چگونه یک صفحه گرمایش را برای سرویس‌های جامدات بالا-معلق- کاهش دهیم؟

یک کارخانه تصفیه فاضلاب تکمیل فلز پس از تنها پنج ماه یک صفحه گرمایشی با پوشش 6 کیلوواتی را جایگزین کرد. این صفحه در یک مخزن 15000-لیتری یکسان سازی نصب شده بود که آب شستشو را از خطوط آبکاری، فسفاته کردن و آنودایز دریافت می کند. مخزن حاوی 3 تا 5 درصد مواد جامد معلق - هیدروکسیدهای فلزی، رسوبات فسفات کلسیم و شن انتقالی بود. سطح صفحه یک لایه رسوبی ضخیم و ناهموار با ذرات جاسازی شده را نشان داد. مقاومت عایق به زیر 20 MΩ کاهش یافته بود.

فاضلاب{0}}با جامدات بالا اساساً با حمام های آبکاری تمیز متفاوت است. مایع یک محلول نیست- بلکه یک سوسپانسیون است. ذرات جامد ته نشین می شوند، رسوب می کنند و روی سطوح گرم شده تجمع می یابند. نیازهای حرارتی و مکانیکی روی صفحه گرمایش در این محیط نیازمند یک رویکرد طراحی است که غلظت جامدات، توزیع اندازه ذرات، سرعت ته نشینی و روش تمیز کردن موجود در کارخانه را در نظر بگیرد.

چرا جامدات معلق معادله انتقال حرارت را تغییر می دهند؟

ذرات معلق از دو طریق بر انتقال حرارت تأثیر می گذارند. ابتدا ویسکوزیته موثر سیال را افزایش می دهند و لایه مرزی حرارتی را در سطح صفحه ضخیم می کنند. دوم، آنها مستقیماً روی صفحه رسوب می‌کنند و یک لایه متخلخل و ناهموار را تشکیل می‌دهند که مقاومت حرارتی را افزایش می‌دهد و نقاط داغ موضعی را در زیر رسوبات ضخیم‌تر ایجاد می‌کند.

سرعت رسوب به غلظت ذرات، سرعت جریان در صفحه و اختلاف دما بین صفحه و سیال حجیم بستگی دارد. دمای بالای سطح صفحه با ترویج رسوب گونه‌های محلول و با ایجاد چسبندگی قوی‌تر ذرات به سطح داغ، رسوب را افزایش می‌دهد.

نرخ رسوب از مخازن تصفیه فاضلاب دریافت کننده آبکاری مخلوط و فسفاته آب شستشو

نصب عمودی در مقابل افقی در سرویس جامدات بالا-

جهت صفحه تعیین می کند که آیا جامدات روی سطح نشسته یا می لغزند. یک صفحه نصب شده به صورت افقی یک سطح بزرگ رو به بالا- را نشان می دهد که در آن ذرات توسط گرانش تجمع می کنند. لایه رسوبی از بالا به پایین رشد می‌کند و ضخیم‌ترین تجمع در سطح بالایی که جریان ضعیف‌ترین است رخ می‌دهد.

صفحه ای که به صورت عمودی نصب شده، مقطع افقی{0} کوچکتری را نشان می دهد. جامداتی که در بالای فلنج یا روی اعضای نگهدارنده افقی می نشینند، سطح کامل گرم شده را پوشش نمی دهند. سطح صفحه عمودی عمدتاً به جای ته نشینی گرانشی، رسوب برشی{3}} را تجربه می کند. داده های میدانی از مخازن فاضلاب نشان می دهد که صفحات نصب شده به صورت عمودی در مقایسه با واحدهای افقی، 40 تا 60٪ کمتر رسوب کمتری در طول دوره عملیاتی مشابه دارند.

جهت نصب و تاثیر آن بر انباشت سپرده

پایان سطح و جلوه های هندسه صفحه

سطح صاف و صیقلی، قدرت چسبندگی جامدات رسوب‌شده را کاهش می‌دهد. ذراتی که محکم به یک سطح ناهموار متصل می شوند، زمانی که سرعت جریان در طول چرخه های اختلاط یا تمیز کردن مخزن افزایش می یابد، راحت تر می لغزند. سطوح صیقلی فاصله تمیز کردن را 30 تا 50 درصد در خدمات جامد بالا در مقایسه با روکش های استاندارد سطح افزایش می دهد.

ضخامت صفحه نیز مهم است. یک صفحه ضخیم تر جرم حرارتی بیشتری دارد و کندتر به تغییرات قدرت پاسخ می دهد. اما در مقابل تاب خوردگی و آسیب های مکانیکی نیز بهتر مقاومت می کند. در سرویس با مواد جامد بالا، جایی که تمیز کردن ممکن است شامل مسواک زدن یا تراشیدن باشد، صفحه ضخیم‌تر دوام بیشتری دارد.

راهبردهای هم زدن و تمیز کردن برای مخازن جامد-

اختلاط متناوب{0}}سرعت بالا مؤثرتر از هم زدن مداوم-سطح پایین برای سرویس{2}} جامدات بالا است. افزایش دوره ای سرعت جریان در صفحه به 0.5-0.8 متر بر ثانیه، رسوبات سست را قبل از اینکه به یک لایه مقاوم تبدیل شوند، می شست. این کار را می‌توان با یک ادوکتور کنترل‌شده تایمر- یا یک پمپ همزن اختصاصی که هر ساعت به مدت 5 تا 10 دقیقه روشن می‌کند، به دست آورد.

تمیز کردن شیمیایی در محل نیاز به یک محلول تمیز کننده دارد که ترکیب رسوب خاص را حل کند. فلس های هیدروکسید فلز به اسید رقیق پاسخ می دهند. رسوبات فسفات کلسیم به یک عامل کیلیت یا خیساندن اسیدی ملایم نیاز دارند. یک برنامه تمیز کردن بر اساس یافته‌های بازرسی-نه یک تقویم ثابت-از رسیدن رسوبات به ضخامت‌هایی که دمای سطح صفحه را به محدوده تخریب سوق می‌دهد، جلوگیری می‌کند.

توصیه های روش تمیز کردن از تاسیسات تصفیه فاضلاب با صفحات گرمایشی

مراحل مشخصه عملی برای فاضلاب جامد بالا-

با توصیف مواد جامد شروع کنید. غلظت کل جامدات معلق، توزیع اندازه ذرات و ترکیب معدنی میزان رسوب و روش تمیز کردن مورد نیاز را تعیین می کند. یک آنالیز وزنی ساده و بررسی شیمی فرآیند بالادستی بیشتر اطلاعات لازم را فراهم می کند.

چگالی وات را از غلظت جامدات واقعی انتخاب کنید. برای 2-3٪ مواد جامد معلق، حد 0.9-1.1 W/cm² مناسب است. بالاتر از 4٪ مواد جامد، به 0.6-0.8 W/cm² کاهش دهید. این مقادیر، نصب عمودی و اختلاط دوره‌ای با سرعت بالا را فرض می‌کنند. نصب افقی نیاز به کاهش 20-30٪ بیشتر دارد.

سطح صفحه صیقلی را مشخص کنید. هزینه اضافی کم است و افزایش فاصله تمیز کردن قابل توجه است. بررسی کنید که مخزن دارای عمق کافی برای نصب عمودی با حداقل 75 میلی متر پوشش مایع بالای قسمت گرم شده باشد. اگر عمق کافی نیست، به جای یک واحد بلند، چندین صفحه کوتاهتر را در نظر بگیرید.

نظارت بر جریان و یک قطع کننده{0}}درجه حرارت بالا نصب کنید. در سرویس مواد جامد بالا، یک فیلتر وصل شده یا یک پمپ اختلاط ناموفق می تواند سرعت جریان را در عرض چند ساعت به زیر آستانه ایمن کاهش دهد. یک سوئیچ جریان و یک محدوده دمای سطح صفحه 15 تا 20 درجه بالاتر از دمای عملیاتی معمولی، محافظت در برابر گرمای بیش از حد سریع که به دنبال از دست دادن جریان ایجاد می شود، ایجاد می کند.

وقتی صفحات استاندارد نمی توانند بار جامدات را تحمل کنند

مخازن تصفیه فاضلاب با غلظت مواد جامد بالا و فضای محیطی محدود اغلب نمی توانند صفحات گرمایش استاندارد را با تراکم وات که از رسوب گیری سریع جلوگیری می کند، در خود جای دهند. کارکرد 6 کیلووات با 0.8 وات بر سانتی‌متر مربع به 7500 سانتی‌متر مربع سطح صفحه نیاز دارد-بیش از آنچه که یک صفحه در ابعاد مخزن معمولی فراهم می‌کند.

پیکربندی صفحه گرمایش سفارشی با سطح بزرگ، چگالی وات کم، و سطح صیقلی، علت اصلی رسوب‌زدگی مربوط به مواد جامد-را بررسی می‌کند. فرآیند تعیین مشخصات به غلظت جامدات معلق، مشخصات ذرات، ابعاد مخزن، روش اختلاط و وات مورد نیاز نیاز دارد. برای تأسیسات دارای مخازن تصفیه فاضلاب متعدد، این برنامه کاربردی-رویکرد خاص گرمای بیش از حد مربوط به رسوبات-را کاهش می‌دهد و فاصله بین تمیز کردن مورد نیاز را افزایش می‌دهد.