Пилотный скид приготовления и дозирования флокулянта

Почти вся флокуляция, которая работает хуже ожидаемого, — это не неправильный полимер и не неправильная доза, а полимер, который так и не растворился полностью. Полиакриламид приходит в виде свёрнутых цепей от 5 до 25 млн дальтон. Если высыпать его в воду небрежно, наружная часть каждой гранулы мгновенно гидратируется в гелевую корку, внутренняя остаётся сухой, и в сгуститель поступает взвесь бесполезных гелевых комков, которые забивают сита и обрастают трубопроводы. Скид приготовления существует, чтобы этого не происходило, и работает непрерывно, чтобы доза никогда не ждала партию.

Три операции, три постоянные времени

Смачивание — это момент, когда каждая частица встречает воду отдельно, а не в составе комка. Шнековый питатель подаёт порошок в смачивающий конус или эжектор, где струя воды диспергирует его на входе; расход порошка и воды заблокированы между собой, потому что избыток порошка при недостатке воды сразу даёт «рыбьи глазки». Эмульсионный полимер заменяет питатель дозировочным насосом и тройником в линии: эмульсия инвертируется при контакте с водой и требует сдвига, а не разделения.

Перемешивание распределяет смоченный полимер по объёму партии. Созревание — это стадия, на которой цепи разворачиваются и достигают полной вязкости и активности: 30–60 минут для сухого порошка, 15–30 для эмульсии. Сжатие любой из трёх стадий снижает активность, отдаваемую на килограмм полимера, что равнозначно переплате за каждую обработанную тонну.

Почему три камеры, а не один бак

Один бак годится, если устраивает работа партиями с ожиданием. Непрерывная установка этого не позволяет, поэтому бак разделён на отсеки смачивания, созревания и хранения с переливными порогами, которые задают течение, близкое к поршневому. Каждый отсек считается по одной и той же зависимости: объём равен расходу раствора, умноженному на требуемое время пребывания. Первая камера принимает смоченный полимер, раствор переливается во вторую, где созревание продолжается, а третья держит созревший раствор для перекачивающего насоса. Именно пороги не дают свежему раствору проскочить к выходу и оставить каждую партию недозревшей.

Расчёт стоит сделать один раз. Задача, требующая 3 кг/ч сухого полимера при 100 % активности и рабочего раствора 0,4 %, требует 750 л/ч раствора, то есть скид добавляет около 747 л/ч подпиточной воды. Камера созревания на 45 минут при таком отборе даёт примерно 560 л объёма созревания. На этом расчёт заканчивается; всё остальное на скиде служит тому, чтобы удерживать эти два числа.

Детали, от которых зависит результат

• Перекачивающий насос — винтовой, никогда не центробежный. Центробежный рвёт цепи полимера, и потеря активности ниже по схеме не восстанавливается.
• Перемешивание 30–60 об/мин осевой мешалкой. Достаточно для обновления объёма, недостаточно для деструкции цепи.
• Тройник разбавления на вводе. Рабочий раствор должен встречаться с пульпой уже разбавленным до 0,05–0,1 %, а не в виде вязкой пробки.
• Точность питателя ± 1 %. Ниже этого фактическая доза уходит от расчётной, и оператор компенсирует вслепую.
• Еженедельная промывка гипохлоритом с обильной промывкой. Остаточный хлор разрушает полимер, поэтому промывка не опция.

Что должен доказать пилотный скид

Пилот обязан дать четыре цифры, которых не даёт ни одна проба в стакане: фактическую активность приготовленного раствора (вязкость против референсной кривой), дозу в г/т для достижения целевой осветлённости, расход полимера на тонну обработанного твёрдого и скорость осаждения получаемой флокулы. По этим четырём проектируют установку; без них проект копируют с чужой фабрики и надеются.

Скид также позволяет выбрать порошок или эмульсию на своих данных: ниже примерно 25 кг/сут полимера ручное или полуавтоматическое приготовление порошка обычно оказывается практичным вариантом, хотя порошок требует больше внимания при смачивании.