Автоматични дозиращи системи

С увеличаване дела на високите технологии в промишлеността нарастват и нуждите от все по-големи количества чисти води и разтвори със специални състави за производствени цели. Във връзка с това възниква потребност от непрекъснато разработване, подобряване и внедряване на ефективни и високопроизводителни съвременни автоматични системи както за пречистване на води, така и за подготовка на смеси с определени качествени състави. Освен това, днес повече от всякога се обръща внимание на екологичната страна в промишлените процеси.

Качеството на водата е определящ фактор за всяко производство. Така например, по инициатива на Икономическата комисия на ООН за Европа е разработена Стратегия за ефективно използване на енергийните и водните ресурси, която има за цел намаляване на водоползването от възобновяеми енергийни източници (реки, езера и т.н.) за промишлени процеси, като нуждите на производствата се обезпечават по пътя на пречистване на вече използваните промишлени води и тяхната многократна рециркулация.

Независимо от това за коя сфера на промишлеността става въпрос, най-новите постижения в областта на цифровите дозиращи устройства, ще ви помогнат да получавате работна течност с точно определен състав по всяко време и на всеки производствен етап.

Предимства на автоматичните дозиращи системи са много, и вероятно ще се убедите, че без тях едно производство днес не може да е конкурентоспособно.

Кога и колко важно е точното дозиране?
Днес повечето типове водоподготовка на един или няколко етапа от процеса включват химична обработка на работните флуиди, т.е. добавяне на различни реагенти. Един от начините за повишаване ефективността на системите за водоподготовка е на всички етапи да се използва съвременно прецизно оборудване, което позволява минимизиране на емисиите в околната среда и значително намаляване на разходите за пречистване на води. Изключително важен аспект от пози проблем е дозирането на необходимите спомагателни реагенти за пречистване и предоставяне на вода със зададени параметри.

Както знаем, в природата водата не може да се нарече „чиста”. Тя винаги съдържа в едни или други пропорции минерални соли, органични вещества и суспендирани фракции. С още по-голяма сила това важи за промишлените отпадни води. Различните технологични цели изискват различна степен на пречистване на водата. Има и общи параметри, като например отсъствие на неразтворими частици, корозивни и вредни химически замърсители. С цел да се постигне съответствие с тези условя се прилагат различни методи за третиране на водите. За първична преработка се използват аериране и механична филтрация, а за по-пълно пречистване – йонообмен и мембранна филтрация. Във всеки етап на пречистване на водите трябва да се въведат допълнителни реактиви, като флокуланти, коагуланти или вещества, подтискащи образуването на утайка. Ако технологичните условия изискват това, вече пречистената вода се обогатява със специални добавки.

Като цяло целта на химическата преработка на водата е да се промени състава й до постигане на определени стандарти. В първичната химическа обработка се включват два основни процеса – коагулация и флокулация. Те позволяват отстраняване на фини суспендирани частици, колоиди и микроорганизми. При коагулацията се променя заряда на частиците и колоидите във водата. В резултат се променя повърхностният заряд, намалява се взаимното отблъскване на частиците и те се обединяват. По-големите агрегати се отделят чрез утаяване или механична филтрация. Основни коагуланти са алуминиев сулфат, алуминиев хлороксид и железен хлорид. Флокулацията пък увеличава локалната концентрация на частици и колоиди с дестабилизиран повърхностен заряд и образува агрегати – флокули (люспи). За разлика от коагулацията флокулацията изисква бавно разбъркване, за да могат флокулите да достигнат оптимални размери за по-нататъшното утаяване и филтриране. В тези процеси е изключително важно точното дозиране на реагенти, тъй като предозирането им може да доведе до дестабилизиране и намаляване размерите на агрегатите, което от своя страна затруднява отделянето им. При флокулацията се изисква и намаляване на pH (киселинно-алкалната реакция на разтвора) – подкисляване, което също изисква прецизно дозиране на pH регулиращите реактиви.

След първичното отстраняване на примеси често се налага да се премахне желязото и водата да се обеззарази. Има много начини да се реши този проблем, но един от най-често използваните методи е първично хлориране на водите. Чрез него не само ще се отървем от органичните замърсители и от микроорганизмите, но и напълно ще отделим разтворените соли на двувалентните желязо и манган. Реактивът в случая е натриев хипохлорид, съдържащ не по-малко от 190г/л активен хлор.

По-рано поради ниската точност на дозиращите системи се налагаше използване на силно разредени разтвори на натриев хипохлорид. Това изключително усложняваше процеса, тъй като трябваше да се създава отделен възел за подготовка на реагента. Днес, благодарение на цифровите дозиращи устройства (с точност ±1-2%), този проблем се решава и процесът лесно се автоматизира.

Повечето промишлени технологии изискват води с понижена твърдост, т.е. с ниско съдържание на разтворени соли като калциев и магнезиев хидрокарбонат. При обикновени условия тези соли са разтворени, но при нагряване протича химична реакция с отделяне на въглероден двуокис и утайка от неразтворими карбонатни соли. Те много силно влияят на качеството на технологичния процес. Попадайки в тръбопроводите, такива соли образуват трайни отлагания, които намаляват проходното сечение на тръбите. Така се намалява дебитът, настъпва нужда от повишаване на налягането, за компенсиране на промените, а това води до повишаване разхода на електроенергия и намаляване ефективността на процеса. Отлаганията по стените на технологичната апаратура влияят отрицателно на топлообмена, освен това солите на твърдите води изменят физико-химичните свойства на работните флуиди и оказват неблагоприятно въздействие на производствата. За омекотяване на водата се използват редица реактиви, стабилизиращи pH вещества, обикновено производни на фосфорната киселина, които трябва да се дозират много прецизно. В противен случай омекотяването на водата ще се наруши и ще се получат загуби от амортизиране на апаратурата, от по-голямо потребление на енергия и от качеството на продукцията.

Особено внимание трябва да се обърне и на подготовката на води в системи за отопление. При тях честото добавяне на конвенционални омекотяващи състави може да доведе до корозия на металните части от системите. Тогава се добавят инхибитори на корозията като разтворими комплекси, отделящи йони на калция и магнезия. Тъй като тези вещества се въвеждат в топлоносителя в много малки количества (1-10г/м3) и трябва да се подават равномерно, се препоръчва отоплителната система да се допълни с цифрово дозиращо устройство.

По същия начин в процесите на обратна осмоза твърдата вода образува утайки от неразтворими соли, който запушват порите на мембраната и нарушават качествата й. Когато възникне такъв проблем, мембраната трябва да се свали и промие, което налага временно спиране на процесите на водоподготовка. За да се увеличи периода между промивките и да се намалят загубите, с помощта на дозиращи устройства в работната течност се въвеждат точно изчислени количества инхибитори на утаяването.

В допълнение на казаното дотук, да не забравяме и някои сектори на промишлеността като хранително-вкусовата и фармацевтичната, при които освен пречистване на водите се налага въвеждане на компоненти, подобряващи органолептичните качества. Ето защо днес такива производства са немислими без включване на автоматизирани дозиращи системи. Те гарантират качество, сигурност, икономичност и ефективност на цялостния технологичен цикъл.

Възможности на дозиращите системи
Разнообразието от технологични процеси, изискващи дозиране, налага специални изисквания към материалите и изпълнението на дозиращите устройства. Първо се обръща внимание дали помпата за цифрово дозиране може да работи в химически агресивна среда. Основен фактор е устойчивостта на проточната част на агрегата към работния разтвор. Най-често използваният материал за проточна част е полипропилен с уплътнение от етилен полипропилен диен. За някои химикали като натриевия хипохлорид, обаче, такова изпълнение не е удачно, защото материалът не е устойчив на реагента и се намалява точността на дозиране. Според много специалисти удовлетворяващи качества има проточна част от PVDF (поливинилиден флуорид) с уплътнение от флуориран каучук. За различни технологични нужди могат да се изберат помпи с различно изпълнение на проточната част. Някои производители предлагат един тип дозиращи помпи в няколко варианта на проточната част – от полимер и от неръждаема стомана, например.

За всяко производство е изключително важно спестяване на производственото пространство с цел минимизиране на разходите. Така че е абсолютно нецелесъобразно изграждане на отделни системи за подготовка, разреждане и съхраняване на разредени реактиви. Реагентите трябва да се съхраняват във висококонцентрирани разтвори, които изискват по-малко място за складиране и да се въвеждат непосредствено в работната течност чрез дозиране. Работата с концентрати обаче изисква дозиране с повишена точност. Тя може да се постигне именно със съвременните дозиращи помпи, които обезпечават точност в рамките на 2% и подаване – 0,002л/ч. Освен това помпите с цифрово дозиране осигуряват постоянно и равномерно подаване на реактива, което е особено важно в системите за пречистване на води. Има и помпи с много широк диапазон на дозиране, които са незаменими в производства, изискващи различни дози на различни етапи и в различно време.

Съвременното производство се стреми към висока автоматизация и намаляване влиянието на „човешкия фактор” – т.е. да се сведе до минимум възможността за грешка на оператора. Това предполага всички устройства да могат да се свържат в една система с централно управление. При внедряването на цифрови дозиращи помпи, работещи с концентрирани, и често агресивни реагенти, това е особено важно. Така технологът може да упражнява цялостен контрол над производствената линия, като следи всеки технологичен етап. Последните модели от тези помпи, благодарение на собствения си процесор се калибрират лесно и могат да осъществят обмен на информация с централния пулт на управление. Това позволява лесно да се извършва контрол във всеки един момент и при необходимост бързо да се сменят настройките на системата за оптимизация на производствения процес. Ето защо, въпреки относително високите начални разходи, тези устройства бързо ще ви възвърнат инвестицията.

Цифровите дозиращи помпи значително повишават контрола над качеството на процесите, обезпечават лесно управление, точно настройване, големи оперативни възможности, във всяка точка от системата, по всяко време. Те гарантират равномерно подаване на реактивите и липса на разлики в налягането. Това се дължи на усъвършенстваната конструкция на диафрагмените помпи.

При цифровите помпи реагентът може да се подава практически непрекъснато, защото цикълът на дозиране е по-дълъг от този на всмукване. Съчетаването на този механизъм с цифрово управление позволява прецизно регулиране на процесите и постигане на висока точност на дозиране.

За да удовлетворяват изискванията на клиентите, автоматичните дозиращи системи трябва да са не само надеждни, но и лесни за употреба. Полезните нововъведения на съвременните дигитални дозиращи помпи са лесно разбираем потребителски интерфейс и просто настройване на дозите. Много производители предлагат системи, програмирани на няколко езика, сред които можете да избирате. Важно предимство на съвременните помпи са и мониторите с комбинации от функции за наблюдение, например на дебита, на налягането, на pH, на определени химични елементи. Следпродажбеното обслужване на системата е също важно. Ако производителят или доставчикът предлагат такова, това може да окаже решаващо значение за избора на клиента.

От всичко казано дотук стана ясно, че за да увеличи степента на автоматизацията си и да заеме водещо място на пазара, всяко съвременно производство трябва да се възползва от последните технологични нововъведения в областта на цифровите дозиращи устройства. С тях ще постигнете възможно най-високо качество на процесите, икономичност и екологосъобразност на производството. Освен това единната компютърна мрежа за контрол и управление на процесите ви дава възможност за гъвкаво реконструиране на технологичните линии в съответствие с променящите се нужди на производството. Навярно се убедихте, че те определено ще платят за себе си многократно.