Дозаторы известкового молока

Дозатор известкового молока для водоподготовки и нейтрализации стоков

Точность дозирования и расход реагента

Известковое молоко подают в воду или сток для коррекции pH, осаждения тяжёлых металлов в виде гидроксидов и нейтрализации кислых стоков. Доза извести определяет и результат процесса, и расход реагента: при недодозировании pH не выходит на заданное значение, при передозировке избыток извести уходит в шлам и объём отходов растёт. Поэтому к дозатору известкового молока предъявляют главное требование — стабильность подачи. Отклонение pH в автоматических системах удаётся удержать в пределах ±0,2 единицы только при равномерной подаче без пульсаций и провалов.

Сложность в том, что само известковое молоко — одна из самых тяжёлых для дозирования сред. Это не раствор, а суспензия гидроксида кальция в воде, и её поведение в насосе и трубопроводе отличается от поведения чистых реагентов.

Чем известковое молоко осложняет работу дозирующего оборудования

Частицы гидроксида кальция в воде не растворяются, а находятся во взвешенном состоянии. При снижении скорости потока они выпадают в осадок и покрывают стенки в застойных зонах, тупиках и на дне ёмкости. Осадок уплотняется и сужает проходное сечение.

Частицы Ca(OH)₂ имеют острые грани и абразивны. Они изнашивают рабочие колёса, плунжеры, сёдла клапанов и узлы, где есть трение о поток. По характеру износа известковое молоко ближе к минеральным шламам, чем к щелочным растворам, хотя химически среда щелочная.

Третья проблема — карбонизация. Гидроксид кальция реагирует с углекислым газом воздуха: Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃. Карбонат кальция образует твёрдую накипь там, где молоко контактирует с воздухом или застаивается, — в точке ввода, под уплотнениями, на сёдлах клапанов. Накипь твердеет и заклинивает подвижные детали. Именно это, а не химическая агрессивность, выводит из строя большинство дозаторов.

Эти три свойства — осаждение, абразивность и карбонизация — определяют, какой нужен дозатор известкового молока: его тип, материалы проточной части и схему промывки.

Концентрация рабочего раствора и узел приготовления

Рабочая концентрация известкового молока для дозирования обычно составляет 3–10 % по массе. Чем ниже концентрация, тем стабильнее подача: вязкость разбавленной суспензии близка к воде (1–10 мПа·с), частицы оседают медленнее. С ростом концентрации среда густеет — выше 30 % суспензия становится тугой, около 35 % переходит в неньютоновскую жидкость с вязкостью выше 150 мПа·с, а при 40 % практически не прокачивается. Поэтому концентрированную известь разбавляют до рабочей перед подачей в дозатор.

Узел приготовления включает гашение извести или разведение гидратной извести, ёмкость с мешалкой и линию подачи к дозатору. Мешалка работает постоянно: без перемешивания известь оседает на дно за минуты. От стабильности концентрации в ёмкости зависит точность дозы — если плотность молока плавает, плавает и количество поданного реагента при той же производительности насоса. На ответственных объектах концентрацию контролируют по плотности прямо в линии.

Типы насосов для дозирования известкового молока

Ядро любого дозатора известкового молока — насос объёмного типа, который удерживает дозу при изменении противодавления. Ниже четыре типа, применяемых на этой среде, с их ограничениями.

Перистальтический (шланговый) насос перекачивает молоко за счёт обжатия эластичного шланга роликом. Со средой контактирует только шланг — нет ни уплотнений, ни клапанов, которые могла бы забить известь. Постоянное сгибание шланга не даёт извести налипать на стенки. Это делает перистальтический (шланговый) насос для известкового молока удобным для точного дозирования: подача пропорциональна оборотам, единственный изнашиваемый элемент — шланг, его замена занимает минуты. Ограничение — ресурс шланга и предельное давление, которое определяется его прочностью.

Винтовой (одновинтовой) насос подаёт молоко винтовой парой — ротором, вращающимся в эластомерном статоре. Подача равномерная, без пульсаций, что важно для стабильной коррекции pH. Ротор и статор делают из стойких к абразиву материалов. Слабое место — уплотнение вала: известь налипает на торцевое уплотнение или сальник, забивает пружину уплотнения и истирает поверхности, а при остановке засыхает и склеивает детали. Поэтому винтовой насос для известкового молока комплектуют промывкой уплотнения чистой водой, а обслуживают чаще, чем на чистых средах.

Мембранный дозирующий насос вытесняет фиксированный объём мембраной через шариковые клапаны. На чистых реагентах он даёт высокую точность дозы. На извести слабое место — клапаны: известь оседает на шарик и седло, клапан не закрывается полностью, появляется обратный переток, доза уходит. Поэтому мембранный насос для известкового молока применяют с клапанами шламового исполнения или с промывкой, а при пневмоприводе требуется линия сжатого воздуха.

Центробежный шламовый насос точную дозу не даёт — его подача зависит от противодавления. Его задача другая: перекачка и рециркуляция больших объёмов молока по контуру, из которого дозаторы отбирают реагент. Проточную часть футеруют резиной или делают из высокохромистого чугуна. В роли собственно дозатора он не работает, но почти всегда стоит рядом с дозирующим узлом.

Таблица сводит типы по ключевым для известкового молока параметрам.

Материалы проточной части и конструкция дозатора

Материалы проточной части дозатора известкового молока выбирают сразу под два фактора — щелочную среду и абразив. Резиновое футерование (натуральный или синтетический каучук) гасит удары частиц за счёт упругости и не корродирует в щёлочи; его применяют для тонкодисперсной извести. Высокохромистый чугун твёрже и держит более крупный абразив при больших расходах. Шланги перистальтических насосов делают из эластомеров — NR, NBR, EPDM — стойких к истиранию и щёлочи.

Конструкция исключает застойные зоны, где известь осаждается и твердеет. Поэтому на линиях известкового молока вместо шаровых кранов ставят пинч-клапаны (шланговые): у них прямой проход без полостей, а резиновый рукав при пережатии сбрасывает накипь — поток срывает отслоившиеся куски. Шаровые и пробковые краны на извести заклинивает: она скапливается в полости корпуса, твердеет и стопорит шар, а полимерные сёдла быстро изнашиваются. Если шаровой кран всё же нужен, ставят исполнение с твёрдым покрытием седла и промывкой полости.

Отдельный элемент конструкции — промывка. Узлы с уплотнениями и клапанами выводят на промывку чистой водой после остановки, чтобы известь не засохла внутри. Без этого следующий пуск начинается с заклиненного клапана или склеенного уплотнения.

Типичные ошибки при эксплуатации дозаторов известкового молока

Главная ошибка — низкая скорость потока в линии. Известь удерживается во взвеси только при движении; на участках с малой скоростью она выпадает и зарастает трубу. Скорость держат не ниже 1,5 м/с, обычно 1,5–2,5 м/с. Слишком высокая скорость тоже вредна — выше 3 м/с резко растёт абразивный износ. Чтобы скорость не проваливалась при отборе молока потребителями, линию замыкают в рециркуляционный контур с постоянной циркуляцией, а трубы прокладывают с уклоном и без острых поворотов, где копится осадок.

Вторая ошибка — невнимание к точке ввода. В месте, где молоко встречается с обрабатываемой водой и воздухом, активнее всего образуется карбонат кальция. Точка ввода зарастает накипью и доза падает, хотя насос работает исправно. Узел ввода делают разборным или с промывкой и проверяют при обслуживании.

Третья ошибка — выбор насоса по чистой воде. Дозирующий насос для извести и насос для раствора реагента — разные машины. Мембранный насос с обычными шариковыми клапанами, подобранный по производительности на воде, на извести начнёт пропускать через несколько недель. Под среду подбирают и тип насоса, и материалы, и схему промывки.

Четвёртая ошибка — нестабильная концентрация в ёмкости. Без постоянного перемешивания плотность молока меняется, и при той же производительности насоса в воду уходит разное количество извести. Это видно по «гуляющему» pH на выходе при формально исправном дозаторе.

Купить дозатор известкового молока в Украине

Подбор начинается не с производительности, а со среды: концентрации молока, требуемой точности дозы, противодавления в точке ввода и условий по промывке. Ошибка на этом этапе приводит к заклиниванию клапанов и зарастанию линии уже в первые недели. Компания ООО «ИНЖИНИРИНГОВЫЕ СИСТЕМЫ» подбирает станцию (установку) дозирования известкового молока под конкретный процесс — водоподготовку, нейтрализацию стоков, сахарное или химическое производство — с учётом абразивности и склонности среды к карбонизации.

Заказчик получает не отдельный насос, а согласованный узел: дозатор, схему промывки уплотнений и клапанов, обвязку с рециркуляцией и арматуру шламового исполнения. В поставку входит подбор материалов проточной части под концентрацию извести, техническая документация и сопровождение при пуске. Купить дозатор известкового молока имеет смысл именно в составе такого узла — отдельный насос без правильной обвязки и промывки на этой среде долго не работает. Грамотно настроенное дозирование известкового молока в водоподготовке и нейтрализации стоков снижает расход реагента и объём шлама.

Часто задаваемые вопросы

Какую скорость известкового молока поддерживать в линии, чтобы оно не оседало?

В линии держат скорость порядка 0,5–2 м/с; ниже 0,5 м/с известь выпадает в осадок и зарастает трубу. Проблема обостряется, когда несколько потребителей одновременно отбирают молоко из общей магистрали: расход в ней падает, скорость проваливается, и на стенках начинается налипание. Поэтому линию замыкают в циркуляционный контур и гоняют по нему молоко с запасом по скорости, а потребители отбирают нужное из этого контура. Трубы прокладывают с уклоном.

Почему дозирующий насос на извести забивается и теряет подачу?

Известь оседает в зазорах, на сёдлах клапанов и под уплотнением, где твердеет в карбонат кальция и стопорит подвижные детали — на стоках это становится ежедневной проблемой. У винтовых и центробежных насосов первым страдает уплотнение вала: абразивные частицы истирают его и забивают. Поэтому вал выводят на промывку уплотнения чистой водой через отдельный бачок, а на линиях вместо шаровых кранов ставят пинч-клапаны без застойных полостей. Перистальтический насос, у которого в проточной части нет ни клапанов, ни уплотнений, этой проблемы лишён.

Можно ли перекачивать и дозировать известковое молоко центробежным насосом?

Для циркуляции по контуру и перекачки больших объёмов — можно: центробежный насос гоняет, например, 70 л/мин по линии диаметром 1″ со скоростью около 1,9 м/с. Самовсасывающее исполнение из чугуна с промывкой уплотнения поднимает раствор с глубины до 8 м и отделяет захваченный воздух внутри камеры. Но точную дозу центробежный насос не держит — его подача зависит от противодавления, поэтому само дозирование выполняют объёмными насосами, а центробежный ставят на рециркуляцию.

Известковое молоко какой концентрации реально прокачивается насосом?

Рабочий диапазон для подачи — примерно 12–15 % по массе, выше 19 % вязкость заметно растёт. При попытке готовить и качать 40 %-ю суспензию насосы не выходят на производительность: среда густеет, сухая известь плавает на поверхности, а мешалка затягивает воздух. Чтобы такую концентрацию сделать прокачиваемой, в неё вводят диспергатор на основе нафталинсульфоната. Для дозирования концентрированную известь обычно разбавляют до рабочих 3–10 %.

Почему насос не выходит на производительность — в молоке воздух и комки?

При приготовлении молока из гидратной извести шнековой подачей в простой бак сухая известь не смачивается сразу, плавает на поверхности плотной суспензии, и мешалка затягивает её вместе с воздухом — насос захватывает воздушные пробки и комки и теряет подачу. Решают это медленной подачей извести под уровень жидкости, баком с отбойниками и экранированием всаса насоса, а также схемой из бака-смесителя и отдельного циркуляционного бака, питающего потребителей по кольцу.

Чем очищать линию и насос от известковой накипи?

Налипшая известь со временем превращается в твёрдый карбонат кальция, который не смывается водой. Для его удаления линию промывают кислотой — соляной, сульфаминовой или специальными составами типа Rydlyme. Интенсивность зарастания зависит от качества воды и температуры, поэтому для разведения берут воду помягче. Узлы, склонные к зарастанию — точку ввода и клапаны, — делают разборными или с отдельной линией промывки.

Нужна ли промывка уплотнения на насосе для известкового молока?

Для насосов с уплотнением вала — винтовых и центробежных — это самый уязвимый узел. Абразивные частицы извести истирают торцевое уплотнение и забивают его, а при остановке засыхают и склеивают поверхности. Бачок с промывочной жидкостью подаёт чистую воду в зону трения и не даёт абразиву и накипи вывести уплотнение из строя. Без промывки оно на этой среде служит недолго.

Нужно ли перемешивать известковое молоко постоянно, даже когда дозирование не идёт?

Да. Известь удерживается во взвеси только при движении, поэтому молоко перемешивают и циркулируют непрерывно, независимо от того, идёт ли сейчас дозирование. На практике мешалку и циркуляционный насос держат включёнными постоянно: стоит остановить поток — известь осядет на дно ёмкости и в линии, и повторный пуск начнётся с забитой системы.