Как непрерывно смешивать два потока?

форум для обсуждения технологических вопросов, появляющихся в химической и смежных отраслях
chemtech and the results of science in real production
Аватара пользователя
Arrenius
Сообщения: 155
Зарегистрирован: Ср дек 19, 2007 11:02 pm

Как непрерывно смешивать два потока?

Сообщение Arrenius » Вт май 17, 2011 2:33 pm

Пусть меня простят модеры и перенесут в нужную тему, если я не "попал"! :)

Дело в том, что нужно периодически приготавливать раствор кислоты в емкости, которая стоит на первом этаже, без остановки технологического процесса, т.е. раствор в емкость уже должен поступать если не готовый, то хотя бы предварительно подмешанный.
Раствор состоит из 99,8% воды и 0,2% жидкой кислоты. Кислота должна чем то дозироваться или отбираться из пластикового кубитейнера. Вода поступает по трубопроводу под давлением.

Планируем (но если вы подскажите лучше идею буду только благодарен) поставить кубитейнер с кислотой на втором этаже здания на весы и самотечно регулировать поступление кислоты по весу. При таком способе измерения проблема смешать воду под давлением и самотечную кислоту до того как они поступили в емкость.
Можно конечно поставить дозировочный насос на кубитейнер, но зная по опыту это лишний "геморрой". Количество дозируемой жидкости постоянно плавает, кислота тоже не сахар для подвижных клапанов и им подобным....но в принципе можно, просто хотелось бы без него.
Единственное что в данном случае приходит в голову это сделать так что бы напор воды как бы сам тянул кислоту в себя в трубопроводе, т.е. поставить эжектор, а количество всасываемой кислоты уже примерно регулировать обычным краном. Еще проблема в том, что эжектор придется делать нашим сварщикам, и использовать для этого можно будет только стандартные н/ж трубы и переходы, т.е. углы там какие то внутри выдерживать не получится.

В общем кто что думает по поводу этой идей? Или может кто что то другое предложит?

Аватара пользователя
Smol
Дон Кихот
Сообщения: 15863
Зарегистрирован: Вс фев 01, 2009 5:07 pm

Re: Как непрерывно смешивать два потока?

Сообщение Smol » Вт май 17, 2011 4:47 pm

Я лично работал с эжектором, который отбирал серную (или соляную) кислоту из пластикового контейнера, смешивал ее с водой и подавал на ионообменные фильтры для их регенерации. Эжектор был фторопластовый, ибо все остальное кислоту не держит.
Сначала мы создавали поток воды через эжектор обычным центробежным насосом, а потом уже потихоньку открывали вентиль на подаче кислоты в эжектор.
В целом это оказалось удобнее, чем вручную готовить раствор кислоты (точной концентрации) в емкостях, но если нет возможности сделать/купить такой эжектор - покупайте дознасос с головкой в кислотостойком исполнении (бывают полипропиленовые), из стандартных фиттингов Вы ничего нормально работающего собрать не сможете.
А самотечное дозирование означает то, что Вы не сможете получать во время загрузки одну и ту же концентрацию кислоты, вначале она будет больше, а по мере снижения уровня кислоты в емкости - она будет становиться все меньше и меньше.
Но если такое допустимо - то чего мучаться, сначала наливаете в емкость воду, а потом понемногу при циркуляции подаете туда же самотеком кислоту...

Аватара пользователя
Arrenius
Сообщения: 155
Зарегистрирован: Ср дек 19, 2007 11:02 pm

Re: Как непрерывно смешивать два потока?

Сообщение Arrenius » Ср май 18, 2011 8:37 am

Кислота у нас слабая, так что н/ж подойдет. Хотя дозировочный, если мы таки его ставить будем, нужно все равно приобретать в кислотостойком исполнении.

Я немного не понял про "самотечность". Сначала Вы говорите что с успехом использовали эжектор, который тянул кислоту из контейнера и даже получалось сразу получать кислоту нужной концентрации (думаю около 3%, но это сейчас не важно:) ), а потом говорите что при самотеке сложно будет поймать концентрацию и она будет плавать.

Как мне кажется нормальный эжектор сам должен создавать довольно сильное разряжение, которого будет достаточно что бы тянуть жидкость из контейнера расположенного где угодно, а если расположить контейнер на втором этаже, мы просто ему немного поможем. Или я не прав? По вашей логике, если эжектор тянет жидкость из емкости которая расположена ниже его самого, то все нормально, а если выше, и еще немного добавляется самотечность, то тут же начинает влиять уровень в контейнере на термодинамику, реологию и вообще происходят всякие нехорошести.

Аватара пользователя
Smol
Дон Кихот
Сообщения: 15863
Зарегистрирован: Вс фев 01, 2009 5:07 pm

Re: Как непрерывно смешивать два потока?

Сообщение Smol » Ср май 18, 2011 8:53 am

Arrenius писал(а):Я немного не понял про "самотечность"...
До внедрения эжектора раствор кислоты готовился так: в емкость для разбавленной кислоты накачивалось точное количество воды, а потом туда же постепенно из другой емкости (с кислотой, стоящей наверху) самотеком сливалось некое количество концентрированной кислоты, потом все это циркуляцией перемешивалось. Получался раствор кислоты (у нас в основном серная была) нужной концентрации. Так вот, вначале кислота лилась в воду быстро, а потом все медленнее и медленнее (ибо уровень в емкости кислоты падал). Поэтому не в емкость, а непосредственно на фильтры лить такой раствор нельзя было, в нем концентрация не была постоянной, вначале она была больше, а к концу - меньше. Так что приходилось его усреднять в этой самой емкости разбавленной кислоты.
Эжектор позволил нам вообще отказаться от емкости разбавленной кислоты, кучи трубопроводов, насосов и арматуры и упростить регенерацию фильтров, ибо прямо с эжектора раствор кислоты нужной концентрации направлялся на фильтры...
Емкость с концентрированной сернягой мы ставили ниже эжектора (она на нуле стояла, в нее серная самотеком сливалась из приезжающей от поставщика машины), так что еще и отпала необходимость поднимать концентрированную кислоту наверх (раньше это делалось вакуумом, пары кислоты поэтому в вакуумную систему попадали и портили ее).

Аватара пользователя
avor
Сообщения: 12650
Зарегистрирован: Пн янв 24, 2005 1:13 pm

Re: Как непрерывно смешивать два потока?

Сообщение avor » Ср май 18, 2011 9:10 am

Эжектор рулит, а выточить можно из ПВХ или ПП,ПЭ, что найдется. Процентность удобнее всего регулировать расходом воды в эжектор.

Аватара пользователя
Arrenius
Сообщения: 155
Зарегистрирован: Ср дек 19, 2007 11:02 pm

Re: Как непрерывно смешивать два потока?

Сообщение Arrenius » Ср май 18, 2011 10:02 am

Спасибо, Smol. А Вы могли бы еще чуть подробней рассказать, как регулировали концентрацию получаемую после эжектора? Как по мне, оператор должен просто опытным путем запомнить, что если задвижку на воде открыть на 6 зубчиков, а на кислоте на 2 зубчика, то получается раствор более менее нужной концентрации. Есть другой путь?
avor писал(а):Эжектор рулит, а выточить можно из ПВХ или ПП,ПЭ, что найдется. Процентность удобнее всего регулировать расходом воды в эжектор.
хм....Вы думаете токарь на обычном токарном станке сможет такое выточить? Если да, то тогда и из нержавейки сделать можно.....
Как это процентность регулировать с помощью воды в эжектор? Ведь, чем больше даете воды, тем больше создается разряжение, и тем больше тянет кислоты, и на сколько больше никому не известно. Если например расход воды увеличить на 1м3/ч, с 10 до 11 например, то подсос кислоты увеличится например на 5%, а если с 11 до 12 м3/ч то уже на 7%. И эту зависимость очень сложно предугадать....

Аватара пользователя
Smol
Дон Кихот
Сообщения: 15863
Зарегистрирован: Вс фев 01, 2009 5:07 pm

Re: Как непрерывно смешивать два потока?

Сообщение Smol » Ср май 18, 2011 1:06 pm

Эжектор проще купить готовый, а не точить самому. Например, здесь: http://www.aquaventure.ru/page_129_jezhektory.html

Нам концентрацию раствора кислоты регулировать не приходилось, задача была прогнать на фильтр определенное количество кислоты с невысокой и более-менее точной концентрацией.
А вообще-то все регулируется диаметрами отверстий (в самом эжекторе), предназначенных для подачи воды и кислоты, а также давлением воды, развиваемым насосом. Запорная арматура в общем-то у нас была нужна не для регулирования концентрации, а для работы в режиме: "открыто-закрыто".
Тут главное - чтобы на линии подачи полученного в эжекторе раствора кислоты в емкость (или куда надо) не было никаких лишних сопротивлений, при малом расходе воды через него эжектор просто не будет работать.

Аватара пользователя
Arrenius
Сообщения: 155
Зарегистрирован: Ср дек 19, 2007 11:02 pm

Re: Как непрерывно смешивать два потока?

Сообщение Arrenius » Ср май 18, 2011 1:59 pm

Smol писал(а):Запорная арматура в общем-то у нас была нужна не для регулирования концентрации, а для работы в режиме: "открыто-закрыто".
Мне такой вариант не подходит. Концентрация кислоты должна быть 0,2% +-0,1%, но если пойдет 2 или 5% то это уже будет катастрофа.....

Аватара пользователя
Smol
Дон Кихот
Сообщения: 15863
Зарегистрирован: Вс фев 01, 2009 5:07 pm

Re: Как непрерывно смешивать два потока?

Сообщение Smol » Ср май 18, 2011 2:19 pm

Arrenius писал(а):...Мне такой вариант не подходит. Концентрация кислоты должна быть 0,2% +-0,1%, но если пойдет 2 или 5% то это уже будет катастрофа.....
А в чем проблема? Закажите эжектор с совсем малым диаметром трубки для подачи кислоты (и с большим диаметром трубки для подачи воды), вот и будет Вам сильно разбавленная кислота...
Это же все вещи считаемые, я просто сходу не припомню как такое соотношение диаметров при заданной производительности по готовому раствору рассчитать (а изучать теорию расчета эжекторов лень)...

ИМХО, лучше обойтись без лишнего регулирования концентрации арматурой вручную, ибо "защита от дурака" - вещь важная. Чтобы "катастрофы" не было.

Meta-Don
Сообщения: 140
Зарегистрирован: Чт янв 13, 2011 12:28 am

Re: Как непрерывно смешивать два потока?

Сообщение Meta-Don » Ср май 18, 2011 3:50 pm

Чтобы решать технологическую задачу, нужно понимать её "масштабность".
Какой объём ёмкости с подкисленной водой?
Какой расход подкисленной воды в сутки.
Как часто Вы готовы добавлять воду и кислоту?

Аватара пользователя
Arrenius
Сообщения: 155
Зарегистрирован: Ср дек 19, 2007 11:02 pm

Re: Как непрерывно смешивать два потока?

Сообщение Arrenius » Ср май 18, 2011 3:59 pm

Да вроде как уже решили. Осталось только решить что ставить, дозировочный насос и не париться или покупать эжектор под нужную производительность и концентрацию.

Емкость 4м3 и примерно столько же будет расходоваться в сутки, т.е. смешение будет делаться примерно один раз в сутки.

Аватара пользователя
amik
Сообщения: 23103
Зарегистрирован: Вс мар 05, 2006 9:32 pm

Re: Как непрерывно смешивать два потока?

Сообщение amik » Ср май 18, 2011 4:23 pm

Дозирующий насос имхо надежнее 8) У эжекторов масса противоказаний
Smol писал(а): Закажите эжектор с совсем малым диаметром трубки для подачи кислоты (и с большим диаметром трубки для подачи воды), вот и будет Вам сильно разбавленная кислота...
Это же все вещи считаемые, я просто сходу не припомню как такое соотношение диаметров при заданной производительности по готовому раствору рассчитать (а изучать теорию расчета эжекторов лень)...
Коллега Smol, сами уже назвали некоторые недостатки эжекторной схемы, забыли еще про запуск системы. И про остановку.
Бог на стороне не больших батальонов, а тех, кто лучше стреляет (приписывается Вольтеру)

Аватара пользователя
Arrenius
Сообщения: 155
Зарегистрирован: Ср дек 19, 2007 11:02 pm

Re: Как непрерывно смешивать два потока?

Сообщение Arrenius » Ср май 18, 2011 4:51 pm

amik писал(а): забыли еще про запуск системы. И про остановку.
а что с запуском и с остановкой? мне кажется дал воду - эжектор начал тянуть, закрыл воду - прекратил. Разве не так?

Аватара пользователя
Smol
Дон Кихот
Сообщения: 15863
Зарегистрирован: Вс фев 01, 2009 5:07 pm

Re: Как непрерывно смешивать два потока?

Сообщение Smol » Ср май 18, 2011 5:09 pm

Arrenius писал(а):...а что с запуском и с остановкой? мне кажется дал воду - эжектор начал тянуть, закрыл воду - прекратил. Разве не так?
Сначала включаете насос воды, он создает в системе давление, открываете вентиль подачи воду на эжектор, через него начинает поступать в емкость чистая вода. Затем, как расход воды установился, постепенно открываете кран (вентиль) подачи кислоты на эжектор, кислота начинает поступать в эжектор, а через него - в емкость разбавленной кислоты.
Выключение системы производится в обратном порядке - сначала прекращаете подачу кислоты в эжектор, затем закрываете вентиль подачи в него воды, а затем - выключаете насос.
Если просто нужен раствор кислоты в некоей емкости, то проще раз в сутки закачать в нее воду (через счетчик замерив ее точное количество), а затем, по расчету, аккуратно вылить в эту емкость через люк 4-8 литров кислоты (да хоть из литровых химреактивных бутылей) и циркуляцией (или барботажом воздухом) все содержимое емкости перемешать...
Если у Вас кислота серная, то вообще рекомендую использовать автомобильный электролит, он безопаснее...
Кстати, в таких объемах кислоту можно слить в емкость и лабораторным фторопластовым сифоном...

Аватара пользователя
Arrenius
Сообщения: 155
Зарегистрирован: Ср дек 19, 2007 11:02 pm

Re: Как непрерывно смешивать два потока?

Сообщение Arrenius » Ср май 18, 2011 5:14 pm

Понял, спасибо.

Поочередно или даже одновременно смешивать воду и кислоту в емкости нельзя, т.к. из емкости раствор постоянно отбирается,и если пойдет сильно отличный от 0,2% то будет не очень хорошо.....а если быть точнее то очень не хорошо.

Из контейнера уже идет 20%ная кислота, так что ее количество будет около 50л.

Meta-Don
Сообщения: 140
Зарегистрирован: Чт янв 13, 2011 12:28 am

Re: Как непрерывно смешивать два потока?

Сообщение Meta-Don » Ср май 18, 2011 10:56 pm

Смешивание в потоке: насос должен перекачивать в несколько раз больше, чем добавляется суммарно воды и кислоты. Контролируете концентрацию по рН, добавляя или убавляя воду или кислоту.
Порядок работы:
1. Включить насос - установится какая-то величина рН, соответствующая концентрации раствора.
2. Открыть вентиль подачи воды - рН повысится за счёт разбавления раствора.
3. Медленно открывать вентиль подачи кислоты, пока рН смешивающегося в насосе раствора не достигнет требуемого значения.
Установку можно ещё немножко защитить от дурака, установив последовательно после каждого вентиля шаровой кран (на рис. не показаны). Тогда инженер один раз настраивает подачу воды и кислоты с помощью вентилей, а рабочий при ежедневном дозировании открывает краны, через которые идёт уже установленный вентилями расход. А вентиля затем используются для "тонкой"настройки.
У вас нет необходимых прав для просмотра вложений в этом сообщении.
Последний раз редактировалось Meta-Don Чт май 19, 2011 8:49 am, всего редактировалось 1 раз.

Аватара пользователя
Arrenius
Сообщения: 155
Зарегистрирован: Ср дек 19, 2007 11:02 pm

Re: Как непрерывно смешивать два потока?

Сообщение Arrenius » Чт май 19, 2011 8:42 am

Meta-Don, спасибо за совет и за схемку. Но я не до конца понял. Вы предлагаете подать кислоту и воду на вход циркуляционного насоса, который стоит на емкости с раствором? В принципе идея не плохая, но тут нужно каким то образом очень точно смешивать компоненты. Дело в том, что этот же циркуляционный насос в это же время будет качать раствор на производство, и если вдруг у нас не получится точно смешать и даже на 5 сек концентрация станет отличной от 0,2%.....ну например 5%, то такой раствор пойдет в производство и испортит основной продукт.
Нужно каким то образом точно смешивать компоненты, и если допустим пластиковый контейнер с кислотой можно поставить на весы, то воду отмерять вообще нет возможности.
Meta-Don писал(а):Контролируете концентрацию по рН, добавляя или убавляя воду или кислоту.
Вы когда нибудь реально пробовали контроллировать концентрацию по рН? Это не возможно!!!! Нет, скажем так, это возможно в очень редких случаях, если речь идет о каких нибудь слабых органических кислотах у которых кривая титрования очень пологая. Вы видели кривую титрования например соляной кислоты? Это прямая, потом резкий скачек в точке титрования и опять прямая, только уже в щелочной области. В общем, рН сильных кислот практически не зависит от их концентрации.

В моем случае контролировать концентрацию можно либо расходомером, но он на таким малых потоках дает большую погрешность, или весами, что я и планирую сделать.

Meta-Don
Сообщения: 140
Зарегистрирован: Чт янв 13, 2011 12:28 am

Re: Как непрерывно смешивать два потока?

Сообщение Meta-Don » Чт май 19, 2011 9:12 am

рН раствора 0,1% - 1,7
рН раствора 0,2% - 1,4
рН раствора 0,4% - 1,1
Т.е. начиная именно с Вашего диапазона рН можно измерять.

Если насос дозирует на производство, то добавление воды и кислоты нужно делать на "байпасе" (если надо, могу рассказать, что это такое).

Аватара пользователя
Arrenius
Сообщения: 155
Зарегистрирован: Ср дек 19, 2007 11:02 pm

Re: Как непрерывно смешивать два потока?

Сообщение Arrenius » Чт май 19, 2011 10:06 am

Meta-Don писал(а):Если насос дозирует на производство, то добавление воды и кислоты нужно делать на "байпасе" (если надо, могу рассказать, что это такое).
Я знаю что такое байпас, только почему дозировку, по вашему методу, нужно делать на байпасе, я не понял.
Вообще сложно как то все получается. Контроль рН слишком точный.....наверно лучше все таки дозировочный насос поставить, за пару дней к нему приспособиться, и забыть.....

Meta-Don
Сообщения: 140
Зарегистрирован: Чт янв 13, 2011 12:28 am

Re: Как непрерывно смешивать два потока?

Сообщение Meta-Don » Чт май 19, 2011 11:31 am

Arrenius писал(а): Я знаю что такое байпас, только почему дозировку, по вашему методу, нужно делать на байпасе, я не понял.
У вас нет необходимых прав для просмотра вложений в этом сообщении.

Ответить

Вернуться в «химическая технология / chemical technology&production»

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и 27 гостей