การผสมในสภาวะรับแรงหนักจากล่างขึ้นบน: โซลูชันเครื่องผสมแบบเจ็ทสตรีมสำหรับน้ำโคลนที่มีฤทธิ์กัดกร่อนสูง

น้ำโคลนที่มีฤทธิ์กัดกร่อนสูงถูกใช้อย่างแพร่หลายในการผลิตเคมีภัณฑ์ รวมถึงการประมวลผลแร่ การเตรียมสารเคมีอนินทรีย์ และระบบรีแอคชันของแข็ง-ของเหลว แอปพลิเคชันเหล่านี้ต้องการมากกว่าการผสมอย่างมีประสิทธิภาพภายในถังเดียวเท่านั้น แต่ยังต้องรวมถึงการป้อนผง การยึดแขวนของแข็ง ความสม่ำเสมอของแบทช์ และการถ่ายโอนน้ำโคลน ซึ่งทั้งหมดนี้ต้องทำงานร่วมกันเพื่อรักษาเสถียรภาพของการผลิต

เมื่ออนุภาคที่มีความหนาแน่นสูงตกตะกอนที่ก้นถัง ผู้ปฏิบัติงานอาจประสบปัญหาความเข้มข้นของของแข็งที่ไม่สม่ำเสมอ การกู้คืนวัสดุไม่ครบถ้วน และการประมวลผลขั้นตอนต่อไปที่ไม่สม่ำเสมอ เครื่องผสมแบบเจ็ทสตรีมของ BOAO มอบโซลูชันการผสมสำหรับระบบสารน้ำโคลนเคมี โดยช่วยส่งเสริมการไหลเวียนของของเหลวและการกระจายตัวของของแข็ง-ของเหลว เครื่องผสมแบบเจ็ทไหลตามแนวแกนและแนวรัศมี (FRJ) และเครื่องผสมแบบเจ็ทแรงเฉือนสูงไหลตามแนวรัศมี (FRK) มีลักษณะการไหลที่แตกต่างกัน เพื่อรองรับความต้องการของกระบวนการที่หลากหลาย

การผสานรวมเครื่องผสมแบบเจ็ทสตรีมเข้ากับกระบวนการน้ำโคลนที่มีฤทธิ์กัดกร่อนสูง

ระบบการเตรียมน้ำโคลนเคมีแบบทั่วไปอาจประกอบด้วยถังผสม อุปกรณ์ป้อนผง เครื่องผสมแบบเจ็ทสตรีม ท่อจ่ายของเหลว และระบบปล่อยเชื่อมต่อกับปั๊มถ่ายโอนหรืออุปกรณ์ประมวลผลขั้นตอนต่อไป

แต่ละส่วนประกอบส่งผลต่อผลลัพธ์โดยรวม หากผงถูกป้อนเข้าสู่ถังเร็วกว่าที่สามารถผสมเข้ากับของเหลวได้ จะเกิดการเกาะกลุ่มรอบจุดป้อน หากการไหลเวียนไม่เพียงพอ ของแข็งจะสะสมที่ก้นถัง หากน้ำโคลนไม่สม่ำเสมอในขณะปล่อยออก ความเข้มข้นที่ส่งไปยังรีแอคเตอร์ ตัวกรอง หรือถังเก็บอาจเปลี่ยนแปลงระหว่างแบทช์

ระบบแบบบูรณาการจะแก้ไขปัญหาเหล่านี้ผ่านการดำเนินงานสามประการที่เชื่อมโยงกัน:

• การผสมผง: การป้อนผงอย่างควบคุมได้ช่วยให้ของเหลวและกระแสการผสมสามารถดึงของแข็งที่ป้อนเข้ามาไว้ภายในได้โดยไม่เกิดการสะสมท้องถิ่นมากเกินไป
• การไหลเวียนของน้ำโคลน: เครื่องผสมส่งเสริมการเคลื่อนที่ทั่วทั้งถัง ช่วยกระจายของแข็งและลดการสะสมตะกอน
• การปล่อยและการถ่ายโอน: ช่องปล่อย ท่อ และปั๊มถ่ายโอนต้องสามารถจัดการกับความหนืด ขนาดอนุภาค และความเข้มข้นของของแข็งของน้ำโคลนได้

เครื่องผสมแบบเจ็ทสตรีมรองรับขั้นตอนการผสม ในขณะที่รูปแบบของถังและอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อจะกำหนดประสิทธิภาพโดยรวมของระบบทั้งหมด

การผสมจากล่างขึ้นบนเพื่อควบคุมตะกอน

อนุภาคที่มีความหนาแน่นสูงหรือหยาบอาจตกตะกอนเมื่อของเหลวรอบข้างไม่สามารถรักษาการยึดแขวนได้เพียงพอ ในถังขนาดใหญ่ พื้นที่ที่มีการไหลอ่อนแอใกล้ก้นถังหรือผนังถังอาจทำให้ของแข็งสะสมแม้ของเหลวด้านบนจะดูผสมได้ดีแล้ว

การผสมจากล่างขึ้นบนมุ่งเน้นที่การเคลื่อนย้ายของแข็งในพื้นที่ส่วนล่างเหล่านี้ และนำกลับเข้าสู่ของเหลวที่ไหลเวียน เครื่องผสมแบบเจ็ทสตรีมสร้างกระแสไหลที่มีความเร็วสูง ซึ่งส่งเสริมการผสมของแข็ง-ของเหลวและการกระจายตัวใหม่ของอนุภาค

สำหรับการออกแบบระบบเคมี ปัจจัยสำคัญคือรูปร่างของถัง ความลึกของของเหลว ลักษณะของอนุภาค และตำแหน่งการติดตั้งเครื่องผสม การจัดวางที่สร้างการเคลื่อนที่รุนแรงรอบเครื่องผสมอาจยังคงทิ้งตะกอนไว้ในพื้นที่ไกลออกไป หากรูปแบบการไหลเวียนโดยรวมไม่เหมาะสม

ผลลัพธ์ที่ต้องการควรกำหนดไว้ก่อนการเลือกอุปกรณ์ กระบวนการที่ต้องการความเข้มข้นของของแข็งที่สม่ำเสมอในขณะปล่อยออกอาจต้องใช้กลยุทธ์การปฏิบัติงานที่ต่างออกไปจากกระบวนการที่มุ่งเน้นหลักในการลดการสะสมตะกอนระหว่างการเตรียมแบทช์

FRJ และ FRK: การเลือกลักษณะการไหลที่เหมาะสม

BOAO นำเสนอเครื่องผสมแบบเจ็ทสตรีมสองรุ่นเพื่อตอบสนองความต้องการการผสมที่แตกต่างกัน

เครื่องผสมแบบเจ็ทไหลตามแนวแกนและแนวรัศมี (FRJ)

FRJ ให้กระแสการผสมที่มีปริมาตรมากกว่า และเหมาะสำหรับแอปพลิเคชันที่ให้ความสำคัญกับการไหลเวียนโดยรวมและการผสมทั่วทั้งแบทช์ สามารถนำมาพิจารณาใช้ในการเตรียมน้ำโคลนเคมีที่ต้องการกระจายของแข็งทั่วทั้งถังก่อนถ่ายโอนไปยังอุปกรณ์ขั้นตอนต่อไป

ในการออกแบบระบบ FRJ วิศวกรควรประเมินมิติของถัง ปริมาณของแข็งที่คาดว่าจะโหลด และพื้นที่ที่มักเกิดการสะสมตะกอนเป้าหมายคือการบรรลุการไหลเวียนที่มีประโยชน์ทั่วปริมาตรการทำงาน ไม่ใช่เพียงแค่การเคลื่อนที่รุนแรงรอบหัวผสมเท่านั้น

เครื่องผสมแบบเจ็ทแรงเฉือนสูงไหลตามแนวรัศมี (FRK)

FRK เน้นการไหลตามแนวรัศมีและลักษณะการกระจายตัวที่เหนือกว่า แต่มีปริมาตรกระแสการผสมน้อยกว่า FRJ จึงควรพิจารณาใช้เมื่อกระบวนการให้ความสำคัญกับการผสมผงและการกระจายตัวในพื้นที่เฉพาะมากขึ้น

ตัวอย่างเช่น กระบวนการสูตรเคมีที่นำผงแร่เข้าสู่เฟสของเหลวอาจได้รับประโยชน์จากการเน้นการกระจายตัวในขั้นตอนการผสมผง อย่างไรก็ตาม หากความท้าทายหลักคือการรักษาการยึดแขวนของแข็งทั่วทั้งถังขนาดใหญ่ การไหลเวียนโดยรวมก็ยังคงต้องอยู่ในการตัดสินใจเลือกอุปกรณ์

ในทางปฏิบัติ FRJ สอดคล้องกับกระแสการผสมที่มีปริมาตรมากกว่า ในขณะที่ FRK เน้นการกระจายตัวที่เข้มข้นกว่า รุ่นที่เหมาะสมขึ้นอยู่กับความต้องการหลักของกระบวนการและโครงสร้างของระบบน้ำโคลนทั้งหมด

การออกแบบเพื่อทนต่อการกัดกร่อนและการเข้ากันได้ทางเคมี

อนุภาคที่มีฤทธิ์กัดกร่อนสามารถกัดเซาะชิ้นส่วนที่สัมผัสของเหลวได้ผ่านการกระแทกซ้ำๆ และแรงเสียดทาน ความรุนแรงของการสึกหรอขึ้นอยู่กับความแข็ง ขนาด รูปร่าง ความเข้มข้น ความเร็วของอนุภาค และวัสดุที่สัมผัสกับน้ำโคลน

ดังนั้น การเลือกอุปกรณ์จึงควรอิงตามคุณสมบัติของวัสดุจริง แทนที่จะอาศัยคำอธิบายทั่วไปว่าน้ำโคลนนั้นมีฤทธิ์กัดกร่อน โปรดให้ข้อมูลดังต่อไปนี้แก่ผู้จัดจำหน่ายอุปกรณ์: การแจกแจงขนาดอนุภาค ขนาดอนุภาคสูงสุด ความเข้มข้นของของแข็ง ความหนืดของน้ำโคลน ความหนาแน่น และองค์ประกอบทางเคมี

เครื่องผสมแบบเจ็ทสตรีมของ BOAO มีให้เลือกใช้วัสดุสแตนเลสเกรด 304 หรือ 316L การเลือกวัสดุควรสะท้อนสภาพแวดล้อมทางเคมีและข้อกำหนดด้านการกัดกร่อน ในขณะที่การสึกหรอจากอนุภาคควรถูกประเมินแยกต่างหาก การขัดผิวด้วยไฟฟ้า (Electropolishing) มีให้บริการเมื่อกระบวนการต้องการพื้นผิวเฉพาะ แต่ไม่สามารถกำจัดการสึกหรอจากอนุภาคได้

แรงดันในการทำงานยังส่งผลต่อการจัดวางระบบ แอปพลิเคชันที่ใช้งานภายใต้ความดันบรรยากาศสามารถใช้ระบบซีลแบบแพ็กกิ้งโดยไม่จำเป็นต้องใช้ซีลมีคานเชิงกล แต่แอปพลิเคชันภายใต้ความดันต้องใช้ซีลมีคานเชิงกลที่เลือกให้สอดคล้องกับแรงดันในการทำงานและเงื่อนไขของกระบวนการ

การกำหนดค่าระบบทั้งหมดสำหรับการผสมน้ำโคลนเคมี

ข้อกำหนดทางเทคนิคของอุปกรณ์ที่ใช้งานจริงควรครอบคลุมกระบวนการทั้งหมด ไม่ใช่เพียงแค่เครื่องผสมเท่านั้น

ข้อกำหนดวัสดุและแบทช์: ยืนยันความหนืด ความเข้มข้นของของแข็ง ขนาดอนุภาค ความหนาแน่น ความเข้ากันได้ทางเคมี และความสม่ำเสมอที่ต้องการของน้ำโคลน ซีรีส์ FRJ และ FRK รองรับปริมาตรแบทช์ตามชื่อเรียกตั้งแต่ประมาณ 10 ลิตร ถึง 10,000 ลิตร ขึ้นอยู่กับรุ่นและแอปพลิเคชัน

ถังและการติดตั้ง: มิติของถัง รูปร่างก้นถัง โครงสร้างภายใน และระดับของเหลวส่งผลต่อการไหลเวียน การติดตั้งแบบแนวตั้ง แบบเยื้องศูนย์กลาง หรือแบบเอียงสามารถพิจารณาได้ตามการออกแบบถัง โดยมีตัวเลือกแบบขยายสำหรับแอปพลิเคชันที่เหมาะสม

การเชื่อมต่ออุปกรณ์: ประสานจุดป้อนผง ทางเข้าของเหลว ตำแหน่งเครื่องผสม ช่องปล่อยออก และปั๊มถ่ายโอน ปั๊มและท่อต้องรองรับปริมาณของแข็งและขนาดอนุภาคที่คาดไว้โดยไม่ก่อให้เกิดคอขวดที่หลีกเลี่ยงได้

เป้าหมายการปฏิบัติงาน: กำหนดเวลาการผสมที่ต้องการ ความแปรปรวนของความเข้มข้นของของแข็งที่ยอมรับได้ เป้าหมายการควบคุมตะกอน และเงื่อนไขการปล่อยออก เกณฑ์เหล่านี้ให้พื้นฐานเชิงปฏิบัติสำหรับการประเมินระบบเสนอแนะ

สำหรับแอปพลิเคชันที่มีความต้องการสูง การทดลองด้วยน้ำโคลนตัวอย่างสามารถช่วยยืนยันได้ว่าการจัดวางที่เลือกสามารถบรรลุการกระจายตัวของของแข็งและสมรรถนะการปฏิบัติงานที่ต้องการได้หรือไม่

แนวทางการเลือกระบบน้ำโคลนตามกระบวนการ

สำหรับน้ำโคลนเคมีที่มีฤทธิ์กัดกร่อนสูง การผลิตที่เชื่อถือได้ขึ้นอยู่กับการประสานงานระหว่างการผสมผง การไหลเวียนของของแข็ง และการถ่ายโอนขั้นตอนต่อไป เครื่องผสมแบบเจ็ทไหลตามแนวแกนและแนวรัศมี (FRJ) เป็นตัวเลือกที่เหมาะสมเมื่อกระแสการผสมที่มีปริมาตรมากเป็นลำดับความสำคัญสูงสุด ในขณะที่เครื่องผสมแบบเจ็ทแรงเฉือนสูงไหลตามแนวรัศมี (FRK) เหมาะสำหรับแอปพลิเคชันที่เน้นการกระจายตัวที่เข้มข้นยิ่งขึ้น

ด้วยการจับคู่เครื่องผสม ถัง การจัดวางระบบป้อนผง และอุปกรณ์ถ่ายโอนให้สอดคล้องกับคุณสมบัติจริงของน้ำโคลน ผู้ผลิตเคมีสามารถพัฒนาระบบการผสมที่มีความสอดคล้องและสอดรับกับความต้องการการผลิตได้อย่างมีประสิทธิภาพ