活性炭射流投加系统（干式投加法）技术总结及特性分析

活性炭射流投加系统（干式投加法）技术总结及特性分析

一、技术条件及要求

1.活性炭投加装置为机电一体化产品，用于粉末活性炭的射流投加；

2.处理水量：1# 11,000 m?/hr , 2# 15,000 m?/hr , 3# 8,000 m?/hr ；

3.粉末活性炭投加点：3+3 个,距离 ≤ 50米,管道投加，管内压力0.35 Mpa ；

4.投加管道综合压力：P ≤ 0.4 Mpa ；粉末活性炭投加量：400 kg/hr , 9600 kg/d ；

5.粉末活性炭投加机投加量：20 ～ 400 kg/hr ，数量6台 ；

6.现场提供服务水：Q总≥ 130 m?/h（供3台使用），Q总≥ 260 m?/h（供6台使用），厂区供水P ≥ 0.25 Mpa ； 

7.所用粉末活性炭物理特性：活性炭粒度：200目，活性炭比重约：0.5 g/cm? ；共三个料仓,每个物料储存料仓容积：V=90m?,可储存粉末活性炭约为45吨/个。

二、技术描述

1. 

1.工作原理

干粉投加系统采用高速射流技术，将配制、混合、投加三个过程集成为一体连续投加工艺。根据粉末活性炭原料为罐车运输方式，由上料管道进行卸料，采用正压气流输送方式将粉末活性炭经过上料管道送入药剂储存仓。粉末活性炭通过储存仓中机械破拱、气流破拱装置、振动破拱机构和料仓下部的犁刀搅拌装置被输送到精密定量的相嵌螺旋中，经过精密定量螺旋计量过的粉末活性炭进入高速射流混合器的传质腔体中，与射流载体瞬间混合，粉体药剂在运动过程中被强制分散到射流载体中，并在射流器尾部的扩散器中通过压力变化快速扩散成均匀地悬浊液，输送到投加点与待处理的水混合。

2.技术特点

采用射流技术，在悬浊液中没有泵的存在，避免了采用螺杆泵投加悬浊液方法中因泵的磨损引起扬程下降导致悬浊液流速降低，造成固体颗粒析出沉淀而堵塞管道现象发生，减少了维护费用90%以上 ；

利用其射流载体的高速动能和剪切力，破坏了具有“自凝聚特征”的粉体药剂的静电力和分子力，强化了粉末药剂的分散度，提高了药剂使用效率,节约粉末活性炭使用量35%以上 

1. 

系统结构紧凑、体积小、单元设备数量少、建设费用和采购费用减少30%以上 ；

系统单元设备少，电机数量少，节约电能30%以上 ；

定量螺旋采用相嵌双螺旋结构（其原理与双螺杆泵比单螺杆泵的线性范围宽、计量精度高的原理相同），以提高计量精度和宽线性范围；相嵌双螺旋同时还具有物料破碎功能和物料粘附螺旋的自清洁能力；

计量螺旋采用闭环控制模式，射流器采用DCS过程控制方式。以满足宽量程比投加应用 ；

卸料机构具有物料破拱破碎功能，以防止物料因潮湿空气影响在料仓中结拱、结块；

具有快速反应特性，特别适应于供水系统应急处理工艺中；

三、设备系统构成

1.料仓有效容积:90m?，碳钢 Q235B材质。料仓整体室外安装，裙边设计；碳钢 Q235B制造，外表?多层防腐处理，内表?打磨光滑，并涂?品级?毒环氧树脂防腐底漆。料仓整体户外安装，料仓内外表?防腐处理，具有防?、防雷、防潮及防尘等设计。料仓: ?3500mm；?孔? 600 mm；冲料管 DN100,包括接?及盖?，2个 DN100?动阀?。管?起始于离基础 1m?；旋?分离器,?粉混合后进?设备内旋?分离区，当?粉混合物沿轴向进?旋?分离管后，?流受导向叶?的导流作??产?强烈旋转，?流沿筒体呈螺旋形向下进?旋?筒体，?颗粒??的杂质在离??作?下被甩向器壁，并在重?作?下，沿筒壁下落?设备底部，输料结束后，打开设备底部排放阀，排出??等杂质。旋转的?流在筒体内收缩向中?流动，向上形成?次涡流经冲料管?料仓内。针对散装料易掺??颗粒杂质的情况，旋?分离器，可有效的去除?颗粒杂质，避免了其对后续设备，及整个系统的破坏及加药效果的影响。

为避免料仓过压及滤布被粉尘堵塞，每套料仓配置 1个安全阀；料仓配套具有?动清灰功能的除尘装置，清灰采??动清灰（脉冲式）； 料仓配有空料位及满料位报警器及现场紧急按钮 箱，该报警器于室外可发声光报警安装于靠近送料管?口处，230V，单相，当料仓料位达到?位时，声?报警。料仓下料?设置破桥倒椎结构，防?在下料?形成架桥。料仓顶部由管?制成的栏杆，栏杆?度 1.2m；具有背部护圈的爬梯。料仓设计时底部倾斜?度 65°，可以确保物料不产?堆积，同时料仓整体设计可确保料仓不倾 覆?引发安全事故。2.过压安全阀
每套料仓顶部装配 1 个过压安全阀，以保证对料仓的双重保护。当压差?于 0.05bar 时,可以释放 100m3 /min的空?，对料仓进?双重保护。 阀体材质：不锈钢，法兰材质：碳钢， 直径：Φ273mm。 规格：VCP273；材质：碳钢 Q235B。出?压?设置：-20mm/500mmH2O。 安全阀结构：?个圆柱形外壳，带有?于连接焊接在料仓顶部套管上的底部法兰；盘状铁制内盖，在负压情况下，中?的弹簧杆?作；在过压情况下，外铁环?作，通过三根弹簧杆、垫圈和? 个防腐蚀护罩来对外铁环进?定位。安全阀功能：对于安全压?阀，当压?值在预置范围内时，螺旋弹簧使阀盖保持关闭状态。三根外部的弹簧杆使外部环形阀盖保持紧密闭合直?筒仓内产?的压??于弹簧?。?旦压?值超过预置范围，阀盖便上推使压?释放。较?的阀盖从下?罩住外部阀盖的中?圆形开?。较?的阀 盖通过单根弹簧杆固定，并通过筒仓内的标准??加压到外部阀盖上。抽压时，弹簧压缩并使阀盖下降。空?从筒仓外部进?，此时确保了快速的压?平衡并将中?阀盖推?关闭位。3.料仓除尘器
为保护操作环境，配套顶部粉尘过滤系统，以在向料仓中输送物料时收集粉尘。安装于料仓顶部，过滤?积22m2，电动清灰。配置?动按钮盒，包括定时脉冲式清灰；材质：AISI304。包括与罐相连的连接管路。能?：1200m3/h, 150mmWh。数量：3 台位计
为控制物料?动输送过程，料仓内配有?、低料位报警及空?显示料位计。料仓上部、下部各装配有?个料位计，以显示?低料位；料位计控制装配 在输送管线底部附近的信号喇叭报警，以控制进料。在喂料器上还装配有?个空?显示料位计，及时探测形成空?，以?动启动空?振打系统，实现安全排放。料仓上配有空料位及满料位报警器及现场紧急按钮箱，该报警器于室外可发声光报警安装于靠近送料管??处，230V，单相，当料仓料位达到?位时，声?报警。 料位计均为旋转桨式。?作原理：如果物料在桨?之上，料位指示器的桨?便不会转动。料位?旦下降到桨?旋转范围以下，旋转运动启动，并带动指示器的其他部件。

5. 空?振打器
    当系统检测到空?时，?动启动破拱系统，达到快速消除空?，同时避免压实活性炭粉末，影响给料输送器的计量精度。

6. 料仓出?阀

安装于料仓出?。曲柄?动操作，与给料螺旋输送装置配套，安装于料仓出?及给料螺旋输送装置之间，以控制物料进出。?于给料设备的维护，关闭状态下给料器及计量螺旋给料机可进??料检修的；正常?作状态下保持最?限度常开，便于出料。 阀板为不锈钢 AISI304。

7. 喂料器 

喂料器由机身、进料?、出料?、螺旋及驱动系统等组成。含进料?，体积：85dm3，?定? 度上提，快速释放端清洗盖。内置漏?式带状搅拌螺旋实现破拱下料。

8. 计量给料输送器

本套活性炭投加系统配置精确计量输送系统，安装于料仓出?及湿化槽??之间，以控制活性炭输送。 计量能?：不?于 300kg/h，变频调节，调节? 1:5。螺旋壳体直径 3’，出? 6’。 精度：±1% 输送?度不?于 6 ?，为维护留有?够空间。输送?度约 30 度。 驱动电机：电压：380 V，1.5KW, 防护等级不低于 IP55。轴承：SKF、FAG、NTN 或同 档次及以上品牌，减速机采? SEW、Nord、 Flender 或同档次及以上品牌。?体化喂料计量输送装置，为精确稳定计量，采?不锈钢 AISI304 单螺旋结构。且有轴螺旋设 计。螺旋采??轴承密封设计，从?避免物料进?轴承及密封，螺旋底部配有端盖，卡扣连接，可以?需?具快速拆开维护。

螺旋外壳采??品卫?级超?分?聚?烯 U.H.M.W.柔性设计，输送?度约 30度，流量应稳定，连续。流量与转速有线性关系，螺旋底部配有检查端盖，螺旋外壳与喂料?进料口及驱动端采?抱 箍连接，出口端采? T 型?柄箱，?须?具即可拆开检查出口状况。螺旋及壳体?度可以根据现 场需要截取。计量给料输送器由机身、进料口、出料口、螺旋驱动系统组成，为?便维护，保证螺旋稳定运?，电机置于螺旋出口端。 参考下图示意图。这种喂料计量输送设备的特点： 

柔性螺旋的选项，螺旋?度可以根据现场空间进?截取或弯曲。

螺旋快拆；配备快速连接?式，?个?即可?便的将螺旋从底部抽出。

易于清理。底部端盖打开，反转螺旋，即可清理。

低运?维护成本；?轴承传动设计，消除活性炭磨蚀轴承的?险。 持久耐?；不锈钢螺旋防腐蚀设计，提?使?寿命。

 

9.湿化及射流系统

 湿化槽活性炭粉末经给料计量输送系统落?湿化槽内，与制备?在此混合，形成?膜，好处在于不容易结块，能有效防?堵塞发?。配套相关仪表附件。 湿化槽材质：AISI304；湿化槽上配置液位计，当液位到达报警位，即刻反馈信号关闭进?阀， 防?湿化槽溢出。数量：6 套射流混合器射流混合器采??丘利喷嘴结构。在喉部流速增?，动能提??压能下降，以?压 ?下降?低于??压?产?抽吸作?，将炭浆抽?同制备?进?步混合。数量：6 套

10.增压泵系统 

为了活性炭投加系统正常使?，配备增压泵系统。系统包括增压泵 6台及相关附件。参数如下: 泵流量：50m3/h, 扬程：30m；
11.空?压缩机系统

配备?套活塞空压机系统。空压机系统包括空压机、冷?机、消?系统、空?过滤系统、空? 储罐、阀?、管道等 参数如下： 排?量：1.22m3/min 最??作压?：7.5bar； 冷却?式：?冷 附件包括：前后过滤器。
12.电控柜 

包括?套完整控制柜，控制柜本身防护等级 IP55以上，环境腐蚀类别0类。 材质：碳钢控制柜?于控制活性炭系统的 进料、制备及投加，使???? S7-1200 系列 PLC 进?控制。柜体、机旁箱柜内、柜?按钮、指示灯、主令开关、空?开关、中间继电器、接触器等元器件均按要求，配备?动化 接线接?。配套以太?通讯接?，与 ??现有控制系统兼容。包括 10?触 摸屏以及 6 台 ABB 变频器。终端提 供运?及报警端?接?。防护等级 IP55，环境腐蚀类别 0类。 采?折叠式的焊接结构, 前开?，?上配有?柄、锁及铭牌，所有的?或出??都?氯丁橡胶密封。控制柜内提供?控照明光源，安装在柜的顶部，并且要具有更换灯管的操作空间。柜体设有 防?动物进?的通?装置。 控制柜内的变频器采?施耐德、ABB、丹佛斯或同档次及以上品牌，其他元器件采?施耐德、 ABB、???、默勒品牌或同档次以上品牌。控制柜放在设备现场，现场设置转换开关。 主要包括以下功能： 

· 控制柜?板同时包括指示灯、?动转换开关以及触摸屏。 

· 各设备的运?及报警显示，现场控制柜报警灯显示，同时 PLC 显示报警内容，报警内容可以 通过通讯?上传?环?。PLC 可以提供报警内容的历史记录（包括报警名称，时间及?前状态等）

· 系统运?就地、远控切换。 

· 系统?动、?动切换。 

· 相关参数的设定和修改。 

· 整个制备系统可以通过远程启动。 

供应电压：3 x 400/230 V, 50 Hz。 控制电压：230 V, 50 Hz。 数量：1 台

13.表?处理料仓

外表?均经喷砂处理到 SA2.5后，70?m 环氧底漆，?漆 2度共 200?m。内部涂 70?m 食品级底漆，防?防晒漆，最终颜?在?产确定。