年产1万吨PAC-LPG-2000型PAC离心喷雾装置及相关附属设备技术方案说明.doc

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LPG-2000型PAC离心喷雾装置及相关附属设备技术方案说明一、技术方案说明136.一611.二988A、需方提供的技术规格及要求（设计依据）：（1）物料名称PAC(聚合氯化铝)（年产量1万吨）（2）蒸发量1900㎏/h（3）物料含固量44%（4）产品质量要求产品粒度100-300目（5）产品初含水量58%（6）产品终含水量3%以下（7）热风进口温度260℃-280℃（8）热风出口温度95-125℃（9）热源介质视客户要求制作B、喷雾干燥系统及附属设备主要技术参数：（1）喷雾主塔尺寸　　内径φ8500mm外径φ8650mm高度H=20米（2）进口温度260℃-280℃（3）出口温度95℃-125℃（4）控制方式PLC+触摸屏数显集中控制（5）气锤压缩空气耗量0.2m3/min左右（压力0.4MPa）（6）收料方式主塔锥体+高效长锥体旋风除尘器（7）设计水分蒸发量2000kg/h（8）收料率≥99.0％（9）采用气锤敲打装置有利于下料（10）材质：详见配置表。C、阐述常温空气经空气过滤器净化后，由助燃风机向热风炉中鼓冷风。热风经迷宫沉降室、高效旋风除尘后，（尾气排放达到国家二级标准），由高温送风机经热风管道送入安装在干燥塔顶部的整流形热风分配器，热风分配器将热风均匀地送入干燥塔内。物料由蠕动泵输送到安装在干燥塔顶部的离心雾化器内，在高速离心力的作用下，雾化器将料液雾化成细小的雾滴群，使料液的表面积大大增加，然后在与热空气充分交换的情况下，水份迅速蒸发，干燥成小颗粒，随尾气进入旋风除尘器，后经引风机经水沫除尘排出。整个系统为全封闭式。卫生指标高，产品外观好，速溶性和流动性好，色泽一致等优点。D、设备配置1.进料系统：无级调速的蠕动泵和不锈钢管件、阀门、弯头等组成，来完成把浆料输送到固定在干燥塔顶上的雾化器进行雾化。与物料接触部分材料采用不锈钢316L/塑料管制作。蠕动泵主要用来输送腐蚀性介质，KP软管泵无阀门，无密封不会发生任何泄漏，它可以干转，不会发生轴封、轴承、或转子故障，通过调节泵的转速可以达到改变流量的目的，同时可以保证出口压力基本稳定，光滑的软管空腔8 可以输送高粘稠的液体及含有机械杂质和固体颗粒的浓缩物，不会发生任何堵塞及故障。接口材料为聚四氟套。蠕动泵配两只，一用一备，蠕动泵内部软管多配二个，方便更换1.雾化系统：由高速离心雾化器、雾化器支座、雾化器专用工具、冷却器、循环油泵等组成。雾化器是立式二级电机通过二对齿轮增速，雾化盘线速度>120米/秒，雾化盘为垂直叶片，矩形通道进料。雾化器的主要轴承采用SKF轴承。雾化盘材料采用TC4钛合金制作，导管及落料盘为纯钛制作，其余为316L制作。雾化器配两只，一用一备，方便更换，雾化盘多配两个。雾化器所用润滑油是30（N46）或40（N68）无灰抗磨液压油。2.热风系统：由空气过滤器、调节风门、送风机、换热器、热空气送风管、热风分配器、热风蜗壳等组成。它们的主要工作原理是将常温空气经过滤器、送风机进入换热器进行热交换，达到所设定的温度，将热风送入热风分配器，通过分配器及热风蜗壳均匀地进入干燥塔。干燥塔，主要有热风分配器、顶盖、内筒体、骨架、外壳、支架、岩棉、清洗门等组成。从换热器出来的洁净空气通过热风管道进入热风蜗壳经过热风均布分配器均匀的进入干燥塔，热风分配器可根据物料的特性来调节旋转角度，控制物料的停留时间，调节角度0～30°可调，防止物料粘壁。观察清洗门2扇，安装在塔圆柱体上，塔体安装高亮度照明灯，干燥塔锥体为53°，下锥体增加气锤数量，满足出料方便的工艺要求，干燥塔的骨架是采用槽钢和角钢制作，保温材料为超细玻璃棉，单边厚度为75mm，外壳体采用1.0mm304不锈钢板制作。主体体能承受5000Pa的负压，在操作失误的情况下不会对设备造成损坏。主塔体采用氩弧焊焊接，内塔体和骨架采用不锈钢焊条焊接，保证不会产生渗碳的现象。塔体交接口、管道弯头均采用圆弧对接设计，没有死角。4、收料：它由高效旋风除尘器系统组成,物料接触处为不锈钢316L制作。高效旋风除尘器采用四组合式结构，下部设计2只料仓，使物料集中收集，料仓下部安装有气锤，方便物料迅速落下。5、废气排放系统：它主要出风管道、空气调节阀、引风机等组成。6、电控系统：6.1、整套离心喷雾干燥设备按照设备运行编制的工艺程序，将实现以下功能：a、设备电机的平稳启动、安全可靠运行。b、根据整套干燥设备的工艺逻辑关系，设置各类辅助设备的互锁、联锁以及功能程序的设置与运行，对异常状态进行有效处理。c、先开送、引风机，再开起雾化器上用的循环油泵，再开雾化器电机（雾化器与循环油泵是联锁的，只有先开循环油泵，才能起动雾化器），再打开热源阀门，当进风温度达到设备温度时，开起进料泵，调节进料泵流量，使进风温度与出风温度达到预设定值。二、主要技术参数计算说明PAC(聚合氯化铝)（年产量1万吨，按24H/天、300天/年设计，产量1388㎏/h）2.1热量衡算产量：取1340kg/h初水分：60%终水分：3%8 蒸发水分：W水取2000Kg/h设产品的绝干比热C=0.34Kcal/Kg.℃环境温度t0=20℃，料温θ1取40℃，进风温度t1取280℃，出风温度取95℃干燥料温θ2取85℃空气的湿含量X1=0.0118Kg水汽/Kg干空气蒸发水分所需热量：Q1＝W水*（595+0.45*t2-1*t0）=2000*（595+0.45*95-20）取124*104Kcal/h产品升温所需热量：Q2＝W产*C*（θ2-θ1）＝1340*0.34*（85-40）取2.1*104Kcal/h尾气排出带走热量：Q3=0.24*M*（95-20）=18M热损失15％，Q4=0.15(Q1+Q2+Q3)=18.62*104Kcal/h+2.7M干燥新风带入的热量Q0=0.24*M*（280-20）=62.4M根据热量守恒定律Q0=Q1+Q2+Q3+Q4，62.4M=144.72*104+20.7M计算M=34705kg/h干燥所需的热量：Q0=217*104Kcal/h，考虑实际生产环境，热风炉热量选取：Q0=250*104Kcal/h，各温度下空气体积流量为：V20=28921m3/hV95=36151m3/h2.2风机的选取：若采用间接式燃煤热风炉配套常温送风机G4-68-9D-30KW,数量1台风量24183-42906m3/h风压:2756-1873Pa型号：Y200L-4若采用直接式燃煤热风炉配套耐高温送风机G4-68-12.5D-45kw，数量1台风量42895-76106m3/h风压:2334-1589Pa型号：Y280S-6引风机9-26-14D-90KW，数量1台变频调速风量31179-46796m3/h风压：5262-4764Pa型号：Y315M-62.3旋风除尘器的计算：由引风量V95＝36151m3/h，采用四组合的高效长锥体旋风除尘器形式，旋风进口风速取15-18m/s，可计算出旋风直径为φ1050mm，故旋风型号为：4-CZTφ1150mm2.4、计算塔体D：（1）喷雾距半径R99计算法对于一般情况，干燥器直径D按下式计算：D＝（2～2.4）R99R99－－－－旋转雾化器喷雾距半径（R99）0.9=3.46d0.3G0.25.n-0.16（R99）0.9－－在雾化盘下0.9m处测得的雾滴占全喷雾量99%时的液滴的飞翔距离的半径，m；d－－－－雾化盘直径，m；G－－－－喷雾量，Kg/h；8 n－－－－雾化盘转速，r/m；（R99）0.9＝3.46×0.210.3×35000.25×11570-0.16＝3.73米选塔径D＝2.2R99＝8.2米，圆整，直径取8.50米（2）喷雾塔的高度：一般喷雾塔直段高度取0.8-0.9D0.8*8.5=6.8米考虑物料的特性，直段高度增取8.54米干燥塔下锥体锥角取53度，喷雾塔总高度为：H=20.0米2.5、从干燥强度验算干燥塔尺寸的合理性（1）干燥塔的有效干燥容积V，V=直段容积＝484m3，（2）干燥强度ｑ的选取干燥强度法：V=W/ｑ　ｑ＝(T1+273)3.4287/(T2+273)3.34（kg.m.h）=7.1W=V*q=7.1X484=3400Kg水/H＞2000Kg水/H即使在生产白色纯PAC时，进风温度为240℃左右时，W＝3000g水/H＞2000Kg水/H因此，从干燥强度验算干燥塔尺寸满足干燥要求。　　　　2.6尾气风尘排放：水沫除尘器的收粉率为：99.98％尾气风尘浓度为：0.0001X1376/40207=0.0000068=6.8mg/M3<15mg/M32.7、水沫除尘器的选取由由引风量是36000m3/h，水沫除尘器内的过滤风速取2.-2.5m/s，则水沫除尘器的直径为2.8米水沫除尘器高度约为6米，烟囱最高处20米，直径1.2米，采用玻璃钢制作，耐温性能100℃，厚度净化塔水箱t=20mm,上塔体t=15mm，烟囱t=6mm填料层厚度500mm，填料层为5cm塑料球。配套水泵型号为PF80-65-160电机功率7.5KW流量50M3/H水泵进口直径80mm水泵出口直径65mm三、设备优化设计说明：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：1、因物料的流动性不好，主塔的下锥体角度由60度，改为53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。2、由于物料具有很强的吸湿性，采用除湿后的气力输送系统可完成对物料的冷却、集中输送。3、8 进料系统采用无级调速的蠕动泵,因物料具有很强的腐蚀性，螺杆泵的使用寿命很短，（约为6个月），我们采用蠕动泵输送，使用寿命长、无故障。蠕动泵后面安装有缓冲罐，转子流量计，塑料输送料管到雾化器。材质为物料接触部分不锈钢316L。接口材料为聚四氟套。蠕动泵配两只，一用一备，蠕动泵内部软管多配二个，方便更换，1、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3.5T/H的雾化器即可满足产量的要求,雾化器电机功率37KW，雾化器的导管φ32*3为纯钛制作，上面的两根软管为橡胶管，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。雾化器转速11570rpm,油泵电机120W，润滑油L-TSA32#抗氧防锈型汽轮机油，雾化器配置两台，一用一备序号设备名称规格型号材质数量生产厂家一、送风系统1、高温送风风机（和热源配套）带支架、减震垫G4-68-12.5D-45kw风量42895-76106m3/h风压:2334-1589Pa型号：Y280S-6碳钢1常州常武风机厂2、变径连接实配不锈钢/碳钢/硅酸铝1套江苏干燥二、加热系统1、热源300万大卡直接式燃煤热风炉组合1套江苏干燥2、热风管道带弯头采用圆形管道ф1000内尺寸，单边保温100mm,材料硅酸铝不锈钢/碳钢1套江苏干燥三、主塔干燥系统1、内塔体ф8500直筒体高8.54米锥体锥角53℃，内塔体满焊、镜面板，厚度t=3mm不锈钢316L1江苏干燥2、外塔体ф8650t=1.0mm不锈钢1江苏干燥3、塔体骨架ф8500-ф865075＃角铁等1江苏干燥4、水泥支架平台钢筋水泥1用户自备5、热风蜗壳不锈钢t=2mm花纹板t=3mm不锈钢/碳钢1江苏干燥6、热风分配器t=2mm不锈钢1江苏干燥7、干燥塔大尺寸清洗门600X800mm不锈钢4江苏干燥8、塔体保温确保外壁温度不高于环境温度15℃硅酸铝/单边保温厚度75mm/1江苏干燥9、强光照明灯塔顶安装组合件2江苏干燥五、进料、雾化系统1、进料泵KP4008 流量：6.0m3/h压力0.6MPa功率3.0KW/配西门子变频器一用一备，软管多配2个组合件2北京2、进料管道阀门　　　φ50mm塑料管/钛管1江苏干燥3、10立方料槽　　10立方,带过滤器PP材质1江苏干燥4、缓冲罐　　150L塑料材质1江苏干燥5、进料流量计（接入PLC控制画面显示）　Z-500系列管道流量计组合件1上海6、雾化器（钛合金）处理量3.5T/H,功率37KW导管及落料盘为纯钛制作、变频调速，一用一备不锈钢316L2杭州雾化器厂7、雾化盘（TC4钛合金）φ210mm,转速11570rpmTC4钛合金2杭州雾化器厂8、雾化器支架与雾化器配套碳钢1江苏干燥9、雾化器装拆工具板手等碳钢1江苏干燥六、收料系统1、塔内出风管Φ900mmt=2mm不锈钢316L1江苏干燥2、塔外出风管Ф900mmt=2mm不锈钢316L1江苏干燥3、高效旋风除尘器带变径4-CZT1250t=2mm不锈钢316L1江苏干燥4、集料斗带加强扁铁清洗孔、手孔锥角50度不锈钢316L1江苏干燥5、高效旋风支撑16#槽钢、10#角铁等碳钢1江苏干燥八、排风系统1、引风风机带支架、减震垫9-26-14D-90KW风量31197-46796m3/h风压5262-4764Pa不锈钢316L1常州常武风机厂2、风管Φ900mmt=2mm玻璃钢1江苏干燥3、水沫除尘器Φ2800*6500mm配套烟囱出口高度20米玻璃钢1常州常运净化设备有限公司4、水泵PF80-65-160-7.5KW流量50立方/H不锈钢316L1淄博凯伦泵阀制造有限公司九、控制系统1、控制柜PLC+触摸屏控制外壳碳钢1个江苏干燥降压启动柜90kw1正泰供方提供信号线/电线电缆桥架用户自备/供方指导安装十、辅助系统1、塔顶/栏杆φ35碳钢1江苏干燥2、气锤SK60碳钢16江苏干燥3、电动吊装葫芦2T组合件1用户自备8 4、主塔钢筋水泥平台配套（供方提供施工参考图纸）用户自备5、主塔顶雨棚采用角铁/槽钢/彩钢板/吊装葫芦用工字钢等组成（供方提供施工参考图纸/用户制作）用户自备十一、气力输送系统1、气力输送管道快开卡箍式不锈钢3041江苏干燥2、气力输送收料旋风/配关风机Φ159mm不锈钢3041江苏干燥3、气力输送风机9-19-5A-11KW风量1610-3400m3/h风压:5697-5517Pa型号：Y132-2不锈钢3041常州常武风机厂4、气力输送料仓直径Φ1500，容积2M3不锈钢3041江苏干燥8 8