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高分子電解質の準備と投与装置は、インライン粘度自動化システムを展開します

処理プラントは、より厳しい規制と完成した水質のより高い基準という課題に直面しています。 制御戦略と機器設計の新しい開発により、凝固プロセスの監視と制御に関する以前の制限のいくつかが克服されました。 オンラインフロックアナライザーは、凝固後の粒子凝集のダイナミクスに関する貴重な情報を提供します。

凝固を最適化すると、大きくて簡単に沈殿するフロックが形成されます。 フラクタル分析は、コロイド粒子の拡散と衝突が粒子の凝集を制限することを示唆しています。 したがって、適切な混合はフロック形成に影響を与える主要な要因です。

下水処理場の空撮。 中水リサイクル。 だった

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凝固は、水や廃水から懸濁したコロイド状物質を除去するために不可欠なプロセスです。 インライン凝集は、オイルサンド尾鉱の脱水と修復のための有望な技術です。

  • 産業排水を浄化し、さらに使用するためにリサイクルする
  • 産業における淡水/飲料水の使用量を減らすため
  • 水調達への支出を削減する
  • 政府が設定したさまざまな産業からの環境汚染物質の排出または排出に関する基準を満たし、多額の罰金を回避するため
  • 環境を汚染から守り、持続可能な開発に貢献する

凝集とは何ですか?

凝集は、固形物がより大きなクラスターまたはフロックを形成して水から除去される水処理プロセスです。 このプロセスは、自発的に、または化学薬品の助けを借りて発生する可能性があります。 これは、雨水処理、廃水処理、および飲料水の浄化の一般的な方法です。 廃水プラントを出る処理水の要件のXNUMXつは、浮遊物質の除去です。 小さな固体粒子は水の色に影響を与え、川や海などの自然の水源に不純物を運びます。

フロックネットワークのその後の沈降と混合した後の凝固剤-凝集剤システムの添加時のコロイド懸濁液の凝集および凝集

凝集剤とは何ですか?

凝集剤は、溶液中の小さな粒子の凝集を刺激する化合物であり、その結果、フロックが形成され、その後、上部に浮く(浮選)か、下部に沈む(沈降)。 さらに、これは、液体からより容易に抽出され得る。 無機および有機凝集剤は、さまざまな電荷、分子量、電荷密度、および形態で利用できます。

 

廃水の不正確な濃度の結果

処理プラントは、より厳しい規制と完成した水質のより高い基準という課題に直面しています。

適切な集中力がなければ、次のことがあります。

  • 壊滅的な失敗の可能性
  • ブロックされた処理施設(下水)
  • 凍結したパイプ、バースト
  • 不適切な水処理
  • 不適切に処理された水は排出され、高いペナルティにつながります

制御戦略と機器設計の新しい開発により、凝固プロセスの監視と制御に関する以前の制限のいくつかが克服されました。 オンラインフロックアナライザーは、凝固後の粒子凝集のダイナミクスに関する貴重な情報を提供します。

凝固を最適化すると、大きくて簡単に沈殿するフロックが形成されます。 フラクタル分析は、コロイド粒子の拡散と衝突が粒子の凝集を制限することを示唆しています。 したがって、適切な混合はフロック形成に影響を与える主要な要因です。

産業:

発電所、鉄鋼、製油所、鉱業、食品、砂糖、蒸留所、電子機器、肥料、化学薬品、繊維、紙・パルプ、セメント、ホスピタリティ、商業、住宅

アプリケーション:

  • 原水の浄化
  • 色の除去
  • 汚泥脱水
  • 脱油
  • 工業プロセスアプリケーション

廃棄物処理施設がより厳しい規制に準拠し、安全かつ効率的に運用されるためには、以下の特性を備えた監視および制御システムが必要です。

  • 監視対象の規制変更や制限値に柔軟に対応できます
  • 監視および制御ポイントは、各プロセスステップで簡単に追加できます
  • 監視および制御システムは、遠隔地の河川への有毒な排水の排出などの緊急事態にリアルタイムで対処できます。
  • 一元化された監視および制御システムとシームレスに統合し、ユーティリティプロセスと生産プロセスの統合を可能にします
  • 長期間にわたって高い信頼性と安定性で動作可能

高分子電解質-凝集剤

高分子電解質は、水処理で使用される化学凝集剤です。 それらは主に凝固-凝集段階およびスラッジラインのコンディショニング/濃縮で作用します。 高分子電解質は、次のような分野で多くの用途を示しています 凝集剤としての水処理、分散剤としてのセラミックスラリー、および超可塑剤としてのコンクリート混合物。

高分子電解質は、分子量がXNUMX万を超えることが多い長鎖有機ポリマーであり、天然または合成由来です。 「高分子電解質」という用語は、何らかのイオン生成メカニズムによって、その長さに沿って電荷を有するポリマー分子に変換され得るポリマーを含むように導入された。 電荷は、ポリマー鎖に沿ったイオン化可能な官能基の存在から生じます。 したがって、高分子電解質は高分子電解質であり、すなわち、ポリマーと電解質の両方の特性を有する。

懸濁物質の凝集に使用される市販の高分子電解質は水溶性です。 それらは、粒状の形態、粉末の形態、または高粘度の液体として提供され得る。 既存の高分子電解質はすべて、一定期間保管すると劣化する傾向があります。特定の製品の場合、そのような期間は通常、製造元によって示されます。 一般に、高分子電解質溶液が希釈されるほど、分解が速くなります。これには、おそらく長鎖の切断が含まれ、粘度が低下します。

高分子電解質の利用範囲

高分子電解質の使用と重要性は急速に高まっています。 これらの材料を製造するメーカーの数も同様に増加しています。 合成高分子電解質は、次の幅広い分野でかなりの用途があります。

  • プロセス産業
  • 産業廃水処理
  • 水処理
  • 生活排水処理

市販の高分子電解質には、ポリジメチルアンモニウムクロリド(PolyDADMAC)、ポリアクリル酸(PAA)、およびポリスチレンスルホン酸が含まれます。 商用グレードの高分子電解質(PAA)は、Dow Chemical(Duramax、Tamol、Romax、Dowex)、Rohm and Haas(Acusol、Acumer)、BASF(Dispex®、Magnafloc®)、およびArkema(Rheoslove、Terrablend)から入手できます。 プロセス産業における高分子電解質の特定の用途には、砂糖産業における生の砂糖ジュースの浄化が含まれます。 湿式プロセスリン酸からの石膏の分離; 石炭ワッシャー操作の安定性の向上。 湿式セメント製造における増粘剤の容量の増加。 高温のホウ砂流からの粘土不純物の分離; 銅および亜鉛の電解精製または電解採取における金属堆積の品質を改善する。 ウラン処理等の増粘作業の改善。 高分子電解質は、工業廃水を処理するためにも使用できます。 河川汚染との戦いはますます激しくなっており、産業界は彼らが得ることができるすべての助けを必要としています。 高分子電解質は、これらの汚染問題を解決する上でますます重要な要素になりつつあります。 将来的には、高分子電解質は都市下水処理よりも工業廃水処理に大きな影響を与えるでしょう。 これは、工業廃水処理施設が都市下水処理施設と同じ制約を受けていないという事実が原因である可能性があります。 そのため、産業廃棄物処理プラントの設計者は、それらの節約が設備投資または運用コストのどちらによるものであるかよりも、処理プラント全体のコストの削減に重点を置く可能性があります。

準備および投薬システム

ポリアクリルアミドは、凝集剤として使用される非常に高分子量のポリマーです。 これらのポリマーは、主に粉末またはエマルジョンとして入手できます。 それらは、アニオン性またはカチオン性であり得る。 ポリマーによる凝集の主な欠点は、凝集ウィンドウが非常に小さいことであり、わずかな投与量で粒子が再懸濁するリスクがあります。

これらの製品のいくつかは、高粘度の溶液(5,000〜10,000センチポアズ)の形で存在し、供給ポンプの供給時に二次希釈で供給されるようにポンプで送ることができます。

準備プロセスは、溶解、成熟、移動のXNUMXつの段階に基づいています。

  1. 解散。 ポリマーは、ゆっくりと攪拌することによって加湿および溶解され、溶液の均質化に有利に働く。
  2. 溶液は継続的かつゆっくりと攪拌され続けます。
  3. レベルプローブは、溶液を巣の処理に自動的に投与できるように機能します。

自動化により、顧客は手動による介入や、製品の投与に関するエラーを回避できます。 この装置は、粉末高分子電解質を溶液に統合して、水処理プロセス内でそれらの正しい分散と性能を得ることができます。

高分子電解質溶液は非常に粘性があり、多くの場合、非常に少量しか必要ありません。 したがって、少量の試薬を主な水流と迅速かつ完全に混合するために、投与ポイントで十分な乱流が存在することが不可欠です。 希薄な高分子電解質溶液は、濃縮された溶液よりも流れに分散しやすいですが、バランスをとる必要があります。そうしないと、追加される高分子電解質溶液の量が流れにかなりの割合でなります。

自動準備ユニット:https://www.keiken-engineering.com/en/polyelectrolyte-preparation-equipment/

自動準備ユニット(参照:Keiken Engineering)

インライン希釈

ポリマーの有効性を保証するために、ほとんどの場合、以下を達成するために調製された溶液を希釈する必要があります。 均一な分散 水または以前に凝固したスラッジを介したポリマーの分解; したがって、この希釈は、ポリマーとスラッジの粘度、およびシステムに適用される混合エネルギーに依存します。 したがって、次の目標希釈レベルが適用されます。

  • 5〜1 g・L-1スラッジ処理;
  • 02〜0.1 g・L-1明確化で。

このインライン希釈は、ディスペンシングポンプの供給時に実行されます。 この溶液は廃水プラントにポンプで送られ、この溶液は廃水中の固形物を沈殿/凝固させるために使用されます。 高分子電解質の濃度が間違っていると、廃水が放出され、ペナルティが発生する可能性があります。

濃度を決定するためのベンチスケールのテストと実験室の方法があります:

  • 注ぐテスト
  • 重力排水試験
  • チョッパーテスト

ただし、これらの方法はオフラインで面倒です。 オペレーターは、液体のサンプルを収集し、それらを個別に分析してから、プロセスを決定する必要があります。 比較すると、混合特性を表示し、自動補正用量を作成できるインラインデバイスは、正確な投与により、はるかに効率的で生産性が高く、ポリマー全体の消費量を削減できます。

ポリマー調製システム(参照:KozeghoによるPolySys CSL)

粘度–ポリマー溶液効率の指標

ポリマーには、乾式、溶液(マンニッヒ)、乳化ポリマーのXNUMXつの異なる形態があります。 廃水産業で使用されるほとんどのポリマーはアクリルアミドベースであり、PAAM(ポリアクリルアミド)と呼ばれることがよくあります。

固体分離プロセスに使用されるエマルジョンポリマーは、加水分解され、高分子量であり、非常に高い粘度を持っています。 エマルジョンポリマーの最も重要な特性の30つは、オペレーターがインラインポリマーミックス/フィードシステムを利用できるようにする流動性とミクロンサイズのポリマーゲルです。 それらは、20%の炭化水素油に乳化されたポリマーゲルで構成されています。 ポリマーゲル中の水分含有量に応じて、エマルジョンポリマー中の活性ポリマーは55%から55%の範囲です。 したがって、エマルジョンポリマーは、270ポンドあたりの乾燥ポリマーよりもコストがかかります。 サイトに供給されるポリマーは「ニート」であり、水、油、界面活性剤、および活性ポリマーが含まれます。 ただし、活性含有量は、下流プロセスで実際に固形物を調整するエマルジョンの部分であり、固形物処理システムの適切なポリマー投与量を評価する際に考慮すべき活性含有量です。 エマルジョンポリマーは、4000ガロンの小さなドラム缶、5000ガロンのトート、またはXNUMX〜XNUMXガロンのタンクローリーで配送できます。

二段階混合の概念は、ポリマー製造プロセスで十分に確立されています。

  1. 第XNUMX段階:「魚眼レンズ」の形成を防ぐための初期湿潤段階での非常に高いエネルギー混合
  2. 第XNUMX段階:低エネルギー混合により、ポリマーゲル/粒子から「ほどける」際のポリマー分子の損傷を最小限に抑えます。 第XNUMX段階では、第XNUMX段階よりもはるかに長い滞留時間が必要です。

平行な層が互いに単位速度である流れに抵抗する力によって測定される摩擦の量。 ポリマーサプライヤーのデータシートは、ポリマー効率の粘度臨界係数の開始点を提供します。

 

高分子電解質調製における粘度と混合時間(参照:https://www.wef.org/globalassets/assets-wef/3—resources/online-education/webcasts/presentation-handouts/25june20-final-deck-handouts.pdf)


粘度の濃度依存性(参照:http://boulderschool.yale.edu/sites/default/files/files/Polyelectrolytes_Lecture_3.pdf)

ポリマー混合ユニットの粘度自動化が水処理プラントにどのように価値を付加するか

  • 老朽化したポリマーシステム機器に改善されたポリマー投与量制御/機器を提供する
  • 機器のO&Mアクセス、冗長性、運用の柔軟性を向上させる
  • エネルギー消費量の削減
  • 全体的なポリマー消費量を削減し、いくらかのお金を節約します
  • ケーキの濃度を維持し、固形物の捕捉(200パーツパーミリオン(ppm)未満)で栄養素を回収します

廃水処理における高分子電解質投与システムのためのレオニクスのソリューション

自動化されたインライン粘度測定と制御は、製造プロセス中の粘度を制御し、オフラインの測定方法やサンプル採取技術に依存することなく、重要な特性が複数のバッチにわたる要件に完全に準拠していることを確認するために重要です。 Rheonicsは、プロセス制御と最適化のために次のソリューションを提供します。

粘度および密度計

  1. 列をなして 測定値: レオニクス ' SRV は、あらゆるプロセスストリーム内の粘度変化をリアルタイムで検出できる広範囲のインライン粘度測定デバイスです。
  2. 列をなして 粘度と密度 測定値: レオニクス ' SRD は、密度と粘度を同時に測定するインライン測定器です。 密度測定が運用にとって重要である場合、SRDは、正確な密度測定とともにSRVと同様の運用機能を備え、ニーズに応えるための最良のセンサーです。

統合されたターンキー 品質 管理

Rheonicsは、以下で構成される品質管理のための統合ターンキーソリューションを提供します。

  1. 列をなして 測定値: レオニクスのSRV –流体温度測定を内蔵した広範囲のインライン粘度測定装置
  2. Rheonicsプロセスモニター:上級 予測追跡コントローラー プロセス条件のリアルタイムの変化を監視および制御する
  3. レオニクス レオパルス   自動 dウシン語:設定された粘度制限で妥協することなく、バイパスバルブまたはポンプを自動的に作動させて混合成分を適応的に投与するレベル4自律システム

SRVセンサーはインラインに配置されているため、粘度(およびSRDの場合は密度)を継続的に測定します。 アラートは、オペレーターに必要なアクションを通知するように構成できます。または、管理プロセス全体を次の方法で完全に自動化できます。 RPTC (Rheonics予測追跡コントローラー)。 製造プロセスラインでSRVを使用すると、生産性と利益率が向上し、規制への適合性が実現します。 Rheonicsセンサーは、簡単なOEMおよび後付けの設置のためのコンパクトなフォームファクターを備えています。 メンテナンスや再構成は不要です。 センサーは、特別なチャンバー、ゴム製シール、または機械的保護を必要とせずに、取り付け方法や取り付け場所に関係なく、正確で再現性のある結果を提供します。 SRVとSRDは、消耗品を使用せず、再校正を必要としないため、操作が非常に簡単で、生涯のランニングコストが非常に低くなります。

プロセス環境が確立されると、通常、システムの整合性の一貫性を維持するために必要な労力はほとんどありません。オペレーターは、R​​heonicsの生産品質管理ソリューションによる厳密な管理に頼ることができます。

レオニクスの利点

コンパクトなフォームファクタ、可動部品なし、メンテナンス不要

RheonicsのSRVおよびSRDのフォームファクターは非常に小さく、OEMおよびレトロフィットの簡単なインストールが可能です。 これらにより、あらゆるプロセスストリームに簡単に統合できます。 クリーニングは簡単で、メンテナンスや再構成は不要です。 フットプリントが小さく、あらゆるプロセスラインでのインラインインストールを可能にし、追加のスペースやアダプターの要件を回避します。

SRV_dimensions SRV-NPT寸法

高い安定性と取り付け条件の影響を受けない:あらゆる構成が可能

Rheonics SRVとSRDは、独自の特許取得済みの同軸共振器を使用しています。この共振器では、センサーの両端が反対方向にねじれ、取り付け時の反力トルクが相殺されるため、取り付け条件や流量にまったく影響されません。 センサーエレメントは、特別なハウジングや保護ケージを必要とせずに、流体内に直接配置されます。

Sensor_Pipe_mounting 取り付け-パイプ
Sensor_Tank_mounting 取り付け-タンク

生産品質に関する即時の正確な読み出し–完全なシステム概要と予測制御

Rheonicsのソフトウェアは、強力で直感的で使いやすいです。 リアルタイムのプロセス流体は、統合されたIPCまたは外部コンピューターで監視できます。 プラント全体に広がる複数のセンサーは、単一のダッシュボードから管理されます。 ポンプによる圧力脈動がセンサーの動作や測定精度に影響を与えることはありません。 振動の影響はありません。

インライン測定、バイパスラインは不要

プロセスストリームにセンサーを直接取り付けて、リアルタイムの粘度(および密度)測定を行います。 バイパスラインは不要です。センサーはインラインで使用できます。 流量と振動は、測定の安定性と精度に影響を与えません。

トリクランプ_SRV_取付
フロースルーセル

簡単なインストールと再構成/再キャリブレーション不要-メンテナンス/ダウンタイムなし

万が一センサーが損傷した場合は、電子機器を交換したり再プログラミングしたりせずにセンサーを交換してください。 ファームウェアの更新やキャリブレーションの変更なしで、センサーと電子機器の両方のドロップイン交換。 取り付けが簡単。 NPT、トライクランプ、DIN 11851、フランジ、Varinline、その他の衛生的および衛生的な接続など、標準およびカスタムのプロセス接続で利用できます。 特別な部屋はありません。 掃除や点検のために簡単に取り外せます。 SRVは、DIN11851とトライクランプ接続で利用できるため、取り付けと取り外しが簡単です。 SRVプローブは、定置洗浄(CIP)用に密閉されており、IP69KM12コネクタによる高圧洗浄をサポートします。

低消費電力

通常動作時の消費電流が24 A未満の0.1V DC電源。

速い応答時間と温度補償された粘度

超高速で堅牢な電子機器と包括的な計算モデルを組み合わせることで、Rheonicsデバイスは、業界で最も高速で、用途が広く、最も正確なデバイスのXNUMXつになっています。 SRVとSRDは、毎秒リアルタイムで正確な粘度(およびSRDの密度)測定を提供し、流量変動の影響を受けません。

幅広い運用能力

Rheonicsの機器は、最も困難な条件で測定を行うように作られています。

SRV で利用可能です インラインプロセス粘度計の市場で最も広い動作範囲:

  • 5000 psiまでの圧力範囲
  • -40から200°Cまでの温度範囲
  • 粘度範囲:0.5cPから50,000cP(およびそれ以上)

SRD:単一の機器、トリプル機能 –粘度、温度、密度

RheonicsのSRDは、粘度、密度、温度測定用の3つの異なる機器に代わるユニークな製品です。 3つの異なる機器を同じ場所に配置することの困難さを排除し、最も過酷な条件でも非常に正確で再現性のある測定を実現します。

優れたセンサー設計と技術

洗練された特許取得済みの電子機器は、これらのセンサーの頭脳です。 SRVとSRDは、¾” NPT、DIN 11851、フランジ、トライクランプなどの業界標準のプロセス接続で利用でき、オペレーターはプロセスラインの既存の温度センサーをSRV / SRDに置き換えることができ、粘度などの非常に価値のある実用的なプロセス流体情報を提供します。内蔵のPt1000(DIN EN 60751クラスAA、A、Bが利用可能)を使用した温度の正確な測定。

ニーズに合わせて構築された電子機器

トランスミッターハウジングとスモールフォームファクターのDINレールマウントの両方で利用可能なセンサーエレクトロニクスにより、プロセスラインや機械の機器キャビネット内に簡単に統合できます。

SME-DRM
SME_TRD
電子機器と通信オプションを探る

統合が容易

センサーエレクトロニクスに実装された複数のアナログおよびデジタル通信方法により、産業用PLCおよび制御システムへの接続が簡単かつ簡単になります。

アナログおよびデジタル通信オプション

アナログおよびデジタル通信オプション

オプションのデジタル通信オプション

オプションのデジタル通信オプション

ATEXおよびIECExコンプライアンス

Rheonicsは、危険な環境での使用向けにATEXおよびIECExによって認定された本質的に安全なセンサーを提供します。 これらのセンサーは、爆発の可能性のある雰囲気での使用を目的とした機器および保護システムの設計と構築に関連する基本的な健康および安全要件に準拠しています。

また、Rheonicsが保有する本質的に安全で防爆の認証により、既存のセンサーをカスタマイズできるため、お客様は代替品の特定とテストに関連する時間とコストを回避できます。 カスタムセンサーは、1ユニットから最大数千ユニットを必要とするアプリケーションに提供できます。 数週間対数週間のリードタイムで。

レオニクス SRV & SRD ATEXとIECExの両方の認定を受けています。

ATEX(2014 / 34 / EU)認定

RheonicsのATEX認定の本質安全防爆センサーはATEX指令2014/34 / EUに準拠しており、Exiaの本質安全防爆の認定を受けています。 ATEX指令は、危険な雰囲気で雇用されている労働者を保護するための健康と安全に関連する最小かつ必須の要件を指定しています。

RheonicsのATEX認定センサーは、ヨーロッパ内および国際的な使用が認められています。 すべてのATEX認定部品には、準拠を示すために「CE」のマークが付いています。

IECEx認定

レオニックスの本質的に安全なセンサーは、爆発性雰囲気で使用する機器に関連する規格の認証について、国際電気標準会議であるIECExによって認証されています。

これは、危険な領域で使用するための安全性コンプライアンスを保証する国際的な認証です。 レオニクスセンサーは、Ex iの本質的な安全性の認定を受けています。

レオニクス機器の選択

レオニクスは、革新的な流体検知および監視システムの設計、製造、販売を行っています。 スイスで製造された精密なレオニックスのインライン粘度計と密度計は、過酷な操作環境で生き残るために必要なアプリケーションと信頼性が要求する感度を備えています。 安定した結果–逆流状態でも。 圧力降下や流量の影響はありません。 ラボでの品質管理測定にも同様に適しています。 全範囲で測定するためにコンポーネントやパラメーターを変更する必要はありません。

アプリケーションの推奨製品

  • 広い粘度範囲–プロセス全体を監視します
  • ニュートン流体と非ニュートン流体、単相および多相流体の繰り返し測定
  • 密閉されたすべてステンレス製の316L接液部
  • 組み込みの流体温度測定
  • 既存のプロセスラインに簡単にインストールできるコンパクトなフォームファクター
  • 清掃が簡単で、メンテナンスや再構成が不要
  • プロセス密度、粘度、温度測定用の単一機器
  • ニュートン流体および非ニュートン流体、単相および多相流体の繰り返し測定
  • すべての金属(316Lステンレス鋼)構造
  • 組み込みの流体温度測定
  • 既存のパイプに簡単に設置できるコンパクトなフォームファクター
  • 清掃が簡単で、メンテナンスや再構成が不要
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