抗结剂溶液配制系统设计范文

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摘要：国外某钾肥厂设计采用抗结剂溶液配制系统，对其流程、布置进行简要介绍。

关键词：抗结剂；流程；布置

抗结剂是防止颗粒或粉状物料聚集结块、保持其松散或自由流动的物质，常被应用于颗粒、粉末状化工产品或食品中。国外某钾肥厂采用亚铁氰化钾、碳酸钠两种物质作为抗结剂添加到氯化钾产品中。本文对该项目抗结剂溶液配制系统流程、布置进行简要分析。

1工艺流程简述

整个配制系统分为大袋卸料站、溶解输送系统两个部分。

1．1大袋卸料站

抗结块剂给药装置的第一部分是大袋卸料站。这个设施包括亚铁氰化钾、碳酸钠两个卸料站，设在氯化钾干燥车间的＋17．000m平台上。袋装抗结块剂物质经车间内的桥式吊车放置于＋17．000平台。亚铁氰化钾、碳酸钠大袋容量均超过300kg。储存量按两个星期的需求量考虑。每种物质约每两周需3个大袋，必须将其转至＋17．000m平台。两个卸料站中间共用一个电动葫芦。卸料站内设自动切割装置，可将物料包装袋切割，倒入指定的缓冲容器内。此外还设有气压转动装置对物料进行疏松防其堵料。为防止破袋时粉尘四逸，两个大袋卸料站各设抽吸系统（带消音器）进行除尘。

1．2溶解输送系统

抗结剂进缓冲容器后，经螺旋输送机加入混合槽进行溶解。溶解后自流至缓冲罐。缓冲罐中溶液经计量泵送至混合器与氯化钾产品定量混合。

2控制原理

2．1大袋卸料站

盛放粉体溶质的料仓经气动插板阀与上端的投料仓相连。当料仓中溶质处于低料位时，现场控制柜声光报警提示人工手动破袋加药，信号远传DCS同时进行缺料报警。计量螺杆停止，气动插板阀打开，溶质经投料仓落入料仓中，到高料位时，气动插板阀关闭，此时如有加药请求，计量螺杆开启。当处于低料位后，超过设定时间（可调整）后，仍未到高料位，则发出声光报警，以提示人工加料到投料仓。

2．2溶解输送系统

2．2．1溶解

溶解流程为间歇操作。分为首次使用和连续使用两种控制流程。首次使用时，混合罐和缓冲罐均无液位，混合罐低液位报警，缓冲罐低低液位报警，此时由DCS根据配比关系设定水投加量以及亚铁氰化钾和碳酸钠的投加量。如设定水投加量为1000L／h，亚铁氰化钾投加量为50kg／h，碳酸钠投加量为30kg／h。当混合槽出口气动球阀关闭时，如果混合槽处于低液位，自动打开进水气动阀和计量螺杆。此时配料过程正式启动，三种物料分别执行PID闭环控制：根据水的投加量设定值1000L／h以及流量计反馈的实际值闭环调节电动调节阀的开度，使进水量始终保持在设定值1000L／h。同时根据水的进出口温度、换热比、换热量、流量等参数合理设定电加热器温度，以保证加水温度正常。亚铁氰化钾根据设定值50kg／h以及称重模块的反馈值（单位时间重量的差值即为投加量）闭环调节螺杆泵频率，使进料量始终保持在设定值50kg／h；碳酸钠根据设定值30kg／h以及称重模块的反馈值（单位时间重量的差值即为投加量）闭环调节螺杆泵频率，使进料量始终保持在设定30kg／h；如果混合槽处于高液位时，关闭进水气动阀和计量螺杆，开启混合槽搅拌器。搅拌一段时间（可设定）后，输出配料完成信号。当缓冲罐低液位报警时，开启混合罐出口气动阀，混合罐溶液自流至缓冲罐。首次配料结束后，混合槽处于低液位报警，缓冲罐处于满罐状态，开始计量泵输送后缓冲罐液位逐渐降低，当缓冲罐达到中间设定液位时，混合罐此时仍处于低液位，自动开启循环式加热器，关闭混合槽出口气动球阀并自动打开进水气动阀和计量螺杆启动配料过程，配料过程同上。（注意：中间液位设定值应根据计量泵输出速度合理计算，即当缓冲罐达到低液位时，混合罐配料及搅拌结束，间隔时间不宜过长。）缓冲罐达到低液位时开启混合槽出口气动球阀，使混合完成的介质自动流入缓冲罐，等待计量泵输出。此时混合槽又处于低液位，缓冲罐处于满罐状态，循环此过程。缓冲罐低低液位报警停泵，缓冲罐低液位＋混合罐配料完成信号控制混合槽出口气动球阀开启进料。混合槽与缓冲罐需电伴热，电伴热内部由机械式温控表自动控制温度。

2．2．2输送

输送流程为连续操作。缓冲罐在间歇的溶解流程和连续的输送流程中间起纽带作用。当缓冲罐未处于低液位报警时，可开启计量泵进行加注。计量泵一开一备，通过启停计量泵进出口气动阀进行切换。出口流量计流量作为反馈信号，与氯化钾溜槽上冲板流量计流量比值调节形成闭环控制调节计量泵电机频率，以达到按比例向氯化钾产品添加抗结剂溶液的功能。手动操作时，各设备均可单独进行启停，互不干涉。

3设备布置在有抗结剂

粉末、溶液分布的作业场所，即＋8．000平台、＋17．000平台距设备中心半径10m范围之内各设置一个洗眼器，降低化学物质可能造成的伤害。且在洗眼器的1．5m半径范围之内，不能有电气开关，以免发生电器短路。

4设计中其他注意事项

4．1危险化学品贮存要求

查询msds得知亚铁氰化钾的LD50＝1600～3200mg／kg（小鼠经口），碳酸钠的LD50＝4090mg／kg（小鼠经口）根据GB5044－85中表1的分级，亚铁氰化钾、碳酸钠均属于中度危害介质。因此设计要求EL＋17．000的抗结剂操作钢平台内亚铁氰化钾和碳酸钠贮存量均严禁超过1袋的量。

4．2危险化学品装卸运输

操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。不应用手接触亚铁氰化钾和碳酸钠，装卸、拆包时应戴上防护的橡胶手套及其他防护用具进行操作。

4．3设备和管道使用及维护

泵、风机、搅拌不能在运行状态下进行维护、维修。对于电动葫芦，要求在醒目处标出允许吊装的极限荷载。设备维修时，必须挂上警示牌，通知控制室、班组长及现场操作人员。输送抗结剂溶液采用的是螺杆泵，因此泵后管线上设置了安全阀。安全阀检验和维修应满足《压力管道安全技术监察规程—工业管道》TSGD0001－2009第五节的要求。

5结语

本抗结剂溶液配制系统设备布置紧凑，尽可能少使用人工操作，自动化程度较高，有效的减少操作人员接触抗结剂等化学物质的几率并可实现精确添加抗结剂的目的。但目前在钾肥等行业应用较少，具有推广的意义。

参考文献

[1]TSGD0001－2009，压力管道安全技术监察规程———工业管道［S］．

[2]GB5044－85，职业性接触毒物危害程度分级［S］．

作者：1尹寅政；2刘伟 单位：1.化工部长沙设计研究院，2.大连里瓦泵业有限公司