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1、喷淋塔自动加药装置设计说明书一、高锰酸钾几个重要特性1、高锰酸钾粉末放置时间太长会吸潮板结；高锰酸钾粉末本身不吸收水分，但其中的少量杂质会吸收水分而结成饼块。2、高锰酸钾在水中的溶解度为6.4g/100ml ；3、高锰酸钾溶液具有一定的腐蚀性；4、高锰酸钾溶液具有强氧化性，其作为氧化剂的反应产物是锰的氧化物，是土 壤成分之一，不会造成环境污染；5、高锰酸钾能破坏部分有机化合物中的碳碳双键（C=C），将这部分有机化合物 降解；6、高锰酸钾溶液在空气中的保存时间不长。医学上用于口腔消炎的高锰酸钾溶液浓度为0.002%，其在空气中的存放时间 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
2、水中投放高锰酸钾的作用1、利用高锰酸钾的强氧化性杀灭部分细菌、微生物；2、除去部分有机污染物。三、原有方案原有方案采用的是干粉投料的方式，依靠“插板阀+翻板阀”的装置进行投料,在投料的过程中计量不准确。四、新方案新方案采用溶液加药的方式。具体做法是：将高锰酸钾粉末投进搅拌罐中配 置成一定浓度的高锰酸钾溶液，再用水泵定量抽取到喷淋塔中。采用新方案主要 是为了使投药量更加准确、高效。1、新方案目标参数 喷淋塔内高锰酸钾浓度控制在0.05%0.2%范围内； 搅拌罐内高锰酸钾的浓度控制在5g/100ml左右； 喷淋塔每周换水量大于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
3、计，能发出少料 警报）。（喷淋塔每天运行8小时，每隔4小时更换部分循环水，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、新方案中需要解决的几个问题： 搅拌罐中的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，通过控制螺旋输送机的运转 时间来控制每次的投放量，而且螺旋机自带破拱机构，可以防止粉末板结，保证 粉末的输送连续、均匀；另外，用液位传感器来控制每次的补水量。 从搅拌罐到喷淋塔的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。 如何避免设备被高锰酸钾溶液腐蚀？解决方法：搅拌罐采用S
4、US321不锈钢材料，喷淋塔采用SUS304不锈钢材 料，输送管道采用SUS321不锈钢管3、新方案所需的设备新方案所需的设备主要有：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 的首次加料，程序二为过程排放50%的加料。具体步骤如下： 首次加料：喷淋塔水箱进水泵启动，计量泵延时一定时间（120s）后启动, 达到设定的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） 停止进水； 过程加料：喷淋塔运行一段时间后
5、排水阀自动打开，当水位达到水位感应 器设定的水位下限后自动关闭；此时喷淋塔补水阀打开，计量泵同时启动, 达到设定的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） 停止进水；喷淋塔的首次加药靠人工调试，将喷淋塔内的溶液浓度调至0.15%。从第二 次加药起靠加药装置自动加药，具体步骤如下： 喷淋塔启动之后计量泵相继启动，边加药边喷淋，达到设定的加药量后计 量泵关闭； 喷淋塔运行4小时后排水阀自动打开，当水位达到液位计的水位下限后自 动关闭； 喷淋塔补水阀打开，补水量由流量计控制，达到设定的补水量后补水阀自 动关闭；以上步骤重复2次之后（8小时后），搅拌罐内的高锰酸钾基本被计量泵抽完。搅拌
6、罐加药流程: 搅拌罐的低液位传感器发出信号，搅拌罐补水阀打开，同时小型螺旋机开 启，边加料边补水。当水位达到高水位传感器时，补水阀关闭；当小型螺旋 机达到设定的运行时间时也自动关闭。 补水阀关闭后搅拌机自动开启，当达到设定的时间后自动关闭； 搅拌罐中的溶液配制完毕，溶液中的少量杂质开始沉淀，搅拌罐人工排放 清洁1次/年搅拌罐中的溶液配制完毕，溶液中的少量杂质开始沉淀，为下一次供药做好 准备。5、选型与计算以10万风量的喷淋塔为例，喷淋塔内的储水量为23吨，假设喷淋塔内的溶 液浓度为0.05%，每周小时循环水的更新量为11.5吨。5.1搅拌罐喷淋塔内溶液的高锰酸钾含量为：23x103x0.05%
7、=11.5kg每周喷淋塔内的高锰酸钾消耗量为50% （排换水），每月重新配药一次，则搅 拌罐中高锰酸钾溶液1次的配置量为：g=11.5x50%5%=115kg取实际溶液的储备系数为20%，则实际溶液的储备量为Q = Q1/ 0.8= 115x1.2=138kg通常装料系数取0.70.8，初步计算取0.75，可得搅拌罐的容量为：Q2 = Q / 0.75=138 / 0.75=184kg因为搅拌罐内的溶液浓度为5%,假设5g高锰酸钾溶于95g水中后，溶液的体积增加2mL，则可粗略估算溶液的密度为：m 100P - V , + V - 95 + 2 T31g,ml搅拌罐外形确定为圆柱体，通常搅拌装
8、置的高度与直径的比为：11.3,经 计算，取直径为D=0.9m，高为h=1.2m。5.2小型螺旋机螺旋机的输送量计算公式为：Q=60nD2Sn中rC/4 -Q=47.1D2S nr C式中：Q螺旋机的输送量（t/h）D螺旋叶片直径（m）S螺距（m）n螺旋机转速（r/min）中物料填充系数（见表1）r物料容积密度（t/m3）C螺旋机的倾斜角度系数（见表2）表1物料单位煤粉水泥生料碎石石灰物料容积密度t/m30.61.251.11.30.9填充系数中0.40.250.30.250.30.250.30.350.4物料特性系数K10.04150.05650.05650.05650.0415物料特性系数
9、K27535353575物料阻力系数七1.22.51.52.5表2倾斜角0W5W10。W15。W20。倾斜度系数1.00.90.80.70.65螺旋叶片形式选实体螺旋叶片，螺距S=0.8D。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的质量为：184x4x5%=36.8kg取高锰酸钾的容积密度为2.7t/m3,填充系数为0.3,阻力系数取3.0。由公式可得Q = 60 x 3.14 x 0.062 x 0.8 x 0.06 x 30 x 0.3 x 2.7 x 1.0 x 1/4=0.20 (t/h)二3.33 (kg/min)螺旋叶片的极限转速计算
10、公式为n= K2 h/D 参考表1,高锰酸钾的特性系数K2取75,由公式可得n = 75/(0.06 =306 (r/min) 30 (r/min)max螺旋机的轴功率计算公式为：N0 = Q.G L 土 H）/367 式中：N0螺旋输送机轴功率（kw）Q螺旋输送机输送量（t/h）K 3功率储备系数，K 3 =1.21.4&物料阻力系数，见表1Ln螺旋输送机的水平投影长度（m）H螺旋输送机的垂直投影长度（m）由于螺旋机还自带破拱机构，破拱机构所消耗的功率按10倍轴功率计算（具体数值有待实验），螺旋叶片的水平投影长度取1.0m。则螺旋机的计算功率为：N1 = 11N0代入公式可得N1 =11x0
11、.20x1.3x（3.0x1.0+0） /367=0.023 kw所需的电动机功率为N = “ / 门 式中，N螺旋机所需电机功率（kw）n驱动装置的传动效率，n=0.9 （取0.8）所以可得:N=0.023/0.9=0.025 kw综上所述，初步选取功率为0.18Kw，转速为30r/min的减速电机，螺旋叶片直径为60mm。5.3搅拌器搅拌器的核心部件是桨叶。桨叶基本上可以分为以下几种类型：桨式、涡轮 式、推进式、锚式、框式、螺旋式等。详见图1。根据表3和表4,初步选取符合使用要求的桨叶形式有：直叶涡轮式、桨式、 推进式、折叶开启涡轮式。由于在同样排量下，折叶式比直叶式的功耗少，操作 费用低
12、，另外，折叶涡轮的制作比较简单，所以最终选择折叶开启涡轮式桨叶。图1各种桨叶形式表3流态及物性对各搅拌操作的影响程度搅拌操作目的流动状态物性连续相相对速度粘度粘度 差密度密度 差扩散系数表面张力循环速率湍流扩散剪切 流均相系低粘度液O混合高粘度液O分散液-液相系OOO气-液相系O固体悬浮（固-液相系）溶解（固-液相系）OOO结晶（固-液相系）火萃取（液-液相系）火OOO吸收（气-液相系）OOO传热（固-液相系）OO注：1、表中。表示该因素的影响程度， o；2、*对于萃取、晶析等操作，流动状态影响程度还不清楚。表4搅拌器形式和适用条件表搅拌器型式流动状态搅拌目的对流循环湍流扩散剪切流低粘度混合高粘 度液 混合 传热 反应分散溶解固体悬浮气体 吸收结晶传热液相反应涡轮式桨式推进式折叶开启涡轮式布鲁马金式锚式螺杆式螺带式注：有者为可用，空白者为不详或不适用。由于市场上的折页涡轮较多的是4叶，所以优先选择4叶折叶开启涡轮，倾 斜角为45。通常24叶涡轮的经验计算公式为,1 11D/T= 24，此处取3。1 W/D=-4C/D=0.81.5，此处取 1.2式中，D搅拌器叶轮直径（mm）T搅拌罐直径（mm）W叶片宽度（mm）C搅拌器叶轮离罐底的高度（mm）所以，可得涡轮直径为D = -x80
