پمپ تزریق مواد شیمیایی دستگاهی کاربردی برای افزودن دقیق و کنترل شده مواد شیمیایی به سیالات مختلف در زمان مناسب است. این دستگاه در فرآیندهایی مانند تصفیه آب، تصفیه فاضلاب و صنایع پتروشیمی به کار می رود و تاثیر زیادی در به بهبود کارایی و کیفیت فرآیندها دارد. در این مطلب به بررسی سه نوع پکیج تزریق پرکاربرد شامل پکیج تزریق آنتی اسکالانت، پکیج تزریق کلر و پکیج تزریق پلی الکترولیت خواهیم پرداخت.
پمپ تزریق مواد شیمیایی چیست؟
پکیج تزریق مواد شیمیایی یک سیستم جامع است که شامل مخازن، میکسر، دوزینگ پمپ و اتصالات می باشد. این پکیج ها برای تزریق دقیق و کنترل شده مواد شیمیایی به سیالات مختلف در صنایع گوناگون مانند تصفیه آب و فاضلاب، کارخانجات صنعتی و پالایشگاه ها طراحی می شوند. مواد شیمیایی مختلف مانند کلر و آنتی اسکالانت، در مخازن نگهداری شده و پس از رقیق سازی، توسط پمپ تزریق به میزان محاسبه شده به سیال مورد نظر افزوده می شود. تمامی این فرآیند به طور اتوماتیک و با دقت بالا انجام می شود.
انواع پمپ تزریق مواد شیمیایی
براساس نوع کاربرد موادی که تهیه و تزریق می شوند می توان انواع پمپ تزریق مواد شیمیایی را در گروه های زیر دسته بندی کرد:
پکیج تزریق آنتی اسکالانت
پمپ تزریق آنتی اسکالانت برای پیشگیری از رسوب گذاری مواد معدنی در تجهیزات تصفیه فاضلاب، و سایر تاسیسات صنعتی استفاده می شود. با استفاده از این دستکاه مقدار دقیق از آنتی اسکالانت ها به صنایع نفت، گاز، پتروشیمی و نیروگاه ها تزریق شده و مانع از تشکیل رسوبات در تجهیزات و لوله ها می شود.
پکیج تزریق کلر (کلریناتور)
پکیج تزریق کلر یا کلریناتور برای ضدعفونی آب و تصفیه فاضلاب استفاده می شود. کلر یک ماده شیمیایی پرکاربرد است که میکروب، باکتری و ویروس ها را در آب از بین می برد. این پکیج ها معمولا در تاسیسات تصفیه آب، استخرهای شنا و صنایع غذایی برای حفظ کیفیت آب و جلوگیری از آلودگی های میکروبی مورد استفاده قرار می گیرند.
پکیج تزریق پلی الکترولیت
پکیج تزریق پلی الکترولیت یا پکیج فلوکولانت برای بهبود فرآیندهای لخته سازی و جداسازی ذرات معلق از سیالات مانند آب های فاضلاب و پساب ها به کار می رود. پلی الکترولیت ها ترکیبات شیمیایی هستند که به ذرات معلق در آب پیوسته و آن ها را به صورت لخته های بزرگتر درمی آورند تا بتوان آن ها را از سیستم تصفیه خارج کرد. این پمپ ها در صنایع مختلف از جمله تصفیه آب، پتروشیمی و صنایع کاغذسازی کاربرد دارند.
طرز کار دوزینگ پمپ
در اغلب دوزینگ پمپ ها روند تهیه و تزریق مواد شیمیایی به صورت زیر است:
- ابتدا پودر یا مایع شیمیایی مورد نظر به مخزن مخصوص وارد می شود.
- در مرحله بعد، میکسر با دور قابل تنظیم در مخزن قرار دارد و مواد شیمیایی با آب یا سیال دیگر مخلوط می شوند تا محلولی همگن به دست آید. این فرایند معمولا به صورت خودکار انجام می شود.
- پس از تهیه محلول، مواد شیمیایی به دوزینگ پمپ منتقل می شود.
- دوزینگ پمپ قادر است محلول آماده شده را به میزان مشخص به مخزن یا سیال مقصد تزریق کند. تنظیم دوز تزریق در برخی مدل ها به صورت دستی و در برخی دیگر به صورت اتوماتیک صورت می گیرد.
- در آخرین مرحله محلول به میزان دقیق به مخزن بعدی یا سیال هدف تزریق می شود. در برخی پکیج ها، محلول به مخزن دیگری وارد شده و سپس به مخزن اصلی تزریق می شود، اما در برخی مدل ها، پس از تهیه محلول، بلافاصله به سیال هدف افزوده می شود.
این مراحل به طور کلی روند کار دستگاه های تزریق مواد شیمیایی را تشکیل می دهند و ممکن است بسته به طراحی و ویژگی های خاص دستگاه، تفاوت هایی در جزئیات وجود داشته باشد.
ساختار پمپ تزریق مواد شیمیایی
برای تهیه و آماده سازی و تزریق مواد شیمیایی مختلف در اندازه های دقیق در زمان مناسب، در این دستگاه قطعات متعددی قرار گرفته و با هم در ارتباط هستند. سازنده پمپ تزریق مواد شیمیایی ممکن است تغییراتی در ساختار دستگاه ایجاد کند. اما در حالت کلی اجزای آن شامل موارد زیر است:
مخزن دستگاه تزریق مواد شیمیایی
مخزن دستگاه تزریق مواد شیمیایی وظیفه ذخیره و آماده سازی مواد شیمیایی را بر عهده دارد. این مخازن از جنس هایی مانند استیل، پلی اتیلن یا فولاد ضد زنگ ساخته می شوند که مقاومت بالایی در برابر مواد اسیدی و شیمیایی دارند. طراحی این مخازن ممکن است به صورت تک مخزنی یا دو مخزنی باشد که در مدل تک مخزنی محلول مستقیم پس از تهیه به سیال هدف تزریق می شود. اما در مدل دو مخزنی محلول به مخزن دوم منتقل شده و سپس تزریق انجام می شود. ظرفیت مخزن بر اساس نوع و حجم مواد شیمیایی و نیاز فرآیند مشخص می شود.
پمپ تزریق مواد شیمیایی (دوزینگ پمپ)
دوزینگ پمپ ها وظیفه تزریق دقیق و کنترل شده مواد شیمیایی به سیالات دیگر را بر عهده دارند. این پمپ ها از مواد مقاوم مانند پی وی سی، پلی پروپیلن، استیل ضد زنگ و PVDF ساخته می شوند تا در برابر خوردگی مواد شیمیایی مقاوم باشند. انواع مختلف پمپ های تزریق شامل پمپ های پیستونی، دیافراگمی و پریستالتیک هستند که بسته به نیاز به فشار و دبی تزریق، انتخاب می شوند. این پمپ ها می توانند به صورت دستی یا اتوماتیک تنظیم شوند و برای تأمین نیروی خود از انرژی های مختلف مانند برق، پنوماتیک یا هیدرولیک استفاده می کنند.
برد کنترل دستگاه تزریق مواد شیمیایی
برد کنترل در دستگاه تزریق مواد شیمیایی وظیفه فرمان دهی به پمپ تزریق و سایر اجزای سیستم را بر عهده دارد. این سیستم می تواند به صورت دستی یا اتوماتیک تنظیم شود. با استفاده از برد کنترل، می توان پارامترهای مختلف مانند دبی، فشار و حجم مواد تزریقی را کنترل و تنظیم کرد. این برد‌ها با سنسور و دستگاه های اندازه‌گیری متصل هستند تا داده های مرتبط با فرآیند را جمع‌آوری و پردازش کنند. به همین دلیل روند تزریق با دقت بالایی انجام می شود.
میکسر یا همزن
میکسر یا همزن برای آماده سازی محلول مواد شیمیایی قبل از تزریق به سیال هدف استفاده می شود. این دستگاه مواد شیمیایی جامد یا مایع را با آب یا سیال دیگر مخلوط می کند تا محلول یکدست و یکنواختی به دست آید. میکسرها معمولا دارای اجزای مختلفی مانند موتور، شفت، پروانه، گیربکس و کوپلینگ هستند. توان و سرعت میکسر بستگی به ظرفیت مخزن و نوع مواد شیمیایی دارد. جنس میکسر نیز باید در برابر خوردگی و زنگ‌زدگی مقاوم باشد و معمولا از مواد ضد زنگ و مقاوم در برابر مواد شیمیایی ساخته می شود.
ابزار دقیق
ابزار دقیق در دستگاه های تزریق مواد شیمیایی برای اندازه‌گیری پارامترهای مختلف مانند pH، دما، فشار و هدایت الکتریکی استفاده می شود. این ابزارها اطلاعات دقیق در مورد وضعیت سیال را به سیستم کنترل ارسال می کنند. بسته به شرایط فرآیند، می توان دبی پمپ یا دوز تزریق را خودکار یا دستی تنظیم کرد. استفاده از این ابزارها امکان نظارت و تنظیم دقیق تزریق مواد شیمیایی را فراهم می آورد.
اتصالات
اتصالات در سیستم تزریق مواد شیمیایی برای انتقال مواد از مخزن به نقطه تزریق استفاده می شوند. جنس این اتصالات باید با توجه به نوع ماده شیمیایی و شرایط محیطی انتخاب شود تا از خوردگی و نشتی جلوگیری شود. در مناطق مرطوب و خورنده، اتصالات استنلس استیل یا پلی اتیلن برای جلوگیری از آسیب به سیستم ترجیح داده می شود. همچنین، این اتصالات باید به گونه‌ای طراحی شوند که توانایی تحمل فشار و دماهای مختلف را داشته باشند.
شاسی استقرار پکیج تزریق مواد شیمیایی
شاسی استقرار برای نصب و ثابت نگه داشتن اجزای مختلف پکیج تزریق مواد شیمیایی استفاده می شود. جنس شاسی باید با توجه به شرایط محیطی و نوع سیال تزریقی انتخاب شود. معمولا از متریال های مقاوم مانند کربن استیل با پوشش اپوکسی یا فولاد ضد زنگ (مانند SS304 یا SS316) برای ساخت شاسی ها استفاده می‌شود.
سیستم ایمنی
سیستم ایمنی در دستگاه تزریق مواد شیمیایی شامل شیرهای ایمنی، آلارم و سیستم های قطع اضطراری است که در صورت بروز هرگونه مشکل یا افزایش فشار/دما، به طور خودکار وارد عمل می شوند. این سیستم ها به جلوگیری از حوادث احتمالی و کاهش خطرات ناشی از تزریق مواد شیمیایی کمک می کنند. شیرهای ایمنی در صورت بروز مشکل در فشار یا دما به‌طور خودکار بسته می شوند و آلارم ها به اپراتور هشدار می دهند تا از اختلالات جلوگیری کنند.
تابلو برق و سیستم کنترل
تابلو برق و سیستم های کنترلی وظیفه مدیریت تمامی اجزای سیستم تزریق را بر عهده دارند. این سیستم ها می توانند به صورت دستی یا اتوماتیک عمل کنند و اطلاعات مربوط به دبی، فشار و سایر پارامترها را به اپراتور منتقل کنند. در سیستم های اتوماتیک، این تابلوها با سنسور و آنالایزر ارتباط برقرار کرده و اتومات دبی تزریق را تنظیم می کنند.
نتیجه گیری
براساس آنچه در متن اشاره شد، پمپ تزریق مواد شیمیایی از دستگاه های مهم برای بهینه سازی فرآیندهای صنعتی و تصفیه آب هستند که باعث تزریق مواد با دقت بالا در زمان مناسب می شوند. انتخاب نوع پکیج مناسب بستگی به نیاز خاص هر فرآیند و نوع ماده شیمیایی دارد.
