Фосфат шламы - суда қаланған ұсақ ұнтақталған фосфат жыныстарының тығыз қоспасы. Ол тау-кен өндірісі мен тыңайтқыштар өндірісінде, әсіресе шикізатты кеніштен өңдеу зауыттарына тасымалдау және фосфор қышқылын өндіруде маңызды рөл атқарады. Экономикалық және экологиялық құндылығына байланысты фосфат шламын тиімді тасымалдау негізгі ауыл шаруашылығы және өнеркәсіп салалары үшін жеткізу тізбегінің негізін қалайды.
Фосфат шламын тасымалдау әдетте құбырлар арқылы жүзеге асырылады, мұнда тиімділік, қауіпсіздік және өнімнің консистенциясы маңызды. Дегенмен, фосфат шламының бірегей реологиялық қасиеттері маңызды қиындықтар туғызады. Оның Ньютондық емес, ығысу арқылы жұқаруы тұтқырлық пен ағын сипаттамаларының қатты заттардың концентрациясына, бөлшектердің өлшеміне және химиялық құрамына байланысты динамикалық түрде өзгеретінін білдіреді. Жоғары қатты жүктемелер тұтқырлықты және ағын кернеуін арттырып, құбыр тасымалын энергияға деген сұраныстың артуына, ағынның болжанбайтындығына және бітелу немесе шөгу қаупіне бейім етеді.
Фосфат суспензиясының мінез-құлқының негіздері
Құрамы және физикалық қасиеттері
Фосфат суспензиясы тасымалдаушы сұйықтықта, әдетте суда суспензияланған ұсақ бөлінген фосфат кенінен тұрады. Қоспа көбінесе флотациялық реагенттер, рН модификаторлары немесе байыту қажеттіліктеріне бейімделген басқа да химиялық заттар сияқты химиялық қоспаларды қамтиды. Үш негізгі элемент - суспензияланған бөлшектер, тасымалдаушы сұйықтық және қоспалар - суспензияның физикалық және химиялық өзара әрекеттесуін басқарады.
Фосфат жыныстарын өңдеу
*
Бөлшектердің өлшемі мен бөлшектердің таралуы өте маңызды. Ұсақ бөлшектер беттік ауданды арттырады, химиялық реактивтілікті де, суспензия тұтқырлығын да күшейтеді. Өлшемдердің таралуы тарылған кезде (яғни, бөлшектер біркелкі болғанда), тұтқырлық күрт артады, бұл ағынды қиындатады және құбырлардың шөгу қаупін арттырады. Кеңірек (полидисперсті) таралулар, жобаланған кезде, қаптама тиімділігін арттыру және бөлшектер арасындағы үйкелісті азайту арқылы көрінетін тұтқырлықты төмендетуі мүмкін. Мысалы, Розин-Раммлер-Бенн моделіне сәйкес ұнтақталған немесе фракталдық геометрия арқылы талданған суспензиялар реологиялық қасиеттерде де, тасымалдауға төзімділікте де айтарлықтай айырмашылықтарды көрсетеді.
Қатты заттардың концентрациясы бөлшектердің қаншалықты тығыз орналасқанын анықтайды. Жоғары концентрациялар көрінетін тұтқырлықты да, ағын кернеуін де арттырады, ағынның мінез-құлқын псевдопластикалықтан (орташа концентрациялардан) Бингем пластикасына немесе тіпті экстремалды жағдайларда кеңейтілген Ньютондық емес режимдерге ауыстырады. Концентрация мен бөлшектердің мөлшерінің таралуы арасындағы өзара байланыс шламды тасымалдауды оңтайландыру үшін маңызды болып табылады - бұл екі факторды бақылау шлам үшін тиімді құбыр ағынын қамтамасыз етеді, энергияны пайдалануды және механикалық тозуды азайтады.
Тұтқырлық және тығыздық сияқты физикалық қасиеттер құбыр тасымалдау тиімділігінің негізгі параметрлерін белгілейді. Шламның тұтқырлығы ағынға төзімділікті анықтайды, бұл айдау талаптарына тікелей әсер етеді. Қатты заттардың концентрациясы мен бөлшектердің қасиеттеріне әсер ететін шламның тығыздығы гидростатикалық қысым профилін қалыптастырады және құбырдың бітелуі мен тұну оқиғаларының ықтималдығын басқарады. Нақты уақыт режимінде бақылау және процесті басқару үшін онлайн тұтқырлық өлшегіштері, онлайн сұйықтық тығыздығы өлшегіштері және шламның тұтқырлығын өлшеудің дәл әдістемелері қажет, бұл құбырдың бітелуінің алдын алу және тұнбаның алдын алу әдістерін қолдайды.
Шлам реологиясының өңдеуге әсері
Фосфат суспензиялары әдетте Ньютондық емес мінез-құлық көрсетеді. Олардың тұтқырлығы тұрақты емес; ол қолданылатын ығысу жылдамдығына байланысты. Көпшілігі шығымдылық-псевдопластикалық (шығымдылық кернеуімен ығысу-жіңішкеру) немесе Бингем пластикалық сипаттамаларын көрсетеді. Іс жүзінде ағын тек шекті (шығымдылық) кернеуі асып кеткенде ғана басталады; одан кейін тұтқырлық ығысу жылдамдығы жоғарылаған сайын тез төмендейді.
Ньютондық емес табиғат ағын режимі мен жүйені жобалауға тікелей әсер етеді:
- Қысымның төмендеуі:Тұтқырлықтың жоғары болуы және беріліс кернеуі берілген тасымалдау жылдамдығы үшін қажетті қысымның төмендеуін арттырады. Бұл ағынды ұстап тұру үшін, әсіресе төмен жылдамдықтарда немесе қатты заттардың жоғары концентрацияларында көбірек энергия қажет екенін білдіреді. Хершель-Булкли, Бингем немесе Оствальд-Пауэр заңы сияқты математикалық модельдер бұл мінез-құлықты болжау және жүйенің өлшемін анықтау үшін жиі қолданылады.
- Құбырдың өміршеңдігі:Тұтқырлық пен ағындылық кернеуі белгілі бір шектен асып кеткенде (бөлшектердің өлшемінің немесе концентрациясының өзгеруіне байланысты), ағынның тоқтап қалу, құбырдың бітелуі немесе апатты тұну қаупі артады. Бөлшектердің өлшемі мен концентрациясын тиімді бақылау, сондай-ақ ерітінділерді пайдалана отырып, нақты уақыт режимінде тұтқырлық пен тығыздықты бақылау.тығыздық өлшегіштерін онлайн өндірушілерЛоннметр сияқты, сенімді жұмыс істеу үшін өте маңызды.
- Көлікті оңтайландыру:Жылжымалылықтың жоғары ығысу жылдамдығында төмендейтіндіктен, ығысу-жіңішкеру (псевдопластикалық) мінез-құлқы айдауға көмектеседі. Бұл қасиет құбырларды тұрақты күйде тасымалдау кезінде энергияны аз тұтынуға мүмкіндік береді, егер пайдалану ығысу жылдамдығы шлам сипаттамаларына жақсы сәйкес келсе.
- Реактор дизайны:Күкіртті жою және фосфорсыздандыру кезінде Ньютондық емес реология реакторды араластыруға, масса алмасуға және тұру уақытының таралуына әсер етеді. Көрінетін тұтқырлық пен шығым кернеуі қажетті араластыру энергиясын да, реактордағы қатты-сұйық химиялық реакциялардың тиімділігін де басқарады.
Практикалық нәтижелер дәл реологиялық сипаттамаға байланысты. Айналмалы реометрия, айналмалы вискозиметрлер және озық CFD модельдері сияқты құралдар дәл ағын модельдерін құру үшін қолданылады. Зертханалық және өнеркәсіптік көп ілмекті құбыр сынақтары энергияны тұтынуды және механикалық тозуды азайту үшін пайдалану хаттамаларын басқара отырып, мінез-құлықты тексереді. Онлайн тұтқырлық өлшегіштері және аспалы бөлшектердің мөлшерін өлшеу сияқты нақты уақыт режиміндегі өлшеу шешімдері динамикалық басқару стратегияларын қолдайды - бұл шламның шөгуі сияқты мәселелердің алдын алуға және өнеркәсіптік құбырларда шламды тасымалдаудың жалпы тиімділігін арттыруға көмектеседі.
Қорытындылай келе, фосфат суспензиясының сипаттамалары, әсіресе аспалы бөлшектердің, концентрацияның, қоспалардың және сұйық фазаның өзара әрекеттесуі арқылы бақыланатын сипаттамалар, тасымалдау өнімділігін де, процестің өміршеңдігін де анықтайды. Шламдағы аспалы бөлшектерді бақылау, бөлшектердің мөлшерінің таралуын бақылау және қатты заттардың концентрациясын басқару құбыр ағынын жақсарту, шөгудің алдын алу және өнеркәсіптік фосфатты байыту процестері үшін суспензия тасымалдауды оңтайландырудың кілті болып табылады.
Фосфат суспензиясымен күкіртсіздендіру және дефосфорсыздандыру
Процесс принциптері
Күкіртсіздендіружәне фосфат суспензиясын қолданатын дефосфорлау процестері ылғалды реакторлардағы газ-сұйық-қатты фазалық сіңіру реакциялары принциптері бойынша жұмыс істейді.Күкірт диоксиді (SO₂)Өнеркәсіптік түтін газында алдымен фосфат суспензиясының сұйық фазасына ериді. Онда ол фосфат иондарымен және сумен тез әрекеттесіп, фосфор қышқылы мен қатты қосалқы өнімдерді түзеді, сонымен қатар фосфорды қалпына келтіруге мүмкіндік береді. Абсорбция механизмдері сатылы түрлендірулермен сипатталады: газ фазалы SO₂ тамшы беттеріне таралады, суспензияға енеді, содан кейін химиялық жолмен жиналады. Нақты химиялық ортаға және масса алмасу жылдамдығына байланысты суспензиядан магнийдің шайылуы орын алуы мүмкін. Абсорбция жылдамдығын негізгі бақылау интерфейстегі газ қабықшасының кедергісі арқылы жүзеге асырылады, бұл турбуленттілік пен араластыруды максималды тиімділік үшін маңызды етеді.
Реактор ішіндегі физикалық процестердің өзара әрекеттесуі процестің өнімділігі үшін маңызды. Газ ағынында ілінген суспензия тамшылары SO₂ жанасуы мен сіңірілуі үшін беткі аймақты барынша арттырады, ал газ-сұйықтық масса алмасу жылдамдығы тамшының өлшеміне, сырғанау жылдамдығына, турбуленттілік деңгейлеріне және температураға байланысты. Тиімді масса алмасу тамшылардың физикалық дисперсиясына да, олардың SO₂-мен реакцияларының кинетикасына да байланысты. Тамшы-газ өзара әрекеттесуінің жақсаруы SO₂-ны жоюды ғана емес, сонымен қатар фосфатты тиімді қалпына келтіруді де қолдайды, бұл интеграцияланған ластануды бақылау және ресурстарды қайта өңдеу үшін маңызды.
Реакция тиімділігіне әсер ететін факторлар
Реактор геометриясы сіңіру тиімділігінің негізгі анықтаушысы болып табылады. Кіріс бұрышы мен диаметрі сияқты ерекшеліктер газ бен шламның реакторға қалай енетінін және араласатынын басқарады. Мысалы, кішірек кіріс бұрыштары мен диаметрлері турбуленттіліктің жоғарылауына және тамшылардың жақсы дисперсиясына ықпал етеді, масса алмасуын күшейтеді және SO₂ ұсталуын арттырады. Үлкен диаметрлер турбуленттілікті сұйылту және газ бен шлам тамшылары арасындағы жанасу уақытын азайту арқылы тиімділікті төмендетеді. Интуицияға қайшы, ішкі бөгеттерді қосу кіріс дизайны мен жалпы геометрияның маңызды әсерлерімен салыстырғанда күкіртсіздендіру жылдамдығына шектеулі әсер етеді.
Фосфат суспензиясының өзінің физикалық қасиеттері, әсіресе тұтқырлығы, тығыздығы және бөлшектердің мөлшерінің таралуы, реакция динамикасына айтарлықтай әсер етеді. Жоғары суспензия тұтқырлығы тамшылардың қозғалысын азайтады, араластыруға да, сіңіру процесіне де кедергі келтіреді. Керісінше, төмен тұтқырлық ағын тиімділігін жақсартады, бірақ бөлшектердің шөгуін және жергілікті қабыршақтану қаупін арттыруы мүмкін. Тығыздықтың өзгеруі тамшылардың суспензиясының тұрақтылығына және тұнбаға түсу үрдістеріне әсер етеді; тиісті тығыздық профильдері бар суспензиялар тұнбаға жақсы төзімділік береді, сіңіру үшін оңтайлы жанасуды сақтайды.
Бөлшектердің өлшемінің таралуы да сіңіру өнімділігіне тікелей әсер етеді. Ұсақ бөлшектер бетінің ауданын ұлғайтады, SO₂ масса алмасуын арттырады, ал тым ірі немесе нашар таралған бөлшектер тез тұнуға, локализацияланған қабыршақтануға және бітелуге ықпал етеді. Мұндай мәселелерді болдырмау үшін бөлшектердің тұрақты суспензиясы өте маңызды. Бұл қасиеттерді өлшеу және бақылау - пайдалануонлайн суспензия тұтқырлығын өлшегіштер, онлайн сұйықтық тығыздығын өлшейтін құралдаржәне мамандандырылған онлайн тығыздық өлшегіш өндірушілерінің құрылғылары — заманауи өсімдіктер үшін стандартты тәжірибелер.
Қатты бөлшектердің суспензиясы мен дисперсиясы суспензияның жергілікті қақтану мен реактордың ластану үрдістеріне қарсы тұрады. Тұтқырлықты бақылай отырып және реттей отырып, бөлшектерді суспензияланған күйде ұстау үшін жеткілікті турбуленттілікті сақтау реактордың ішкі бөліктері мен құбырларында қатты заттардың шөгуіне жол бермейді. Lonnmeter онлайн өлшегіштері сияқты технологиялар нақты уақыт режиміндегі тұтқырлық пен тығыздықты өлшеу үшін құнды, бұл суспензияның қасиеттерін проактивті басқаруға және күкіртті жою мен фосфорсыздандыру өнімділігін үздіксіз оңтайландыруға мүмкіндік береді.
Қақпақтану және бітелу қаупін азайту
Фосфат шламы реакторларында қақ түзілуі мен бітелуінің алдын алу шламның оңтайлы жағдайларына да, мұқият жасалған реактор дизайнына да байланысты. Бақыланатын тұтқырлықта жұмыс істеу және бөлшектердің дұрыс мөлшерінің таралуын сақтау бөлшектердің шөгу ықтималдығын азайтады және біркелкі суспензияны қамтамасыз етеді. Жоғары турбуленттілікке, әсіресе газ бен шлам кірістерінде, арналған реактор геометриялары бөлшектердің үздіксіз таралуына ықпал етеді, шөгу және қақ түзілуі мүмкін төмен ағын аймақтарының алдын алады.
Жақында жүргізілген өнеркәсіптік зерттеулер мен модельдеу зерттеулерінен алынған практикалық стратегиялар реактор кірістерін күшті, біркелкі турбуленттілікке конфигурациялау және ұсынылған терезелер шеңберінде суспензия концентрациясын пайдалану қақ түзілу қаупін айтарлықтай азайтатынын көрсетеді. Тұтқырлықтың жоғары деңгейін болдырмау және шамадан тыс қатты жүктемелердің алдын алу құбырлардың бітелуінің алдын алу және суспензияны тасымалдауды оңтайландыру үшін әсіресе тиімді. Сонымен қатар, салқындатылған суспензия циклдерін енгізу ұсақ бөлшектердің ұсталуын жақсарта алады, будың асқын қанығуын арттыру және субмикрометрлік бөлшектердің жойылуын ынталандыру арқылы ластануды азайтады.
Қақпақты бақылау химиялық стратегиялармен қосымша қолдау табады: антиқақтықтардың, әсіресе жоғары фосфатты жүйелерге арналған мақсатты құрамдардың дәл дозалануы кальций фосфаты қақтарының шөгуін агрессивті қышқыл дозасын немесе жүйені ірі өзгертуді қажет етпей шектейді. Бұл агенттерді таңдау және реттеу су мен шлам химиясын онлайн бақылауға байланысты, бұл нақты уақыт режимінде қақтан үздіксіз қорғауды қамтамасыз етеді.
Бұл физикалық және химиялық бақылауды оңтайландыру құбырларды тасымалдау тиімділігін арттырады, құбырлардағы шлам ағынының тиімділігін жақсартады және бітелу мен шөгуден туындаған жұмыс үзілістерінсіз реактордың ұзақ мерзімді тұрақты жұмысын қолдайды. Шлам тұтқырлығын, тығыздығын және аспалы бөлшектердің өлшемін дәл өлшеу - класындағы ең жақсы онлайн өлшеуіштермен қолдау - бұл нәтижелерге қол жеткізуде және фосфат шламын өңдеу жүйелерінде жоғары өнімді декүкіртсіздендіру және дефосфоризациялау процестерін сақтауда негізгі болып табылады.
Фосфат суспензиясын құбыр арқылы тасымалдау тиімділігін барынша арттыру
Құбыр көлігіндегі ағын динамикасы
Фосфат шламын тасымалдау тиімділігі төрт негізгі факторға байланысты: жылдамдық, тұтқырлық, тығыздық және аспалы бөлшектердің сипаттамалары. Шлам жылдамдығы тұндыру қаупін тікелей анықтайды - жоғары жылдамдықтар қатты заттарды аспалы күйде ұстайды және бітелу қаупін азайтады, бірақ сонымен бірге энергия қажеттіліктері мен пайдалану шығындарын арттырады. Бөлшектер тұна бастайтын маңызды жылдамдық шегі бар, бұл тиімді ағын мен құбырдың денсаулығына қауіп төндіреді.
Тұтқырлық, суспензия концентрациясы мен температурасымен тығыз байланысты, сұйықтықтың тығын ретінде әрекет етуіне немесе турбулентті ағынға еруіне әсер етеді. Фосфат суспензиялары көбінесе Ньютондық емес, псевдопластикалық немесе Бингем пластикалық қасиеттерін көрсетеді, қатты зат мөлшері артқан сайын тұтқырлық артады. Тұрақты тасымалдауды қолдау және пайдалану түзетулерін болжау үшін онлайн тұтқырлық өлшегіштерін немесе арнайы желілік жүйелерді, мысалы, суспензияға арналған ең жақсы онлайн тұтқырлық өлшегіштерін пайдаланып, суспензия тұтқырлығын дәл өлшеу өте маңызды.
Тұнба тығыздығы, аспалы қатты заттардың концентрациясының функциясы, құбыр бойындағы қысымның төмендеуін өзгертеді, бұл энергияны тұтынуға да, тасымалдау тұрақтылығына да әсер етеді. Тығыздықтың ауытқуы, бақыланбаған жағдайда, ағын режимінің өзгеруіне және тұнба қаупін арттыруға әкелуі мүмкін. Жетекші онлайн тығыздық өлшегіштерін қоса алғанда, онлайн сұйықтық тығыздық өлшегіштері нақты уақыт режимінде тығыздық туралы ақпарат береді, бұл жүйенің тепе-теңдігін сақтауға көмектеседі.
Аспалы бөлшектердің мөлшері мен таралуы да шешуші рөл атқарады. Үлкен бөлшектер немесе кең бөлшектердің таралуы, әсіресе жылдамдығы төмен немесе құбыр диаметрі өзгеретін учаскелерде тұну қаупін арттырады. Аспалы бөлшектердің мөлшерін өлшеу жүйелері бөлшектердің мөлшерінің таралуының қауіпсіз жұмыс диапазонында болуын қамтамасыз етеді, шламдағы аспалы бөлшектерді тиімді басқаруды қолдайды және тұну қаупін азайтады.
Құбырдың жобалау параметрлері — диаметрі, ішкі кедір-бұдырлығы және жалпы бағыты — ағынның тұрақтылығы мен тасымалдау тиімділігіне әсер етеді. Құбыр диаметрінің ұлғаюы берілген ағын жылдамдығындағы жылдамдықты төмендетеді, егер жоғары айдау жылдамдығымен өтелмесе, тұну қаупін арттырады. Жоғары ішкі кедір-бұдырлық немесе өткір иілулер турбуленттілікті арттырады, бұл жергілікті жерде қайта суспензиялауға көмектесуі мүмкін, бірақ сонымен бірге құйындылардың пайда болуына және жергілікті тұнбаға ықпал етуі мүмкін, бұл энергияға деген сұранысты және техникалық қызмет көрсету қажеттіліктерін арттырады.
Шламның шөгуін және құбырдың бітелуін болдырмау
Шламның шөгуі және құбырдың бітелуі, ең алдымен, сұйықтық жылдамдығы қатты заттардың суспензия шегінен төмен түскенде пайда болады. Бұл қатты заттардың құбыр түбіне гравитациялық шөгуіне әкеледі, бұл ағынды шектейтін немесе бөгейтін қозғалмайтын қабаттар немесе шламдар түзеді. Электростатикалық немесе химиялық өзара әрекеттесулерге байланысты ұсақ қатты заттар шоғырланатын бөлшектердің агломерациясы шөгуді жеделдетуі мүмкін, әсіресе химиялық қоспалар немесе доломит мөлшері жоғары болған кезде.
Агломерация және тұну механизмдеріне тек жылдамдық қана емес, сонымен қатар бөлшектердің өлшемі, пішіні және тығыздығы да әсер етеді. Балшыққа бай немесе ұсақ бөлшектерден тұратын суспензиялар «гель тәрізді» жиналуға бейім, ал аралас немесе үлкен бөлшектер популяциясы бар суспензиялар біркелкі емес тұнып, құбыр бойымен қабаттар түзуі мүмкін. Температураның жергілікті төмендеуі суспензияның тұтқырлығын арттырып, әсіресе құбыр иілімдерінде немесе клапандарында бітелуді тудыруы мүмкін.
Жалпыланған полиномдық хаосты пайдалана отырып жүргізілген жақында жүргізілген сезімталдық талдаулары жылдамдық пен бөлшектердің өлшемі тұндыру мен тасымалдау өнімділігінің негізгі анықтаушылары екенін көрсетеді. Бұл факторлар құбырдың сенімді жұмыс істеуі үшін үздіксіз бақылануы және динамикалық түрде бақылануы керек. Желілік тұтқырлық өлшегіштері және желілік бөлшектердің өлшемін талдағыштар сияқты желілік құралдар сорғы жылдамдығын арттыру немесе қолайсыз үрдістер анықталған кезде диспергаторларды мөлшерлеу сияқты жұмыс реттеулері үшін іс жүзінде қолданылатын деректерді ұсынады.
Жабысқақтықты азайту және бөлшектердің шөгуі мүмкін шекараларды азайту үшін құбырлардың бітелуінің алдын алу стратегияларын күшейтетін озық құбыр жабындарын қоса алғанда, инновациялар әзірленді. Құбырлардың орналасуы мен пайдалану кестелері де ағынның азаю кезеңдерін ескеруі керек, себебі жылдамдықтың маңызды шегінен төмен қысқа аралықтардың өзі тез қабат түзілуін бастауы мүмкін.
Ағынды оңтайландырудың есептеу және аналитикалық тәсілдері
Фосфат шламының ағынын оңтайландыру нақты әлемдегі белгісіз жағдайларда бірнеше өзара тәуелді параметрлерді дәл түсінуді және басқаруды талап етеді. Полиномдық хаос кеңеюін (PCE) пайдаланатын жаһандық сезімталдықты талдау (GSA) кіріс айнымалыларындағы - мысалы, кен минералогиясы, бөлшектердің мөлшері немесе маусымдық шлам қасиеттеріндегі - белгісіздіктердің қысымның төмендеуі, жылдамдық және шөгу қаупі сияқты негізгі тасымалдау көрсеткіштеріне қалай әсер ететінін сандық бағалаудың жетекші әдісі ретінде пайда болды.
GSA фосфат шламының құрамы мен процесінің конфигурацияларының кең ауқымында жылдамдық пен бөлшектер өлшемінің ауытқулары ең әсерлі екенін көрсетеді; сондықтан операциялық бағыт оларды бағалау мен бақылауға басымдық беруі керек. Тығыздық пен тұтқырлық шекаралық есептеулер үшін маңызды болып қала береді, бұл операторларға қауіпсіз және тиімді ағын үшін операциялық терезелерді орнатуға көмектеседі.
Есептеу модельдеуі, әсіресе дұрыс ортогоналды декомпозиция және PCE негізіндегі суррогат модельдеуі тиімді сценарийлерді модельдеу мен оңтайландыруға мүмкіндік береді. Бұл азайтылған ретті модельдер жоғары ажыратымдылықтағы CFD модельдеулерінің негізгі ерекшеліктерін қысқа мерзімде қайталайды, бұл процесті модификациялау және құбырларды жобалау үшін жылдам шешім қабылдауды қолдайды.
Бұл аналитикалық тәсілдер нақты әлемдегі деректермен салыстырылады: ағын жылдамдығының, қысымның жоғалуының және тұндыру оқиғаларының учаскелік өлшеулері модельді калибрлеу және үздіксіз жетілдіру циклдеріне біріктірілген. Жетілдірілген сенсорларды (мысалы, Lonnmeter онлайн тұтқырлығы мен тығыздық анализаторлары) динамикалық модельдеумен біріктіру арқылы операторлар кеннің сапасындағы, бөлшектердің мөлшерінің таралуындағы және қоршаған орта жағдайларындағы өзгерістерге бейімделгіш жауап беретін шлам ағынын оңтайландыру стратегияларын енгізе алады.
Өлшеу және бақылаудың озық әдістері
Нақты уақыт режимінде шламды бақылаудың маңыздылығы
Дәл,тығыздықты үздіксіз өлшеужәнетұтқырлықфосфат шламын тиімді тасымалдау, күкіртті жою және фосфорсыздандыру үшін маңызды. Нақты уақыт режиміндегі мониторинг шлам сипаттамаларының өзгеруіне жауап ретінде процесс параметрлерін дереу реттеуге мүмкіндік береді. Бұл проактивті процесті басқару фосфат шламы құбырларындағы жиі кездесетін мәселелер болып табылатын тұну және құбырдың бітелуінен туындайтын жоспарланбаған тоқтап қалу уақытын айтарлықтай азайтады.
Шлам тығыздығы мен тұтқырлығы туралы үздіксіз деректер операторларға бөлшектердің шөгу немесе бітелу қаупінің артуын білдіретін ауытқуларды дереу анықтауға көмектеседі. Мысалы, тұтқырлықтың немесе тығыздықтың күрт өсуі анықталса, ағын жылдамдығын реттеуге немесе тиімді құбыр тасымалын қалпына келтіру үшін химиялық заттардың мөлшерін оңтайландыруға болады. Жиі бақылау сонымен қатар шламның шөгуінің алдын алу әдістерін қолдайды, бұл операторларға қатты заттар жиналып, шөгінділер түзе бастағанға дейін араласуға мүмкіндік береді.
Ағын тиімсіздігінің алдын алу үшін суспензия тұтқырлығы мен бөлшектердің суспензиясын дұрыс сақтау өте маңызды. Онлайн өлшеу технологияларына инвестиция салу құбыр ағынын жақсартуға, тасымалдау тиімділігін арттыруға және техникалық қызмет көрсету шығындарын азайтуға тікелей әсер етеді.
Онлайн сұйықтық тығыздығының өлшегіштері және тұтқырлық өлшегіштері
Онлайн сұйықтық тығыздығын өлшегіштердің жұмыс принциптері
Онлайн сұйықтық тығыздығын өлшейтін құралдарсияқты дірілдейтін түтік Coriolis метрлері, шлам құбырларындағы үздіксіз тығыздықты өлшеудің салалық стандарты болып табылады. Бұл құрылғылар шламды дірілдейтін түтік арқылы өткізу арқылы жұмыс істейді; шламның массалық ағынынан туындаған діріл фазасындағы немесе жиілігіндегі өзгерістер нақты уақыт режимінде тығыздық көрсеткіштерін алу үшін анықталады және өңделеді. Қазіргі заманғы өлшеуіштер түтік тербелістерін ұстап тұру үшін электромагниттік іске қосуды немесе пьезоқоздыруды пайдаланады.
Негізгі орнату нүктелеріне негізгі шлам тасымалдау желілеріндегі және маңызды клапандар немесе иілімдерге жақын орналасқан орындар кіреді – бұл шөгу немесе ағынның бұзылуы қаупі жоғары орындар. Оңтайлы жұмыс істеу үшін сенсорлар ағынға толығымен батырылуы және үлгінің жақсы араласқан шлам аймақтарына бағытталуы керек, бұл әр түрлі бөлшектердің таралуынан болатын қателікті азайтады.
Есептегішті таңдаудың маңызды параметрлеріне мыналар жатады:
- Температура және қысым көрсеткіштері,
- Суланған бөлшектердің тозуға төзімділігі,
- Қатты заттардың жоғары концентрациясын өңдеу мүмкіндігі,
- Аспалы бөлшектермен ластануға немесе жабынға минималды сезімталдық.
Берік онлайн тығыздық өлшегіштерінің ерекшеліктері мен таңдау критерийлері
Фосфат шламын пайдалану үшін беріктік өте маңызды. Лоннметр сияқты таңдаулы үлгілерде абразивті сенсорлық түтіктер, күшейтілген конструкция және бөлшектердің әртүрлі өлшемдерінің таралуын өтеу үшін кеңейтілген сигнал өңдеу мүмкіндігі бар. Тозуды азайту үшін қозғалмайтын бөлшектері бар конструкцияларды және дуплексті тот баспайтын болат немесе керамика сияқты материалдардан жасалған сенсорлық бастарды іздеңіз.
Маңызды мүмкіндіктерге мыналар кіреді:
- Жылдам жауап беру уақыты (секундтан төмен уақыт артықшылықты),
- Қарапайым калибрлеу мүмкіндігі,
- Зауыттың SCADA немесе PLC жүйелерімен сандық интеграция,
- Нақты уақыт режиміндегі деректерді тіркеу.
Артықшылықты өлшеуіштер бірнеше бағытта орнатылады, қысымның төмендеуін минималды етеді және масштабтауға төзімділікті көрсетеді. Пайдалану және реттеу қауіпсіздігі үшін ультрадыбыстық немесе электромагниттік тығыздық өлшеуіштері сияқты ядролық емес өлшеу әдістерін пайдалану барған сайын танымал болып келеді.
Ұшу кезіндегі суспензия тұтқырлығын бағалауға арналған өлшеу талаптары
Шлам тұтқырлығын өлшеунақты уақыт режимінде фосфат шламдарының Ньютондық емес, гетерогенді сипатына байланысты қиындық тудырады. Онлайн тұтқырлық өлшегіштері абразивті жағдайларға төтеп беруі және жиналу немесе бітелулердің алдын алуы керек. Құбырға тікелей орнатылған айналмалы немесе дірілдейтін желілік вискозиметрлер жұмыс жағдайлары өзгерген сайын тұтқырлықтың өзгеруі туралы тікелей кері байланыс береді.
Зертханалық реометрлерде үлгілер қолмен алынып, өлшенетін оффлайн әдістермен салыстырғанда, онлайн тұтқырлық өлшегіштері үздіксіз бақылауды қамтамасыз етеді және үздіксіз процесті оңтайландыруды қолдайды. Бұл мүмкіндік ағын жылдамдығын, химиялық қоспаларды және механикалық араластыруды реттеуде, шламның бақыланатын тасымалын сақтау және бітелулерді азайту үшін өте маңызды.
Шлам тұтқырлығын өлшеудің ең жақсы тәжірибелері мыналарды талап етеді:
- Тозуға төзімді сенсорлық материалдар,
- Өлі аймақтарды немесе тұндырғыш камераларды болдырмайтын құрылыс,
- Қатты заттардың құрамы мен ағын режимдерінің өзгеруін ескеретін калибрлеу хаттамалары.
Тиісті онлайн тығыздық пен тұтқырлық өлшегіштерін және дұрыс өндірушіні таңдау фосфат шламының сипаттамаларын бақылау, құбырдың бітелуін азайту, шламды тасымалдауды оңтайландыруды қолдау және құбыр жұмыстары кезінде өнімнің тұрақты сапасын қамтамасыз ету мүмкіндігіне тікелей әсер етеді.
Фосфат өндіру
*
Шламды басқаруға арналған процестерді оңтайландыру стратегиялары
Өлшеу деректерін процесті басқаруға біріктіру
Өлшеу деректерін нақты уақыт режимінде интеграциялау шламды басқару жүйелерін оңтайландыру үшін маңызды болып табылады.Онлайн тығыздық өлшегіштеріжәнеонлайн тұтқырлық өлшегіштері—мысалы, Lonnmeter ұсынатындар — құбыр жүйелерінде суспензия тығыздығының, тұтқырлығының және бөлшектер динамикасын үздіксіз, жоғары жиілікті көрсеткіштермен қамтамасыз етеді. Бұл сенсорларды технологиялық желілерге енгізу арқылы нысандар суспензияның оңтайлы құрамын сақтайды және ауытқуларға бірден жауап береді.
Автоматтандырылған кері байланыс ілмектері бұл онлайн есептегіштерді технологиялық басқару жүйелеріне қосады. Ауытқу анықталған кезде — мысалы, суспензия тұтқырлығының жоғарылауы немесе шамадан тыс сұйылтуды көрсететін тығыздықтың төмендеуі — кері байланыс ілмегі автоматты түрде түзету әрекеттерін іске қосады. Оларға суды немесе қатты қоректі реттеу, араластыруды арттыру немесе химиялық мөлшерлеуді өзгерту кіруі мүмкін. Бұл тәсіл қолмен сынама алуды және үзік-үзік зертханалық сынақтарды жүргізуді азайтады, олар көбінесе процестің жылдам ауытқуларын жіберіп алады.
Онлайн есептегіштер динамикалық реттеулерді қосу арқылы құбырдың бітелуі мен тұндыру қаупін болдырмайды. Мысалы, шламның минималды жылдамдығын сақтау өте маңызды; сенсорлар жылдамдықтар тұну қаупі бар шектен төмен түссе, сорғыларға ағынды арттыру туралы сигнал бере алады. Ірі көлемді фосфат шламын тасымалдауда тексерілген есептеу модельдері бөлшектердің өлшемі мен шлам жылдамдығы сияқты өлшенген параметрлерге негізделген нақты уақыт режиміндегі кері байланыс энергияны пайдалануды оңтайландыратынын және бітелулердің алдын алатынын көрсетеді. Бұл деректерге негізделген басқару материалдың жоғалуын азайтады, құбырдың жабылуын болдырмайды және энергия тұтынуды азайтады, әсіресе фосфат өңдеу қондырғылары мен минералды тасымалдау құбырлары сияқты жоғары өнімділіктегі орталарда.
Шламды дайындау және өңдеудің ең жақсы тәжірибелері
Шлам концентрациясын, бөлшектердің дисперсиясын және суспензия тұрақтылығын бақылау дайындық кезеңінен басталады. Біртектілікті сақтау және мерзімінен бұрын тұнбаға түсудің алдын алу үшін салалық ең жақсы тәжірибелерге мыналар кіреді:
- Көлемдік немесе гравиметриялық бергіштерді пайдаланып, бастапқы жоғары ығысумен араластыруды қолдана отырып, қатты заттарды дәл мөлшерлеу және дисперсиялау.
- Химиялық диспергенттерді немесе шөгуге қарсы агенттерді қолдану. Акриламид-SiO₂ сополимерлері сияқты нано-трансплантацияланған полимер тұрақтандырғыштары жоғары температурада және ұзақ жұмыс уақытында бөлшектердің суспензиясын жақсартады.
Үздіксіз араластыру өте маңызды — ішкі бөгеттерге бекітілген осьтік ағынды дөңгелектері бар тік бактар мұқият араластыруды қамтамасыз етеді және бөлшектердің шөгуі мүмкін өлі аймақтарды азайтады. Араластыру жылдамдығы мен дөңгелектің өлшемі суспензияның тұтқырлығы мен бөлшектердің өлшемінің таралуына сәйкес таңдалады; шамадан тыс араластыру қызып кету қаупін тудырады, сондықтан жүйелер көбінесе ұстап тұру кезінде үзік-үзік ақырын араластыруды пайдаланады.
Өнеркәсіптік шөгуге қарсы жүйелер механикалық араластыруды айналым ілмектерімен немесе бағдарламаланатын қайта айналым кестелерімен толықтыруы мүмкін. Ұзақ мерзімді тұрақтылық үшін қондырғылар бөлшектердің айналасында кедергілер жасау үшін полимерлер немесе беттік белсенді заттарды пайдалана отырып, стерикалық немесе электростатикалық тұрақтандыруды қамтуы мүмкін. Бұл агрегацияны азайтады және ағын сипаттамаларын жақсартады, құбырларды тасымалдау тиімділігін де, дайын өнімнің консистенциясын да арттырады.
Онлайн құрылғылар арқылы аспалы бөлшектердің мөлшерін өлшеу тұтқырлықты, тозуды және шөгу қаупін бақылауда маңызды рөл атқаратын бөлшектердің мөлшерін бақылауды қамтамасыз етеді. Онлайн оқулар аспалы бөлшектердің қозғалыста болуын қамтамасыз ету үшін қоспаны реттеуге нұсқау береді, бұл микрошөгу мен құбырлардың бітелуіне жол бермейді.
Мысал: Фосфат шламын тасымалдау кезінде үздіксіз араластыруды, мақсатты химиялық қоспаларды және нақты уақыт режиміндегі мониторингті біріктіру шөгу оқиғаларын және құбыр энергиясының шығындарын күрт азайтты, сонымен қатар зауыттан экспорт терминалына дейін шламның қажетті сипаттамаларын қамтамасыз етті.
Нақты уақыттағы өлшеуді, автоматтандырылған кері байланысты, дәл араластыруды және тұрақтандыруды біріктіретін осы стратегияларға назар аудару шлам ағынының тиімділігін тікелей арттырады, өнеркәсіптік шламды тасымалдау қиындықтарын азайтады және процестің үзілістеріне қарсы қорғаныс шараларын қабылдайды.
Қорытынды
Фосфат шламын оңтайлы өңдеу күкіртті кетіру және фосфорсыздандыру процестерінің табысты болуының, сондай-ақ құбыр арқылы тиімді тасымалдаудың негізі болып табылады. Шламның физикалық қасиеттерінің, мысалы, тұтқырлығы, бөлшектердің мөлшерінің таралуы және реологиялық мінез-құлқы мен процестің тиімділігі арасындағы күрделі байланыс тіпті шағын ауытқулардың да қоспаларды жою жылдамдығына және материал ағынына қатты әсер етуі мүмкін екенін білдіреді. Мысалы, ұсақ бөлшектердің өлшемдеріне немесе қатты заттардың концентрациясының жоғарылауына байланысты шламның тұтқырлығының жоғарылауы реагенттердің өзара әрекеттесуі мен масса алмасуына кедергі келтіру арқылы SO₂ немесе фосфорды алу тиімділігін төмендетуі мүмкін, сонымен қатар құбырдың бітелуі мен тұну мәселелерінің ықтималдығын арттырады.
Жиі қойылатын сұрақтар (ЖҚС)
Фосфат суспензиясын тасымалдауда бөлшектердің мөлшері қандай рөл атқарады?
Бөлшектердің өлшемі құбыр арқылы тасымалдау кезінде фосфат шламының сипаттамаларын бақылаудың негізгі факторы болып табылады. Ұсақ бөлшектер тұрақты суспензиялардың пайда болуына көмектеседі, шөгу қаупін азайтады және үздіксіз ағынды қолдайды. Дегенмен, бөлшектер ұсақталған сайын шламның тұтқырлығы артады; бұл айдау үшін энергияны қажет ететін заттардың көбеюіне және бітелу қаупінің артуына әкелуі мүмкін.
Ірі бөлшектер әдетте тезірек тұнуға және үйкеліс шығындарының жоғарылауына әкеледі, бұл құбырдың бітелуіне және шамадан тыс тозуға әкелуі мүмкін. Ұсақ және ірі фракцияларды араластыру арқылы қол жеткізілетін бөлшектердің өлшемінің оңтайландырылған таралуы (БӨТ) тұтқырлық пен беріліс кернеуін азайту арқылы тепе-теңдікті сақтайды. Бұл құбырдың энергия қажеттіліктерін және бітелу қаупін азайтады, сонымен бірге қатты заттардың суспензияда ұзақ уақыт сақталуына көмектеседі, бұл құбырлардағы шлам ағынының тиімділігі мен шламды тасымалдауды жалпы оңтайландыру үшін маңызды.
Аспалы бөлшектердің мөлшерін мұқият өлшеу және бақылау, көбінесе онлайн немесе онлайн технологиялар арқылы, тұрақты жұмыс істеуді және құбыр тасымалдау тиімділігін сенімдірек етуге көмектеседі. Модельдеу зерттеулері мен зертханалық сынақтар PSD-ны мақсатты диапазондарда ұстау пайдалану мәселелерін болдырмайды және шығындарды басқаруға мүмкіндік береді.
Интернеттегі сұйықтық тығыздығын өлшегіштер құбырлардың тиімділігіне қалай ықпал етеді?
Lonnmeter әзірлеген сияқты онлайн сұйықтық тығыздығын өлшегіштер құбырда тікелей үздіксіз тығыздықты өлшеуді қамтамасыз етеді. Бұл нақты уақыт режиміндегі көрсеткіштер операторларға шламды тасымалдау үшін оңтайлы жағдайларды сақтау үшін ағын жылдамдығын, қатты заттардың мөлшерін немесе су мөлшерін тез реттеуге мүмкіндік береді.
Дәл тығыздық деректеріне сүйене отырып, уақтылы түзетулер құбырдың шөгу қаупін азайтады, мақсатты концентрацияларға жетуге көмектеседі және қажетсіз тозуды немесе бітелуді болдырмайды. Сенімді онлайн сұйықтық тығыздығын өлшегішті пайдаланып үздіксіз бақылау процесті дәл реттеуге мүмкіндік береді, бұл жоспарланбаған техникалық қызмет көрсету мен энергияны пайдалануды азайтады және құбырлардағы шлам ағынының тиімділігін арттырады. Инвазивті емес сенсорлар, әсіресе ультрадыбыстық немесе акселерометрге негізделген принциптерді қолданатындар, тіпті қиын, абразивті фосфат шламын қолдануда да сенімді ұзақ мерзімді жұмысты қамтамасыз етеді.
Фосфат шламын тасымалдау кезінде құбырдың бітелуіне қандай факторлар әкелуі мүмкін?
Құбырдың бітелуіне бірнеше факторлар әсер етеді:
- Ағынға кедергі келтіретін тым жоғары суспензия тұтқырлығы.
- Бөлшектердің тез шөгуіне әкелетін бөлшектердің мөлшерінің дұрыс емес таралуы.
- Жылдамдық жеткіліксіз, бұл қатты заттардың жиналуына және тығыздалуына мүмкіндік береді.
- Тығыз бөлшектердің суспензиядан түсіп кетуіне мүмкіндік беретін жеткіліксіз араластыру немесе араластыру.
Бітелуді азайту немесе болдырмау үшін нақты уақыт режимінде бақылау шлам жылдамдығын, тұтқырлығын және бөлшектердің мөлшерін бөлуді белсенді бақылаумен бірге өте маңызды. Нақты уақыт режимінде ақпарат алу және автоматтандырылған процесті реттеу үшін онлайн сұйықтық тығыздығын өлшегішті пайдалану сияқты озық құралдар мен әдістер бітелумен байланысты тоқтап қалу уақытын және техникалық қызмет көрсетуді айтарлықтай азайта алады.
Шламның тұтқырлығын өлшеу шөгудің алдын алуға қалай көмектеседі?
Тұрақты суспензия тұтқырлығын өлшеу суспензия ағынының мінез-құлқы туралы дереу кері байланыс береді. Жоғары тұтқырлық шамадан тыс жүктелген қатты заттардың немесе онша жақсы емес араластырудың белгісі болуы мүмкін, бұл екеуі де тұну қаупін арттырады. Төмен тұтқырлық шамадан тыс сұйылтуды көрсетіп, тиімділікті төмендетеді.
Шламға арналған ең жақсы онлайн тұтқырлық өлшегіштері үздіксіз, өндіріс барысындағы көрсеткіштерді ұсынады, сондықтан операторлар қатты заттардың жүктемесін, араластыру жылдамдығын немесе су қосуды реттей отырып, дереу араласа алады. Дұрыс тұтқырлықты сақтау шламның айдалатындығын қамтамасыз етеді және қатты-сұйықтық бөлінуін азайтады. Бұл шөгудің алдын алу және пайдалану мақсаттарына сәйкес келетін аспалы бөлшектердің мөлшерін бақылау үлгілеріне қол жеткізу үшін өте маңызды.
Фосфат суспензиясын қолдану үшін онлайн тығыздық өлшегіштерін өндірушілерден не іздеу керек?
Фосфат суспензиясы үшін өлшеуіштердің сенімділігі мен беріктігі өте маңызды. Интернеттегі тығыздық өлшегіштерін өндірушілерді бағалау кезінде басымдық мыналарға берілуі керек:
- Тозуға төзімді сенсорлар: Фосфат суспензиясы агрессивті; өлшеуіштер ұзақ уақыт әсер етуге төтеп беруі керек.
- Берік конструкция: Құралдар қатты заттардың көп түсуін, жоғары ағынды және көбінесе коррозиялық ортаны өңдеуі керек.
- Өлшеу технологиясы: Қауіпсіздік және техникалық қызмет көрсету мақсатында инвазивті емес, ядролық емес әдістер (ультрадыбыстық, акселерометрге негізделген) артықшылық болып табылады.
- Дәлелденген қолдау: Сенімді калибрлеу және жедел техникалық көмек, әсіресе тоқтап қалу қымбатқа түсетін нысандарда өте маңызды.
- Тәжірибе: Абразивті шламды өңдеуде өнімділігі көрсетілген жеткізушілерді таңдаңыз, мысалы, аспалы қатты заттарды қамтитын өнеркәсіптік орталарға маманданған және шламды қолдануға кең қолдау көрсететін Lonnmeter.
Фосфат шламын өңдеуде күкіртсіздендіру және фосфорсыздандыру неліктен маңызды?
Фосфат шламын өңдеу кезінде күкіртті жою және фосфорсыздандыру маңызды процестер болып табылады. Олар соңғы өнімнің сапасына нұқсан келтіруі немесе қоршаған ортаға зиян келтіруі мүмкін артық күкірт пен фосфор қосылыстарын жояды.
Күкірт пен фосфатты тиімді кетіру нәтижесінде алынған өнімнің тыңайтқыштарға немесе басқа да өнеркәсіптік мақсаттарға арналған сапа сипаттамаларына сәйкес келетінін және қоршаған ортаны қорғау ережелеріне сәйкес келетінін қамтамасыз етеді. Бұл ағынды сулардың коррозиясын, ластануын және қоршаған ортаға әсерін азайтуға көмектеседі. Бұл қоспаларды бақылау фосфат өндіру мен химиялық өндірістегі операциялық тұрақтылық пен реттеуші органдардың мақұлдауы үшін маңызды.
Жарияланған уақыты: 2025 жылғы 28 қараша
