搖擺上浮，在搖擺上浮過程中與干簧管卡死，造成失控。
5、ML-20系列磁動式浮球液位開關是近年出的新產(chǎn)品，價格為幾百元，安裝方便、結構緊湊、維護方便、耐酸堿、耐油、耐老化，基本上可以克服上述液位開關的弱點，但是磁動式浮球液位開關不具備連續(xù)監(jiān)測的功能，只能提供點信號，安裝的接口的內(nèi)徑要大于等于浮球直徑等因素也限制了它的應用。
綜上所述，儲水罐（池）的液位開關要根據(jù)所儲液體的物理、化學特性，以及使用方便程度、場地因素等綜合考慮選型。
三、 液槽液位控制及流程控制 液槽按一個工作周期來規(guī)劃流程控制，最簡單的周期是進液—投料—反應—沉淀—排液。很多加藥裝置由多組液槽組成，工作周期大體也是這樣一個流程。這個流程里，第一步需要液位控制，也就是控制液槽里液體的體積，當液位達到設定高度時（體積到達指定體積）開始投料，這時投料的量是一個固定值。反應、沉淀的時間也是一個固定值，最后可以用電磁閥控制排液。所以整個過程就是上限位液位開關給出一個開關量給PLC，PLC給出關閉進液電磁閥的指令，PLC給出投料指令給料斗電磁閥，PLC進行時間計算，PLC給出排液指令，下限位液位開關給出一個開關量給PLC，PLC給出停止排液指令，同時給出開始進液指令。這是一個周期，周期的開始是上限位液位開關發(fā)出指令，周期的結束是下限位液位開關發(fā)出指令。所以液槽液位控制是實現(xiàn)干粉投加裝置自動化運行的關鍵步驟，選擇穩(wěn)定、安全、可靠、耐用的液位開關是自動化運行的基礎。
附圖：
干粉投加裝置 雷達液位計 磁翻板液位計
投入式液位開關 干簧管浮球液位開關 ML-20磁動式液位開關