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1、喷淋塔自动加药装置设计说明书一、高锰酸钾几种重要特性1、高锰酸钾粉末放置时间太长会吸潮板结；高锰酸钾粉末自身不吸取水分，但其中少量杂质会吸取水分而结成饼块。2、高锰酸钾在水中溶解度为 6.4g/100ml；3、高锰酸钾溶液具备肯定腐蚀性；4、高锰酸钾溶液具备强氧化性，其作为氧化剂反映产物是锰氧化物，是土壤成 分之一，不会导致环境污染；5、高锰酸钾能破坏某些有机化合物中碳碳双键C=C，将这某些有机化合物降解；6、高锰酸钾溶液在空气中保存时间不长。医学上用于口腔消炎高锰酸钾溶液浓度为 0.002%，其在空气中存储时间仅有2 小时。浓度越高其保存时间会越长。二、在喷淋塔循环冷却水中投放高锰酸钾作用1
2、、运用高锰酸钾强氧化性杀灭某些细菌、微生物；2、除去某些有机污染物。三、原有方案原有方案承受是干粉投料方式，依托“插板阀+翻板阀”装置进展投料，在投料过程中计量不准确。四、方案方案承受溶液加药方式。具体做法是：将高锰酸钾粉末投进搅拌罐中配备成肯定浓度高锰酸钾溶液，再用水泵定量抽取到喷淋塔中。承受方案重要是为了使投药量更加准确、高效。1、方案目的参数 喷淋塔内高锰酸钾浓度掌握在 0.05%0.2%范畴内； 搅拌罐内高锰酸钾浓度掌握在 5g/100ml 左右； 喷淋塔每周换水量不不大于 50%，每月清空一次； 每季度或半年人工加高锰酸钾粉料 1 次配套料位计，能发出少料警报。 喷淋塔每天运营 8
3、小时，每隔 4 小时更换某些循环水，每天 2 次。 搅拌罐每天自动加高锰酸钾并且自动补水 1 次； 每周5 天人工加高锰酸钾粉料 1 次配套料位计，能发出少料警报。2、方案中需要解决几种问题： 搅拌罐中高锰酸钾溶液如何保证浓度？解决方法：用小型螺旋机来投放高锰酸钾粉末，通过掌握螺旋输送机运转时间来掌握每次投放量，并且螺旋机自带破拱机构，可以防止粉末板结，保证粉末输送持续、均匀；此外，用液位传感器来掌握每次补水量。 从搅拌罐到喷淋塔高锰酸钾溶液投放量如何保证？ 解决方法：用计量泵定量加药。 如何避开设备被高锰酸钾溶液腐蚀？解决方法：搅拌罐承受SUS321 不锈钢材料，喷淋塔承受SUS304 不锈
4、钢材料，输送管道承受 SUS321 不锈钢管。3、方案所需设备方案所需设备重要有：搅拌罐、小型螺旋输送机、搅拌器、液位计、液位传感器、干粉料位计、计量泵、Y 型过滤器、脉冲阻尼器、背压阀、安全阀、密度计、管路、支架等，详见图纸。4、加药流程喷淋塔水箱加药流程：喷淋塔加药设定两个程序，程序一为喷淋塔水箱清空初次加料，程序二为过程排放 50%加料。具体环节如下： 初次加料：喷淋塔水箱进水泵启动，计量泵延时肯定期间120s后启动，到达设定加药量后计量泵关闭，水箱水位到达设定位置后水位感应器 停顿进水； 过程加料：喷淋塔运营一段时间后排水阀自动翻开，当水位到达水位感应器设定水位下限后自动关闭；此时喷淋
5、塔补水阀翻开，计量泵同步启动， 到达设定加药量后计量泵关闭，水箱水位到达设定位置后水位感应器 停顿进水；喷淋塔初次加药靠人工调试，将喷淋塔内溶液浓度调至0.15%。从其次次加药起靠加药装置自动加药，具体环节如下： 喷淋塔启动之后计量泵相继启动，边加药边喷淋，到达设定加药量后计量泵关闭； 喷淋塔运营 4 小时后排水阀自动翻开，当水位到达液位计水位下限后自动关闭； 喷淋塔补水阀翻开，补水量由流量计掌握，到达设定补水量后补水阀自动关闭；以上环节重复 2 次之后8 小时后，搅拌罐内高锰酸钾根本被计量泵抽完。搅拌罐加药流程： 搅拌罐低液位传感器发出信号，搅拌罐补水阀翻开，同步小型螺旋机启动， 边加料边补
6、水。当水位到达高水位传感器时，补水阀关闭；当小型螺旋机到达设定运营时间时也自动关闭。 补水阀关闭后搅拌机自动启动，当到达设定期间后自动关闭； 搅拌罐中溶液配制完毕，溶液中少量杂质开头沉淀，搅拌罐人工排放清洁1 次/年。搅拌罐中溶液配制完毕，溶液中少量杂质开头沉淀，为下一次供药做好预备。5、选型与计算以 10 万风量喷淋塔为例，喷淋塔内储水量为 23 吨，假设喷淋塔内溶液浓度为 0.05%，每周小时循环水更量为 11.5 吨。5.1 搅拌罐喷淋塔内溶液高锰酸钾含量为：23100.05%=11.5kg每周喷淋塔内高锰酸钾消耗量为 50%排换水，每月重配药一次，则搅拌罐中高锰酸钾溶液 1 次配备量为
7、：Q =11.550%5%=115kg1取实际溶液储藏系数为 20%，则实际溶液储藏量为Q =Q1/ 0.8= 1151.2=138kg一般装料系数取 0.70.8，初步计算取 0.75，可得搅拌罐容量为：Q =Q/ 0.75=138 / 0.75=184kg2由于搅拌罐内溶液浓度为 5%，假设5g 高锰酸钾溶于 95g 水中后，溶液体积增长 2mL，则可粗略估算溶液密度为：r =m100=1.031g/mlV+V95 + 2水D搅拌罐外形拟定为圆柱体，一般搅拌装置高度与直径比为：11.3，经计算， 取直径为 D=0.9m，高为 h=1.2m。5.2 小型螺旋机螺旋机输送量计算公式为：Q=60
8、DS nr C/4Q=47.1DS nr C式中：Q螺旋机输送量t/hD螺旋叶片直径mS螺距mn螺旋机转速r/min物料填充系数见表 1r 物料容积密度t/m物料单位煤粉水泥生料碎石石灰物料容积密度t/m填充系数0.60.41.251.11.30.90.250.30.250.30.250.30.350.4物料特性系数K1物料特性系数K2物料阻力系数1.22.51.52.5C螺旋机倾斜角度系数见表 2 表 10.04150.05650.05650.05650.04157535353575表 2倾斜角0倾斜度系数 1.050.9100.8150.7200.65螺旋叶片形式选实体螺旋叶片，螺距S=0
9、.8D。初选螺旋叶片直径为D=60mm，转速为 n=30r/min。搅拌罐每月需补充高锰酸钾粉末质量为：18445%=36.8kg取高锰酸钾容积密度为 2.7t/m，填充系数为 0.3，阻力系数取 3.0。由公式可得Q = 60 3.14 0.062 0.8 0.06 30 0.3 2.7 1.0 1/ 4=0.20t/h=3.33kg/min螺旋叶片极限转速计算公式为nmax= K / D2参照表 1，高锰酸钾特性系数 K2取 75，由公式可得nmax= 75/0.06 =306r/min30r/min螺旋机轴功率计算公式为：N= QK03(x Ln H) / 367 式中： N0螺旋输送机
10、轴功率kwQ螺旋输送机输送量t/hK 功率储藏系数， K33=1.21.4x 物料阻力系数，见表 1L 螺旋输送机水平投影长度mnH螺旋输送机垂直投影长度m由于螺旋机还自带破拱机构，破拱机构所消耗功率按 10 倍轴功率计算具体数值有待试验，螺旋叶片水平投影长度取 1.0m。则螺旋机计算功率为：N = 11N10代入公式可得N =110.201.33.01.0+0/3671=0.023 kw所需电动机功率为N = N1/ h 式中，N螺旋机所需电机功率kw 驱动装置传动效率，=0.9取 0.8因此可得：N=0.023/0.9=0.025 kw综上所述，初步选用功率为 0.18Kw，转速为 30r
11、/min 减速电机，螺旋叶片直径为 60mm 。5.3 搅拌器搅拌器核心部件是桨叶。桨叶根本上可以分为如下几种类型：桨式、涡轮式、推动式、锚式、框式、螺旋式等。详见图 1。依照表 3 和表 4，初步选用符合使用规定桨叶形式有：直叶涡轮式、桨式、推动式、折叶启动涡轮式。由于在同样排量下，折叶式比直叶式功耗少，操作费用低，此外，折叶涡轮制作比较简朴，因此最终选取折叶启动涡轮式桨叶。图 1 各种桨叶形式流淌状态物性搅拌操作目持续相相对粘度粘度密度集中外表表 3 流态及物性对各搅拌操作影响限度循环速率湍流集中剪切流速度差密度差系数张力均相系低粘度液混合高粘度液分散液-液相系 气-液相系固体悬浮固-液相
12、系溶解固-液相系 结晶固-液相系*萃取液-液相系* 吸取气-液相系传热固-液相系注：1、表中表达该因素影响限度，；2、*对于萃取、晶析等操作，流淌状态影响限度还不清楚。流淌状态对流搅拌器型式湍流 剪切 低粘循环集中 流度混合涡轮式桨式推动式折叶启动涡轮式布鲁马金式锚式螺杆式螺带式表 4 搅拌器形式和合用条件表搅拌目高粘度液混合传热反映分散溶解固体悬浮气体吸取结晶传热液相反映注：有者为可用，空白者为不详或不合用。由于市场上折页涡轮较多是 4 叶，因此优先选取 4 叶折叶启动涡轮，倾斜角为 45。一般 24 叶涡轮阅历计算公式为D/T=1 1124 ，此处取 3 。W/D= 14C/D=0.81.
13、5，此处取 1.2式中，D搅拌器叶轮直径mmT搅拌罐直径mmW叶片宽度mmC搅拌器叶轮离罐底高度mm 因此，可得涡轮直径为1D = 800 = 267 mm，圆整为 260mm。3叶片宽度为W= 1 270=67.5 mm 4搅拌器安装高度为C=1.2270=324 mm折叶涡轮叶端线速度常取 37m/s，此处取 5m/s。线速度计算公式为： v=Dn/60式中，v叶端线速度m/sD涡轮直径mn涡轮转速r/min由公式可得叶轮转速为n = 60vp D60 5=3.14 0.26=367 r/min由于搅拌罐内液位与搅拌罐直径之比 H/T2，因此承受单层桨叶。高锰酸钾溶液雷诺数Re 计算公式为
14、Re =D2nr m g 式中，D搅拌器直径mn搅拌器转速r/s液体密度kg/m液体粘度Pa*sg重力加速度9.8m/s由公式代入数值，得0.272 6 1.03103Re = 4.6 104110-3 9.8搅拌功率计算公式为：P = N r n3D5p式中， N功率准数pn转速r/s溶液密度kg/mD桨叶直径m功率准数计算公式为A 103 +1.2Re 0.66K H 0.35+ WN=+ BT Sin1.2qpRe 103 + 3.2Re 0.66 T A = 14 + W 670 D - 0.6 0.6 +185 式中， T T W2W 1.3 - 4 - 0.5 -1.14TT B=
15、10K = 1.1+ 4 W - 2.5 D - 0.52 - 7 W 4 T TD1W1 T W1由于 T = 3 ， D =，因此4T= 12 。代入数值，可得A=14+1 670 1 - 0.6 0.6 +185 - 4 1- 0.5 2 -1.14 W 12 31.3 12T =9.01 12 1 4K = 1.1+ 4 - 2.5- 0.5- 7 12 3 12 =1.59103 +1.2 4.6 1040.661.5112N=+10 0.830.35+ Sin1.2 45P4.6 104103 + 3.2 4.6 1040.66 =2.25P = 2.251.03103 63 0.265=0.5910 w搅拌机机械效率取=0.95，则搅拌机功率为P = P / h = 0.59 103 / 0.95 = 0.62 103w1因此搅拌器可选用功率为 0.75kw，转速为 360r/min 减速电机。