技术实力

PCA聚合氯化铝年产2万吨生产线成功投入生产

2019-03-27 00:08:50

PCA聚合氯化铝年产2万吨生产线成功投入生产

前   言

物料简介:

聚合氯化铝是一种无机高分子聚合型絮凝剂。

聚氯化铝PAC外观:呈黄色或红黄色或纯白色。

用途:主要用于饮用水的处理;工业废水及城市污水的处理;及含毒性重金属和含氟污水的处理等.适用于各种浊度的源水,PH适用范围广,矾花形成大,快,沉降速度快,腐蚀性小,工人劳动强度低. 也可用于造纸、印刷、鞣革、药剂和木材防腐等。

根据经验我们在设计上优化了以下几点:

因物料的流动性不好,干燥塔设置内分离装置,主塔出料达到85%,主塔的下锥体角度由60度,改为52度,下锥体上气锤数量增加,安装有气锤12只,这样下料快速、均匀、保证不积料,避免了工人用木榔头敲击对设备造成的损坏,避免了长时间高温对物料的影响。

由于物料具有很强的吸湿性,堆积比重较轻,关风机会因物料吸潮卡死,不适合采用,故出料口要做的大一些,我们制作下料口尺寸为φ300-500mm,方便下料。采用热风降温输送。有效降低物料的团聚和增强流动性。

进料系统采用软管泵,因物料在液体状态下具有很强的腐蚀性。

因物料具有很强的腐蚀性,对雾化器的选择非常重要。

我们选择处理量8T/H的雾化器即可满足产量的要求,雾化器电机功率45-55KW,雾化器的导管φ51×3为PP制作,软管为高压橡胶管,三通为不锈钢316L制作,导向轴承座为纯钛制作,落料盘为纯钛制作,雾化盘采用钛合金TC4,强度高,耐腐蚀、耐磨损,雾化器采用变频调速,变频器采用ABB品牌。

雾化器转速8000-12500rpm,油泵电机为0.75KW共二台,润滑油为30(N46)或40(N68)无灰抗磨液压油,并增加润滑油水冷装置。

工艺流程及说明:

工艺流程:

PAC液体→供料系统→雾化系统

                       ↓

空气过滤→热风系统→干燥塔→旋风分离器→湿式除尘→排风系统→烟囱排入大气

                       ↓        ↓        ↓

                      产品      产品     液态产品

1、本机为开式循环,空气直接从大气中吸取,外界空气经注风机、蒸汽、电加热加热成热风,通过干燥室顶部的热风蜗壳和热风分配器均匀地流入干燥室;需干燥的液体物料或水分别送入本机的水储罐内,料或水根据操作指令,通过供料泵、阀向雾化器供料或供水,进入雾化器雾化盘的料或水在离心力的作用下,分散成雾滴;在干燥室,雾滴与热风接触即被干燥成产品,95%以上的成品与湿热空气的混合物由干燥室底部出来,经冷却收料器收料包装,旋风分离器收集收集成品后反回干燥塔,废气通过湿式除尘器由排风机经烟囱排入大气。

2、雾滴和热空气的接触流动方式:本机采用垂直下降并流型,在干燥室内,液滴与热风呈同向流动,被干燥的物料在低温条件下进行干燥,且塔壁粘粉较少(配振打器),适用于热敏性物料干燥。

3、为了保证干燥产品的纯洁度和产品不受污染及腐蚀,干燥室系统与物料接触部位的材质均选用316L管制作。

4、为防止物料的外泄,粉尘飞扬,本机干燥过程在负压条件下运行。

设备组成及特点

5、供料系统:由供料泵、管道等组成。贮槽分为料槽,配有液位计和过滤器,供料泵采用变频调速控制,由电控系统根据排风温度自动改变泵的转速,实现流量调节。

6、雾化系统:本雾化器由一台45--55Kw的交流异步立式电动机驱动,电机与齿轮传动装置通过弹性联轴节直接联接,并通过二级斜齿轮驱动主轴,主轴最高转速达12500rpm。为使料液能平稳均匀地从供料管分配至雾化轮,在主轴下端靠近雾化轮处,装有料液分配器专用零件,雾化轮是一种平板型矩形通道雾化盘,直径为210mm-240mm,在12500rpm时线速度为120m/s。本雾化器分别配置了润滑系统和冷却系统,雾化器的主轴是按柔性轴理论设计的,其工作转速在一阶临界转速与二阶临界转速之间,运行是安全的,但柔性主轴从启动到工作转速,将超过一阶临界转速点,在临界转速上,会出现瞬时的振动,因此操作使用时,决不允许在临界转速附近停留和运行,以免由于振动而引起损坏,造成事故。本雾化器高速旋转的雾化轮进行了精密的动平衡校验,主轴轴承采用SKF高速用轴承,润滑油为30(N46)或40(N68)无灰抗磨液压油。

7、热风系统:由蒸汽换热器、直接燃烧炉或电加热器、燃烧器,风机,阀,管道等组成。本系统将空气加热到要求的热风温度和将热空气以恒定速率送到干燥室。

8、干燥室及热风分配器:干燥室是喷雾干燥机的主要部分,是以保证物料在干燥室有足够的停留时间,使制品达到所需要的水分要求又不受热变质和室壁沉积的前提,其尺寸大小与进风速率,雾化盘直径,雾化盘转速直接有关。本机干燥室为室内型结构,由外筒身,构架,保温层,内筒等组成,在干燥室顶部中心的热风蜗壳是一个螺旋形进风通道,在圆柱形室壁上,设有观察和清洗室壁用的门及照明装置,在圆柱及锥部室壁上安装有一定数量的空气振打锤,可以定期对室壁进行振打,清除吸附在室壁上的干物料,以防止粉料堆积。

本干燥室采用一处出料,一次收集。本干燥室保温层保温材料为超细岩棉,单边厚度为100mm,外壳体采用1.0mm304不锈钢板制作。

热风分配器装在干燥室顶部的热风蜗壳内。热风分配器的作用是使干燥用热风均匀地进入干燥室内,与雾化液滴有效地混合,不生产涡流,避免或尽量减少塔顶粉尘产生,使水分迅速蒸发。热风分配器上装有可调节夹角的导风板,用来控制热风的方向,使雾滴与热风的混合达到合适要求,提高雾化效率。

干燥室内筒材质为不锈钢316L,焊接时接口应打磨干净,不能留有其它任何杂质,焊条应直接从母材钢板上裁剪。内筒与受力构架间的连接构件材质应为槽钢和角钢制作。

9、产品回收和排风系统:由内置旋风分离器、外置、旋风分离器、排风机,湿式除尘器,管道等组成。

干燥过程完成后,干燥产品悬浮在空气中,对离开干燥室的空气中所带出的干燥产品,必须有效地加以分离及回收;以保证干燥过程能获得最大产量和防止粉料逸到大气中造成空气污染。本机采用一次性收料系统。干成品与空气的混合物经内置和外置旋风分离后进到气力输送系统中,含有少量微尘的废气从旋风分离器上部出来后进入湿式除尘器,经除尘净化后由排风机经烟囱排入大气。本机采用的湿式除尘器为水喷淋填料过滤型,压力损失小,过滤效率高,附有水箱及水泵,供循环使用,当喷淋水质达到一定浓度后,可进行前道工序进行回收利用或经废水处理系统进行处理后排放,除尘器内填料应定期进行清洗。

11、电控系统:本机的电控系统为干燥机电气控制系统。干燥机电控系统,除一次仪表和执行器件外,集中安装在控制室的电控柜内,电控柜内安装有控制显示报警仪表及操作按钮。干燥机电控系统中,送风机,引风机为连锁控制,变频控制进风量;出风温度PID自动控制,由温度调节仪,通过供料泵变频器调整供料泵转速,改变供料流量,从而达到控制出风温度的目的。供料泵转速增大,供料量增加,塔内温度减小;反之转速减小,供料量减少,塔内温度升高。塔内压力由PID通过压力传感器,变频器、自动控制塔内压力。塔内压力增大,引风机转速减小,塔内压力减小;反之压力减小,引风机转速增大,塔内压力增大。塔内压力的调整,要考虑送风量和排风量的配合调整,使之达到最佳值。雾化器为变频调速控制开停。

一、买方提供设计参数及工艺参数设定

设计参数

工艺参数

物料名称

液态聚合氯化铝(PAC)

料液含水率          ω1

47-57﹪

料液固含量

43-53﹪(按照43%计算)

产品含水率          ω2

≤4﹪

进风温度

260-320℃(按照280℃设计)

设料液温度          θ1

常温—45℃

产量

2800kg/h/台

产品包装温度  θ2

50℃

收料率

≤99.5﹪

干燥塔的蒸发水量    W水

3500-3600kg/h

产品终水分

≤4﹪

干燥塔的产量        W产

2800kg/h

除尘方式

旋风+水膜除尘器

环境温度            t0

15℃

操作方式

连续操作

空气含湿量          d0

0.012㎏水/㎏干空气

干燥介质

过滤后的自然空气

干燥塔热风进口温度  t1

280℃

供热方式

0.8Mpa+电加热补偿供热

热风进口含湿量      d1

0.012kg水/kg干空气

原料处理量

6468-6720kg/h

设干燥塔排风温度    t2

95-115℃(按照100℃计算)

干燥选型

离心式喷雾干燥机

绝干产品比热        CS

0.5Kcal/Kg·℃

二、热量衡算:

序号

项     目

技 术 数 据

1

干品产量kg/h W产

2800kg/h

2

脱水量(kg/h)W水

3556-3808kg/h

3

料液供应量kg/h

6468-6720kg/h

4

蒸发水分所需热量Kcal/h Q1

245×104Kcal/h

5

产品升温所需热量Kcal/h Q2

11.03×104Kcal/h

6

干燥塔外围护热损失Kcal/h Q3

30.8×104Kcal/h

7

干燥塔外围热损失控制范围60~100Kcal/kg水

78.45Kcal/Kg水,

8

进风焓差i1-i2'

46.626Kcal/Kg

9

干燥所需的热风流量

64740Kg/h折算53950m3/h;

10

焓差i1-i0

69.939Kcal/Kg

11

干燥所需热量Q

452.3×104Kcal/h

12

干燥塔排风含湿量验算d2

0.0495Kg水/kg干空气

13

旋风结露验算

温差48℃(超出20℃旋风不结露)

三、喷雾塔计算:

序号

项   目

技 术 数 据

1

雾距半径R

R-4.59m

2

塔体内径D1

9.5m(大于雾距直径和轴向流速在0.3m/S的状况下的9.32m塔径,所选直径在合理范围内)

3

筒体高度H1

10.5m

4

热风室高H2

1.5m

5

下椎体高H3

8.3m

6

塔底内置式旋风高度H4

6.5m

7

设备净高H

27.3m

8

直段容积计算V1

952m3

9

锥体容积V2

240 m3

1、离心雾化器的的选用:

在并流操作条件下,采用R-XH8T型高速离心雾化器。 雾化器电机功率:55kw。雾化盘直径240mm,转速:10000-12500r/min;雾化盘以及分配盘采用钛材制作,自备有冷却系统,电机采用变频控制。所有油压温度等接入需方DCS操作系统。

2、一般提供以下干燥强度计算公式:

序号

项   目

技 术 数 据

1

脱水强度系数E'

6.745Kg水/m3·h

2

设计经验系数取0 .85

5.733Kg水/m3·h

3

可脱水量Kg水/h  W1

6834Kg水/h>3808Kg水/h

4

塔内平均对数温差tm

91.6℃

5

塔内交换的热量Kcal/h  Qt

328×104Kcal / h>Q1+Q2=256.03Kcal/h

(可满足应用要求)

四、热源计算:

1、干燥所需热量为Q=452.3×104Kcal/h;由于考虑到冬季因素,故实际使用会有10%的余量,则Qy=497×104Kcal/h。

2、供热方式:需方拟采用0.8MPa饱和电加热器供热。

3、电加热器型号:SRQ-380-3kw螺旋翘翅加热管,材质310S。

3、蒸汽换热装置型号:SRZ-25螺旋翘翅式,耐压16bar,材质SU304。

2、蒸汽加热器面积计算:饱和蒸汽压力0./8 Mpa压力下蒸汽温度 T=174℃,设换热温度T1=160℃,环境温度T2=15℃,平均对数温差Tm,换热系数K=15,换热面积F。

则详细数据如下表:

序号

参         数

规       格

1

饱和蒸汽温度T,环境温度T2,换热温度T1,

进风温度T3,换热系数K平均对数温差Tm,

59.62℃

2

换热装置供热量Q1(Kcal/h)

230×104Kcal/h

3

蒸汽耗量Q1耗

4600kg/h

4

换热面积计算F

2500m2

5

电加热供热量Q2

270×104Kcal/h

6

电加热功率KW

3105kw


电加热管SRQ-380-3KW/支

1035支

五、热风管和出料管以及除尘器的选用:

 序号

项   目

技 术 数 据

1

热风管Æ1

1.436m取Æ1500mm

2

出料管Æ2

1.229m取Æ1300mm

3

旋风尘器

CZT-23×2/Æ2300mm

4

气流输送管道

Æ219mm

5

集料仓

Æ2500mm

6

集中收料旋风

CZT-1.2/Φ1200mm

7

水膜除尘器

Æ 3000mm、Æ 3500mm

 六、空气过滤器的计算:

根据设计要求,每立方米的高效空气过滤量是25000立方米,但是实际现场达不到足够的环境要求,所以无法按照正常计算来确定空气过滤器面积,我公司根据多年的经验,空气过滤器取1800×1600×350mm,能够满足正常生产的需要。

七、设备的主要参数:

序号

项     目

                  性    能   参    数

备注

1

塔内径

Æ9500mm


2

塔外径

Æ9700mm


3

热风管直径

Æ1500mm


4

出料管直径

Æ1300mm


5

进风量

64670kg/h,或53891m3/h

环境风量

6

进出风温度

260-320℃;出风温度:95-115℃

可调

7

蒸发水分

3668-3808Kg/h


8

干品含水率

≤4%


9

干燥用热量

500×104Kcal/h


10

旋风除尘器

CZT-23×2


11

集中收料旋风

CZT-1.2/Æ1200mm


12

气流输送管道

Æ219mm


13

水膜除尘器

2级碱洗塔:Æ3200mm/套、Æ3800mm/套、

配置循环水泵15kw,

材质FRP杭州

14

蒸汽换热装置

型号:SRZ-25螺旋翘翅散热器/3000m2

需方自备

15

冷冻除湿机

处理风量8000m3/h,

业主提供5-7℃冷冻水用于气流输送除湿机使用

16

鼓风机

型号:G4-68-10D、流量:33173-58856Nm3/h、

Pa:2315-3403Pa、功率:55KW、

转速:1450转/分,电机型号:Y250M-4

防爆电机

17

引风机

型号:HF-601B (变频马达)、流量:54526—76040Nm3/h、Pa:4582—4777pa、功率:160KW 、转速:960转/分, 电机型号:Y315M1-4

材质FRP杭州

18

气流输送风机

型号:9-19-9D、流量:8294-10171Nm3/h、Pa:4101-4453Pa、功率:30KW、转速:1450转/分,电机型号:Y180L-4;

316L

19

回粉风机

型号:9-19-5A、流量:1610-2844Nm3/h、Pa:5517-5697Pa、功率:7.5KW、转速:2900转/分

316L

20

电加热器

型号: SRQ-380-3kw-3105KW,供热250-270×104Kcal/h

供方提供

21

雾化器

型号:R-XH8T、功率:55KW,备有油温冷却系统,油压检测系统。

一用一备

22

供料泵

型号:JX-50,流量:≥6-10m3/h压力:16bar、功率:4KW变频调速、一用一备,软管多配1个

一用一备

 

23

关风机

TFG-24(特氟龙喷涂)/4kw, TFG-8×2/3kw(特氟龙喷涂)


24

装机总功率

321.5KW(电机功率),3105KW(电加热)