CN116920639A - 基于聚丙烯铣胺溶液的运动粘度计算方法及混合系统 - Google Patents

基于聚丙烯铣胺溶液的运动粘度计算方法及混合系统 Download PDF

Info

Publication number
CN116920639A
CN116920639A CN202310813799.5A CN202310813799A CN116920639A CN 116920639 A CN116920639 A CN 116920639A CN 202310813799 A CN202310813799 A CN 202310813799A CN 116920639 A CN116920639 A CN 116920639A
Authority
CN
China
Prior art keywords
stirring
cavity
water
dissolving
kinematic viscosity
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202310813799.5A
Other languages
English (en)
Inventor
周伟
黄厚宝
朱金波
王雪飞
王涛
王子磊
汪玲玲
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Anhui University of Science and Technology
Original Assignee
Anhui University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Anhui University of Science and Technology filed Critical Anhui University of Science and Technology
Priority to CN202310813799.5A priority Critical patent/CN116920639A/zh
Publication of CN116920639A publication Critical patent/CN116920639A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
    • G06F30/28—Design optimisation, verification or simulation using fluid dynamics, e.g. using Navier-Stokes equations or computational fluid dynamics [CFD]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F21/00—Dissolving
    • B01F21/30—Workflow diagrams or layout of plants, e.g. flow charts; Details of workflow diagrams or layout of plants, e.g. controlling means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F33/00—Other mixers; Mixing plants; Combinations of mixers
    • B01F33/80—Mixing plants; Combinations of mixers
    • B01F33/82—Combinations of dissimilar mixers
    • B01F33/821—Combinations of dissimilar mixers with consecutive receptacles
    • B01F33/8212—Combinations of dissimilar mixers with consecutive receptacles with moving and non-moving stirring devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/20—Measuring; Control or regulation
    • B01F35/21—Measuring
    • B01F35/211—Measuring of the operational parameters
    • B01F35/2112—Level of material in a container or the position or shape of the upper surface of the material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/20—Measuring; Control or regulation
    • B01F35/21—Measuring
    • B01F35/211—Measuring of the operational parameters
    • B01F35/2115—Temperature
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/20—Measuring; Control or regulation
    • B01F35/22—Control or regulation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/20—Measuring; Control or regulation
    • B01F35/22—Control or regulation
    • B01F35/2201—Control or regulation characterised by the type of control technique used
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/90—Heating or cooling systems
    • B01F35/93—Heating or cooling systems arranged inside the receptacle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/90—Heating or cooling systems
    • B01F2035/99—Heating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F2101/00—Mixing characterised by the nature of the mixed materials or by the application field
    • B01F2101/305—Treatment of water, waste water or sewage
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2113/00—Details relating to the application field
    • G06F2113/08—Fluids
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2119/00—Details relating to the type or aim of the analysis or the optimisation
    • G06F2119/08—Thermal analysis or thermal optimisation
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2119/00—Details relating to the type or aim of the analysis or the optimisation
    • G06F2119/14—Force analysis or force optimisation, e.g. static or dynamic forces

Landscapes

  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Algebra (AREA)

Abstract

本发明属于煤泥水处理技术领域，具体涉及一种基于聚丙烯铣胺溶液的运动粘度计算方法及混合系统。本发明的聚丙烯铣胺溶液的运动粘度γ通过以下公式获得：通过本发明的聚丙烯铣胺溶液的运动粘度的公式计算，能快速精确的实现对聚丙烯铣胺溶液的运动粘度计算效果，以利于随时监控搅拌桶内的当前溶液的混合状态。根据当前的运动粘度与预设的指定粘度值的比对，从而针对性的添料或加水，直至达到高效便捷获取最优选的混合液也即聚丙烯酰胺溶液的在线混合目的。

Description

基于聚丙烯铣胺溶液的运动粘度计算方法及混合系统
技术领域
本发明属于煤泥水处理技术领域，具体涉及一种基于聚丙烯铣胺溶液的运动粘度计算方法及混合系统。
背景技术
煤泥水处理是湿法选煤工艺流程中的重要环节，从经济和环保方面考虑，均要求煤泥水深度澄清，洗水闭路循环。选煤厂通常采用混凝法来处理煤泥水，所谓混凝法就是向煤泥水体系中添加混凝剂，使得煤泥水体系中的颗粒发生团聚后靠重力沉降。混凝剂常用的是有机高分子絮凝剂，如聚丙烯酰胺，由于有机高分子絮凝剂具有分子量大、侧链长等特点，因此存在溶解时间较长、溶解不充分等弊端，若配制不当则会造成药剂浓度低、药剂浪费等现象，情况严重时还会直接影响煤泥水的处理效果。一方面，选煤厂传统的絮凝剂配制方法是通过人工直接把粉状絮凝剂加到混合搅拌桶中直接搅拌，但由于给料不均匀、混合不充分经常会造成药剂结团、溶解不充分等问题，而且需要设置专门岗位司机来观测液位和按时添加粉状絮凝剂，存在一定的滞后性。虽然实用新型201721157662.5提出采用螺旋送料机给料来解决给料不均匀的问题，发明专利201410260122.4提出采用药剂分散筛来达给料过程中药剂均匀分散的目的，但却无法解决混合不充分、搅拌过程结团和储料仓结拱结块等现状，精确化和高效化的混合系统必不可少。另一方面，聚丙烯酰胺作为最为常见的絮凝剂，其是否高效分散，溶解是否充分，也是实现高效化煤泥水处理的关键一环，也因此亟待通过更为高效和方便的方式实现在线监测，以便为后续煤泥水处理工作提供更为良好的絮凝剂条件。
发明内容
本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种基于聚丙烯铣胺溶液的运动粘度计算方法，其能高效便捷的实现对聚丙烯铣胺溶液的运动粘度计算功能，最终确保聚丙烯酰胺的高效在线混合效果。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
基于聚丙烯铣胺溶液的运动粘度计算方法，其特征在于：
聚丙烯铣胺溶液的运动粘度γ通过以下公式获得：
其中：
P为搅拌电机的搅拌功率，单位为W；
ρ为聚丙烯铣胺溶液的密度，单位为kg/m3；
N为搅拌叶轮每秒转的圈数，单位为r/s；
d为搅拌叶轮直径，单位为m；
D为搅拌桶直径，单位为m；
u为搅拌叶轮的叶片宽度，单位为m；
α为搅拌叶轮的叶片横向倾角；
β为搅拌叶轮的叶片纵向倾角。
优选的，混合系统，该混合系统应用所述的基于聚丙烯铣胺溶液的运动粘度计算方法，其特征在于：包括用于实现絮凝剂搅拌的搅拌装置，还包括用于向搅拌装置内补水的补水装置以及用于向搅拌装置内补入高浓度初混液的药液补充装置；其中：
优选的，所述药液补充装置包括双级溶解组件；该双级溶解组件包括内设横隔板的溶解箱，横隔板将溶解箱的内腔分隔为位于上层的一级溶解腔和位于下层的二级溶解腔，两溶解腔之间还设置有将一级溶解腔内液体通入二级溶解腔的回流管，以及将二级溶解腔内液体经由压力泵泵入一级溶解腔内的进流管；二级溶解腔底部布置加热片，并通过带有第一水泵的第一水管连通水源，二级溶解腔还通过出液管路连通搅拌装置，第一水管及出液管路上均布置有开关阀；一级溶解腔顶部布置入料组件。
优选的，所述入料组件包括储料仓，储料仓内布置用于将粉状絮凝剂送入定量称重组件处的螺旋送料机，定量称重组件的出口连通二级溶解腔；定量称重组件包括鼓腔以及通过转轴转动配合在鼓腔内的称重盘，称重盘的悬臂状的板面构成用于承接粉状絮凝剂的称重面；定量称重组件及螺旋送料机的动力源均电连接PLC控制装置。
优选的，所述补水装置包括带有第二水泵的第二水管，第二水管的出口连通搅拌装置；出液管路的两端分别连通二级溶解腔和第二水管；第一电磁阀布置于第一水管的出水口，第二电磁阀布置于出液管路的入口，第三电磁阀位于第二水管出口处，各电磁阀均电连接PLC控制装置。
优选的，所述搅拌装置包括搅拌桶以及布置于搅拌桶内的搅拌轴，搅拌轴顶端布置搅拌电机，搅拌轴底端布置搅拌叶轮；搅拌桶底部设置排液管路，排液管路上设置第四电磁阀，搅拌电机及第四电磁阀电连接PLC控制装置。
优选的，搅拌桶的内壁设置有用于监控桶内液面高度的第一浮球液位计，第一浮球液位计的第一超声波探头电连接PLC控制装置。
优选的，一级溶解腔的腔壁设置有用于监控腔内液面高度的第二浮球液位计，第二浮球液位计的第二超声波探头电连接PLC控制装置。
优选的，二级溶解腔的腔壁处布置有温度传感器，温度传感器电连接PLC控制装置。
本发明的有益效果在于：
1)通过上述方案，本发明能够根据目前混合系统中搅拌组件的搅拌流程，从而快速精确的实现对聚丙烯铣胺溶液的运动粘度计算效果，以利于随时监控搅拌桶内的当前溶液的混合状态。根据当前的运动粘度与预设的指定粘度值的比对，从而针对性的添料或加水，直至达到高效便捷获取最优选的混合液也即聚丙烯酰胺溶液的在线混合目的。
附图说明
图1为混合系统的结构示意图；
图2为药液补充装置的结构示意图；
图3为1800万聚丙烯酰胺溶液搅拌溶解后雷诺数与功率准数之间的拟合关系图。
本发明各标号与部件名称的实际对应关系如下：
10-搅拌装置；11-排液管路；12-第一浮球液位计；
20-补水装置；21-第二水管；22-第二水泵；
30-药液补充装置；31-溶解箱；31a-横隔板；31b-一级溶解腔；31c-二级溶解腔；31d-回流管；31e-进流管；32-加热片；32a-第一水泵；32b-第一水管；33-温度传感器；34-出液管路；35a-储料仓；35b-螺旋送料机；35c-鼓腔；35d-称重盘；35e-转轴；36-第二浮球液位计；
41-第一电磁阀；42-第二电磁阀；43-第三电磁阀；44-第四电磁阀。
具体实施方式
为便于理解，此处结合图1-3，对本发明的具体结构及工作方式作以下进一步描述：
如图1所示，本发明包括搅拌装置10以及分别起到补水和补高浓度初混液功能的补水装置20和药液补充装置30，各装置可通过PLC控制装置实现联动，从而有效提升自动化程度。尤其是搅拌装置10内的溶液粘度的可测化，更是极大地减少了人力和物力的投入，使得药剂在水溶液中分散混合更加均匀，药剂溶解速度快，直至得到最合适的粘度的药剂，进而降低药剂消耗量。同时，依靠定量称重组件的设置，则能有效避免人为因素造成的药剂添加量偏差，进一步提升药剂混合效率。
一、药液补充装置30
对于药液补充装置30而言，其包括双级溶解组件、入料组件和相应的第一水泵32a、第一水管32b及出液管路34等。
入料组件包括储料仓35a，如图1-2所示。储料仓35a顶部设计有可敞开式的进料口，方便粉状絮凝剂的倒入和观察仓内情况。工作人员只要将储料仓35a填满后，就可以参与其他岗位巡查。储料仓35a下料可实现自动控制，储料仓35a内部到出料口处有螺旋送料机35b，其上端的动力源也即变频驱动电机受PLC控制装置的控制，从而匀速旋转，能保证粉状絮凝剂也即粉状的聚丙烯酰胺卸料均匀，并防止卸料过程中发生堵塞、结团现象。
储料仓35a下方设置定量称重组件，用于定量输送及添加粉状絮凝剂。定量称重组件是由球形药剂称重仓也即鼓腔35c、称重盘35d和电动的转轴35e构成。粉状絮凝剂被螺旋送料机35b送入称重盘35d上称重，当达到预先设定好的质量范围时，PLC控制装置控制变频驱动电机停止旋转。然后PLC控制装置再控制转轴35e旋转，将称重盘35d上的粉状絮凝剂倒入一级溶解腔31b内。
本发明的药剂分散作业流程主要由双级溶解组件和搅拌装置10共同完成。双级溶解组件包括溶解箱31，溶解箱31内被横隔板31a划分为一级溶解腔31b和二级溶解腔31c。粉状絮凝剂经过定量称重后，直接到上层也即一级溶解腔31b内等待溶解。下层为二级溶解腔31c，内部有加热片32和温度传感器33均受PLC控制装置控制。加热片32先将水加热到二十五摄氏度，温度传感器33将温度反馈到PLC控制装置后停止加热。当水温达到二十五摄氏度后，两级溶解腔之间有一个压力泵将下层的水通过进流管31e抽到上层与粉状絮凝剂混合。上层与下层间有一个回流管31d，上层溶解的药剂经过回流管31d流入下层，如此持续一段时间直至上层的药剂都溶解到水里并流入下层，在下层形成一个初步溶解的高浓度初混液。上层也即一级溶解腔31b内可设置第二浮球液位计36，包括相应的超声波探头和浮球，浮球安装于箱体外边缘的浮球通道中，浮球随液位的高低垂直上下运动。第二浮球液位计36将测得的液位数据传输至PLC控制装置处；当上层的液位稳定后，则说明粉状絮凝剂已经初步溶解为溶液状态。
二、补水装置20
如图1所示的，补水装置20由第二水管21及第二水泵22构成。此时，第二水管21与出液管路34间存有交集，以使得第二水管21和出液管路34共同形成唯一出口，并依托第三电磁阀43实现该出口的有效控制。
当然，相应的，第一电磁阀41布置于第一水管32b的出水口，第二电磁阀42布置于出液管路34的入口，第四电磁阀44如图1所示的位于搅拌桶底部的排液管路11上，全部电磁阀均电连接PLC控制装置。
三、搅拌装置10
搅拌装置10如图1所示，包括搅拌桶、搅拌轴、搅拌电机及搅拌叶轮，搅拌桶内也装有一个液位测量装置，也即第一浮球液位计12。搅拌电机同样可受PLC控制装置控制，可以调整不同的转速，实现精准搅拌。当然，如前述PLC控制装置一样，控制模块的对电磁阀乃至各个电机等的信号收发和控制操作，均为目前常规流程，此处就不再赘述。
实际操作时，可在搅拌轴下端装有一个力传感器，可以记录搅拌轴旋转时的扭矩、转速和时间，并实时将数据反馈给PLC控制装置，同时以此计算出搅拌装置10的搅拌功率P如下：
式中：
P为功率，单位为W；T为扭矩；n为转速，单位为r/min。
在上述结构的基础上，为进一步便于理解本发明，此处给出本发明的公式推导流程如下：
以玻璃恒温水浴槽为搅拌桶，放入试验用水10L，此时液面高度20cm；
搅拌桶桶体直径30cm，搅拌轴转速200～1600r/s；
搅拌叶轮的叶片直径2cm、宽0.1cm、高3.3cm，叶片横向倾角30°，叶片纵向倾角10°；
搅拌轴长19.4cm，搅拌轴直径0.6cm，搅拌叶轮的叶片距搅拌桶桶底8cm。
试验参照GBT 17514－2017《水处理剂阴离子和非离子型聚丙烯酰胺》进行。也即在玻璃恒温水浴槽内，使用悬臂式的搅拌装置设置好搅拌转速，然后对聚丙烯酰胺进行搅拌，配制浓度为0.5‰的聚丙烯酰胺溶液，观察电导率仪的电导值在2min内无明显变化时停止试验，从聚丙烯酰胺加入到电导值恒定的时间即为溶解时间。
以2min电导值无明显变化作为絮凝剂完全溶解的考察指标。
此时，用量筒称量10L水倒入玻璃恒温水浴槽中，设置搅拌装置搅拌转速为200～1600r/s，每组200r/s递增，共8组，对应的叶片线速度为0.21～1.68m/s。设置恒温温度为25℃，等温度升至设定值，开启悬臂式的搅拌装置进行搅拌，将电子天平称重的5g阴离子聚丙烯酰胺沿搅拌产生的漩涡边缘平缓均匀地倒入，继续搅拌直至电导率仪的电导值在2min内无明显变化时停止试验。用粘度计设置转子为零号转子，转速为60r/s，测量并记录聚丙烯酰胺溶液溶解后的动力粘度。利用称量法测量并计算溶液溶解后的密度。利用公式计算溶液溶解后的搅拌功率、运动粘度、雷诺数和功率准数。
经过上述试验得到数据，本发明以下表1所示的1800万分子量聚丙烯酰胺搅拌溶解试验的数据论证公式推导过程：
表1 1800万分子量聚丙烯酰胺搅拌溶解试验表
1)根据叶轮直径和叶轮转速计算得到叶轮线速度：
v＝πdN
式中：
v为搅拌叶轮线速度，单位为m/s；d为搅拌叶轮直径，单位为m；N为搅拌叶轮每秒转的圈数，单位为r/s；
2)运动粘度是溶液动力粘度与溶液密度比值，也是遴选最优搅拌转速的评价指标，因此：
式中：
γ为溶解后溶液的运动粘度，单位为m2/s；μ为溶解后溶液的动力粘度，单位为Pa·s；ρ为溶解后溶液的密度，单位为kg/m3；Re为雷诺数。
3)已知搅拌容器的几何参数，可利用永田进治功率准数，计算出功率准数K，如下：
式中：
K为功率准数；H为液面高度，单位为m；D为搅拌桶直径，单位为m；u为搅拌叶轮的叶片宽度，单位为m；α为叶片倾角；d为搅拌叶轮直径，单位为m；A、B、C则为中间变量。
4)对已有搅拌功率公式P＝KρN3d5进行改进，将单因素搅拌叶轮直径d，改进为三因素搅拌叶轮直径与搅拌桶直径之比d/D、搅拌桶直径D和搅拌叶轮的叶片宽度u与搅拌叶轮倾斜角度sinα之积，通过数据拟合得到三因素的指数如下：
P＝f(ρ,d,D,u,α,N)＝PρadbDc(usinα)eNf
式中：
P为搅拌功率，单位为W；K为功率准数；d为搅拌叶轮直径，单位为m；D为搅拌桶直径，单位为m；N为搅拌叶轮每秒转的圈数，单位为r/s；u为搅拌叶轮的叶片宽度，单位为m；α为叶片倾角；M为质量量纲；L为长度量纲；T为时间量纲。
5)由前述试验数据，拟合出适用于聚丙烯酰胺溶解的搅拌功率P与功率准数K的数学关系为：
图3中显示了1800万聚丙烯酰胺溶液搅拌溶解后雷诺数与功率准数之间的拟合关系，也即其他条件一定，搅拌转速区间200～1600r/s，雷诺数与功率准数呈幂相关。
此时，得到适用于聚丙烯酰胺各个分子量的雷诺数Re与K的关系通式如下：
K＝10.048Re-0.532
随后，对原有的叶轮线速度和雷诺数计算公式进行改进，添加搅拌叶轮的叶片纵向倾角β作为影响因素。
v＝πNdcosβ
6)由以上数学关系，最终得出溶液的运动粘度γ为：
工作时，若搅拌装置内溶液粘度大于要求的粘度值，则PLC控制装置控制补水装置20加水；若溶液粘度小于要求的粘度溶液，PLC控制装置控制相应电磁阀从溶解箱31处获取高浓度初混液，以补入搅拌桶内。
本发明的实际工作流程如下：
人工打开储料仓35a，加入粉状絮凝剂，可以将储料仓35a加满，关闭仓盖后就不需要人工控制了。
随后本发明开始纯自动化工作，PLC控制装置控制螺旋送料机35b开始工作，将粉状絮凝剂螺旋送料到鼓腔35c内，粉状絮凝剂落到称重盘35d上称重，质量数据反馈给PLC控制装置并记录。当质量达到预先设定好的范围内，PLC控制装置控制变频驱动电机停止旋转，即停止加药。随后称重盘35d中部的转轴35e受PLC控制装置控制，让称重盘35d旋转90度，将粉状絮凝剂倒入一级溶解腔31b内等待溶解；如一次称重后质量不足，可重复该过程，直至质量达到要求。在调节絮凝剂粘度时，溶解箱31内的高浓度初混液不足时，入料组件和第一水泵32a及第一水管32b，也会相互配合工作进行二次添加药剂和水液，以达到定量控制粉状絮凝剂添加量和定量溶解的目的。
PLC控制装置控制第一电磁阀41，使得第一水泵32a将设定好的水量通过第一水管32b加入一级溶解腔31b下方的二级溶解腔31c内，同时控制二级溶解腔31c内的加热片32工作，将水加热到二十五摄氏度。二级溶解腔31c内装有温度传感器33，可将温度数据反馈给PLC控制装置，当温度到达二十五摄氏度时控制加热片32停止工作。之后PLC控制装置控制压力泵工作，将下层的水通过进流管31e抽到上层，上层和下层之间有一个回流管31d，上层液体可回流至下层；此过程持续一段特定的时间后，上层的粉状絮凝剂将会完全溶解到下层的水里。
PLC控制装置控制第二电磁阀42和第三电磁阀43打开，同时搅拌桶顶部的第二水泵22也被打开，清水和高浓度初混液一起混合加入搅拌桶内。第二电磁阀42和第三电磁阀43可以控制流量，可以预先设定好的清水和高浓度初混液的量，通过控制相应电磁阀实现定量添加。
在加入一定量的清水和高浓度初混液后，PLC控制装置便控制搅拌电机旋转，对清水和高浓度初混液混合后即可进行溶解搅拌了。搅拌时，搅拌装置10将数据实时反馈给PLC控制装置，便可以计算出搅拌功率。通过试验得到搅拌功率P、功率准数K和雷诺数Re之间的关系可以换算出溶液粘度。在充分搅拌后，若溶液粘度大于要求的粘度值，PLC控制装置控制第一水泵32a和第三电磁阀43加水；若溶液粘度小于要求的粘度溶液，PLC控制装置控制第二电磁阀42从二级溶解腔31c内获取高浓度初混液，最终调配出最佳粘度的絮凝剂。
最后，PLC控制装置控制第四电磁阀44开启，可将搅拌桶内的符合要求的絮凝剂定量输送到需要的地方，即完成整个的自动化流程。
当然，对于本领域技术人员而言，本发明不限于上述示范性实施例的细节，而还包括在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现的相同或类似结构。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (8)

1.基于聚丙烯铣胺溶液的运动粘度计算方法，其特征在于：
聚丙烯铣胺溶液的运动粘度γ通过以下公式获得：
其中：
P为搅拌电机的搅拌功率，单位为W；
ρ为聚丙烯铣胺溶液的密度，单位为kg/m3；
N为搅拌叶轮每秒转的圈数，单位为r/s；
d为搅拌叶轮直径，单位为m；
D为搅拌桶直径，单位为m；
u为搅拌叶轮的叶片宽度，单位为m；
α为搅拌叶轮的叶片横向倾角；
β为搅拌叶轮的叶片纵向倾角。
2.混合系统，该混合系统应用如权利要求1所述的基于聚丙烯铣胺溶液的运动粘度计算方法，其特征在于：包括用于实现絮凝剂搅拌的搅拌装置(10)，还包括用于向搅拌装置(10)内补水的补水装置(20)以及用于向搅拌装置(10)内补入高浓度初混液的药液补充装置(30)；其中：
所述药液补充装置(30)包括双级溶解组件；该双级溶解组件包括内设横隔板(31a)的溶解箱(31)，横隔板(31a)将溶解箱(31)的内腔分隔为位于上层的一级溶解腔(31b)和位于下层的二级溶解腔(31c)，两溶解腔之间还设置有将一级溶解腔(31b)内液体通入二级溶解腔(31c)的回流管(31d)，以及将二级溶解腔(31c)内液体经由压力泵泵入一级溶解腔(31b)内的进流管(31e)；二级溶解腔(31c)底部布置加热片(32)，并通过带有第一水泵(33a)的第一水管(33b)连通水源，二级溶解腔(31c)还通过出液管路(34)连通搅拌装置(10)，第一水管(33b)及出液管路(34)上均布置有开关阀；一级溶解腔(31b)顶部布置入料组件。
3.根据权利要求2所述的混合系统，其特征在于：所述入料组件包括储料仓(35a)，储料仓(35a)内布置用于将粉状絮凝剂送入定量称重组件处的螺旋送料机(35b)，定量称重组件的出口连通二级溶解腔(31c)；定量称重组件包括鼓腔(35c)以及通过转轴(35e)转动配合在鼓腔(35c)内的称重盘(35d)，称重盘(35d)的悬臂状的板面构成用于承接粉状絮凝剂的称重面；定量称重组件及螺旋送料机(35b)的动力源均电连接PLC控制装置。
4.根据权利要求2或3所述的混合系统，其特征在于：所述补水装置(20)包括带有第二水泵(22)的第二水管(21)，第二水管(21)的出口连通搅拌装置(10)；出液管路(34)的两端分别连通二级溶解腔(31c)和第二水管(21)；第一电磁阀(41)布置于第一水管(33b)的出水口，第二电磁阀(42)布置于出液管路(34)的入口，第三电磁阀(43)位于第二水管(21)出口处，各电磁阀均电连接PLC控制装置。
5.根据权利要求2或3所述的混合系统，其特征在于：所述搅拌装置(10)包括搅拌桶以及布置于搅拌桶内的搅拌轴，搅拌轴顶端布置搅拌电机，搅拌轴底端布置搅拌叶轮；搅拌桶底部设置排液管路(11)，排液管路(11)上设置第四电磁阀(44)，搅拌电机及第四电磁阀(44)电连接PLC控制装置。
6.根据权利要求5所述的混合系统，其特征在于：搅拌桶的内壁设置有用于监控桶内液面高度的第一浮球液位计(12)，第一浮球液位计(12)的第一超声波探头电连接PLC控制装置。
7.根据权利要求2或3所述的混合系统，其特征在于：一级溶解腔(31b)的腔壁设置有用于监控腔内液面高度的第二浮球液位计(36)，第二浮球液位计(36)的第二超声波探头电连接PLC控制装置。
8.根据权利要求2或3所述的混合系统，其特征在于：二级溶解腔(31c)的腔壁处布置有温度传感器(33)，温度传感器(33)电连接PLC控制装置。
CN202310813799.5A 2023-07-03 2023-07-03 基于聚丙烯铣胺溶液的运动粘度计算方法及混合系统 Pending CN116920639A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310813799.5A CN116920639A (zh) 2023-07-03 2023-07-03 基于聚丙烯铣胺溶液的运动粘度计算方法及混合系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310813799.5A CN116920639A (zh) 2023-07-03 2023-07-03 基于聚丙烯铣胺溶液的运动粘度计算方法及混合系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116920639A true CN116920639A (zh) 2023-10-24

Family

ID=88385555

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310813799.5A Pending CN116920639A (zh) 2023-07-03 2023-07-03 基于聚丙烯铣胺溶液的运动粘度计算方法及混合系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116920639A (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN205903837U (zh) 一种带有螺旋出料装置的搅拌装置
CN207392003U (zh) 一种改性沥青生产系统
CN110052209A (zh) 一种锂电池浆料的双螺旋轴连续匀浆系统
CN206266295U (zh) 加药系统和污水处理系统
CN213055700U (zh) 一种碾米砂辊树脂液称量装置
CN210964789U (zh) 一种药剂自动投加装置
CN203540395U (zh) 一种可调桨叶倾角的自动搅拌机
CN206474127U (zh) 聚丙烯原料搅拌机组
CN111841414A (zh) 一种全自动絮凝剂添加设备
CN109675484A (zh) 一种脱色絮凝剂的制备装置与使用方法
CN116920639A (zh) 基于聚丙烯铣胺溶液的运动粘度计算方法及混合系统
CN208177392U (zh) 一种循环式超声分散设备
CN217449873U (zh) 一种化工专用高效节能搅拌装置
CN106422930A (zh) 一种高固含量浆料自动化预混系统
CN213674748U (zh) 混凝土生产系统
CN211098800U (zh) 一种便于定量加料的皮革助剂生产用搅拌装置
CN210994001U (zh) 一种用于复合板材的纳米材料搅拌装置
CN211514180U (zh) 一种界面剂生产用搅拌装置
CN207694640U (zh) 一种具有温度控制功能的自动化物料搅拌设备
CN217221303U (zh) 一种节能型具有温度稳定功能的自动加药机
CN215822806U (zh) 一种固液混合装置
CN217895228U (zh) 一种红薯淀粉废水的曝气沉降装置
CN214218282U (zh) 一种絮凝剂加料系统
CN211159459U (zh) 固体废物水处理装置以及设备
CN220110913U (zh) 一种液体涂料搅拌装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination