Автоматические станции приготовления и дозирования реагентов

Назначение и области применения

Автоматические станции приготовления растворов флокулянтов и коагулянтов предназначены для дозирования и смешивания химических реагентов с водой с целью получения рабочей концентрации раствора. Такое оборудование, например, станция YARTEK Polimix SPS , обеспечивает автоматизированное приготовление водных растворов реагентов (флокулянтов, коагулянтов, бентонита и др.) с последующей точной подачей этих растворов в системы очистки воды. Благодаря этому станции применимы в процессах водоподготовки и разделения жидких и твердых фаз на различных предприятиях.

В частности, оборудование может использоваться в муниципальных системах водоснабжения, на предприятиях химической, пищевой, фармацевтической промышленности и других объектах. Кроме того, станции приготовления полиэлектролитов востребованы в очистке питьевой и промышленной воды, очистке сточных вод (особенно от физико-химических загрязнений), обработке осадка сточных вод для повышения эффективности работы центрифуг и фильтр-прессов, а также в бумажной, химической, нефтехимической отрасли, при обогащении полезных ископаемых, в производстве пищевой продукции и т. д. Такая универсальность делает автоматические станции приготовления реагентов актуальными для широкого круга задач по водоочистке и технологическим процессам.

Конструкция и основные узлы станции

YARTEK Polimix выполнена как единый комплекс, включающий несколько взаимосвязанных узлов, размещенных на общей раме (компактная модульная конструкция). Корпус станции обычно изготавливается из химически стойких материалов (например, высококачественного полипропилена для емкостей​ и нержавеющей стали для металлоконструкций), что обеспечивает долговечность и устойчивость к агрессивным реагентам. Ниже перечислены ключевые компоненты и устройство станции.

Многокамерная емкость для раствора

Основа станции, разделенная на три камеры: камеру приготовления, камеру созревания и камеру отбора (накопительную)​. В камере приготовления осуществляется смешивание порошкообразного реагента с водой; она оснащена мешалкой из нержавеющей стали для равномерного распределения реагента. Далее раствор самотёком поступает в камеру созревания, где выдерживается необходимое время (порядка 60 минут) для полного набухания и растворения полимера. Затем готовый раствор перетекает в камеру отбора, откуда дозируется потребителям. Такое трехкамерное исполнение позволяет организовать непрерывный процесс приготовления – раствор последовательно проходит стадии смешивания, созревания и накопления без перерывов, обеспечивая постоянную готовность рабочего раствора.

Система подачи воды

Автоматизированная линия, обеспечивающая стабильный приток воды для приготовления раствора. Она включает электромагнитный клапан (кран) для пуска/остановки воды, датчик давления для контроля напора, запорные шаровые краны и расходомер типа ротаметра для индикации расхода воды. Эти компоненты поддерживают заданный поток воды в камеру приготовления согласно установленным параметрам.

Бункер и узел дозирования порошка

Предназначены для хранения сухого реагента и его точной подачи. Загрузочный бункер для порошка выполнен из нержавеющей стали и оснащен встроенным датчиком уровня, который контролирует остаток реагента, а также вибратором для предотвращения налипания порошка на стенках. Из бункера порошок подается в зону смешивания с помощью шнекового дозатора. Шнек-дозатор также изготовлен из нержавеющей стали и сопряжен с частотным преобразователем, что позволяет точно регулировать скорость подачи реагента в соответствии с требуемой дозировкой. Такая конструкция дозирующего узла гарантирует равномерное поступление порошка и исключает образование комков.

Перемешивающие устройства

Каждая из камер оснащена мешалками (миксерами) соответствующего типа. В камере приготовления и, при необходимости, в других камерах используются мешалки с лопастями из нержавеющей стали, обеспечивающими однородное перемешивание раствора. За счет эффективного перемешивания реагент быстро гидратируется, что ускоряет процесс приготовления качественного раствора.

Система контроля уровня

Для автоматического управления процессом станция оборудована набором датчиков уровня, установленных в разных камерах. В модели Polimix SPS применяется комбинация из нескольких поплавковых датчиков и ультразвукового датчика уровня​. Поплавковые датчики отслеживают минимальные и максимальные уровни раствора, а ультразвуковой датчик непрерывно измеряет уровень в камере отбора. При понижении уровня готового раствора до заданного порога система получает сигнал на запуск нового цикла приготовления. Такой многоуровневый контроль гарантирует бесперебойную работу станции и предотвращает переливы или сухой ход.

Шкаф управления (электрическая панель)

Шкаф управления – центральный блок автоматики, отвечающий за координацию всех узлов станции. Шкаф управления включает в себя программируемый контроллер и интерфейс для оператора. На передней панели располагается сенсорная панель оператора и органы местного управления, в том числе тумблер (выключатель) для включения установки​. После активации питания система автоматически выполняет самопроверку: опрашиваются все датчики уровня и состояние оборудования, запускается силовая часть (приводы мешалок, насосы и т.д.), после чего станция переходит в дежурный режим ожидания команд​. Программное обеспечение контроллера поддерживает связь по протоколу ModBus RTU для интеграции станции в общую АСУТП предприятия​. Таким образом, управление может осуществляться как автономно (через местный пульт), так и дистанционно, с возможностью передачи данных о работе станции на верхний уровень (например, диспетчеру или SCADA-систему).

Габариты станции

Все перечисленные узлы смонтированы на компактной раме, что облегчает транспортировку и установку оборудования. Габариты станции YARTEK Polimix SPS порядка 1500×1300×1970, что позволяет размещать её в стандартных технологических помещениях без существенных доработок. Узлы, требующие обслуживания (мешалки, дозатор, датчики), доступны через специальные люки и сервисные зоны. При монтаже достаточно подключить станцию к питающей электросети, источнику воды и системе дозирования раствора – все необходимые компоненты уже интегрированы, что минимизирует сложность пусконаладочных работ.

Принцип работы станции

Работа автоматической станции приготовления флокулянта/коагулянта организована в циклическом режиме, который повторяется по мере расходования приготовленного раствора. YARTEK Polimix SPS функционирует полностью автоматически, осуществляя непрерывный процесс приготовления, созревания и дозирования раствора в заданной концентрации​. Ниже приведена последовательность основных этапов цикла работы станции:

1. Запуск и подача воды. Оператор загружает исходный порошкообразный реагент в бункер-дозатор (как правило, запас порошка загружается разово на несколько циклов). При старте цикла контроллер открывает электромагнитный клапан на линии водоснабжения, и в камеру приготовления начинает поступать вода в нужном количестве и с заданным расходом. Объем воды строго дозируется согласно рецептуре рабочей концентрации, заданной оператором или технологическим регламентом.
2. Дозирование сухого реагента и смешивание. Синхронно с подачей воды запускается шнековый дозатор, который равномерно подает порошок из бункера в камеру приготовления. Вода и порошок интенсивно перемешиваются мешалкой, образуя первичный раствор. Благодаря точному дозированию и эффективному перемешиванию достигается необходимая концентрация и однородность раствора уже на стадии приготовления.
3. Созревание раствора. Частично растворенный реагент вместе с водой переливается во вторую камеру – камеру созревания. Здесь раствор выдерживается определенное время без подачи новых порций реагента, обычно около 60 минут, что необходимо для полного набухания полимерных цепей флокулянта и достижения ими максимальной эффективности​. В течение этого времени слабое перемешивание может продолжаться для предотвращения осаждения, однако основная цель камеры созревания – обеспечить реактиву достаточное время для растворения. По истечении заданного времени созревания раствор считается готовым к использованию.
4. Накопление и отбор готового раствора. Из камеры созревания раствор поступает в третью камеру – камеру отбора (накопительную). В этой секции находятся датчики уровня, которые контролируют количество готового раствора​. Когда камера отбора заполнена до рабочего уровня, подача нового раствора приостанавливается автоматически – станция может перейти в режим ожидания, пока потребители (например, насос-дозатор) отбирают раствор для подачи в технологический процесс. Далее, по мере расхода раствора из камеры отбора уровень в ней снижается, и как только он опускается до заданного минимального значения, датчики уровня подают сигнал системе управления на запуск следующего цикла приготовления. Таким образом, обеспечивается непрерывная работа: станция циклично восполняет запас раствора, поддерживая стабильную концентрация реагента на выходе без вмешательства оператора.
5. Автоматизация контроля и безопасность. Встроенная система автоматики следит за корректностью протекания каждого этапа. Если в процессе приготовления возникают отклонения от нормальных условий – например, аномальные вибрации, неисправность датчика или сбой в подаче реагента – срабатывает система аварийной сигнализации​. Контроллер выдаст звуковое и/или световое предупреждение, а при серьезных неисправностях приостанавливает работу станции для предотвращения повреждений оборудования. Такие меры безопасности гарантируют надежность эксплуатации и своевременное информирование обслуживающего персонала о неполадках.

В совокупности, описанный принцип работы позволяет автоматической станции YARTEK Polimix SPS функционировать автономно, непрерывно поддерживая необходимое количество готового раствора флокулянта или коагулянта для технологических нужд. Операторское участие сводится к периодической загрузке бункера порошком и плановому обслуживанию, все остальные операции – от дозирования до контроля качества раствора – выполняются системой автоматически.

Преимущества автоматической станции YARTEK Polimix SPS

Автоматические станции приготовления реагентов, такие как YARTEK Polimix SPS, обладают рядом преимуществ по сравнению с ручным приготовлением растворов или упрощенными (полуавтоматическими) установками. Ниже перечислены ключевые достоинства, важные для специалистов, принимающих решения о закупке оборудования:

• Точность дозирования и качество раствора. Станция обеспечивает высокую точность на стадиях приготовления и дозирования реагента за счет использования шнекового дозатора с частотным приводом и системы датчиков уровня. Это означает оптимальное расходование полимера без перерасхода и стабильную концентрацию приготовленного раствора. Точный контроль пропорций улучшает эффективность процессов осаждения и коагуляции, повышая качество очистки воды и разделения фаз.
• Автоматизация и интеграция в процесс. Polimix SPS функционирует в полностью автоматическом режиме, минимизируя необходимость ручного труда​. Система управления самостоятельно запускает циклы, контролирует уровни и оповещает о неисправностях. Поддержка стандартного протокола ModBus RTU позволяет интегрировать станцию в существующие АСУТП предприятия, что упрощает дистанционный контроль и мониторинг. Высокая степень автоматизации сокращает человеческий фактор и снижает вероятность ошибок при приготовлении реагентов.
• Экономичность в эксплуатации. Благодаря оптимизации дозирования достигается существенная экономия расхода реагентов (полимеров) и снижение текущих эксплуатационных затрат. Точная подача флокулянта/коагулянта по потребности исключает перерасход дорогостоящих реагентов. Кроме того, автоматическая работа станции позволяет сократить затраты труда персонала на приготовление растворов и контроль процесса, высвобождая ресурсы для других задач. Все это снижает совокупные эксплуатационные расходы на систему водоочистки.
• Компактность и централизованность. Оборудование имеет сравнительно небольшие габариты и представляет собой полностью централизованную систему на единой раме. В одном блоке сконцентрированы все необходимые узлы – от бункера до шкафа управления – что экономит производственные площади и упрощает монтаж. Компактные размеры и модульная конструкция позволяют удобно интегрировать станцию в существующие технологические линии, а при необходимости – легко перенести или перенастроить под другие задачи.
• Простота обслуживания и надежность. Конструкция станции разработана с учетом минимизации обслуживания. Критические узлы выполнены из материалов, устойчивых к коррозии и налипанию: корпус емкостей из химически стойкого полимера, дозатор и мешалки из нержавеющей стали. Вибрационный механизм в бункере предотвращает слёживание порошка и засоры дозатора, что существенно сокращает потребность в ручной очистке и исключает вынужденные простои. Регулярное техническое обслуживание сводится к периодической проверке и чистке основных компонентов, выполняемой по регламенту. Система самодиагностики и аварийной сигнализации дополняет надежность – персонал своевременно уведомляется о любых отклонениях, что упрощает планирование профилактических работ. В целом, станция Polimix SPS отличается простотой в эксплуатации и техобслуживании, не требуя узкоспециализированных навыков для поддержания работоспособности.

Для предприятий, заинтересованных в эффективном и стабильном процессе приготовления реагентов, автоматическая станция YARTEK Polimix SPS представляет собой комплексное решение. Она объединяет в себе точность дозирования, высокую степень автоматизации, универсальность применения в различных отраслях и удобство обслуживания. Отсутствие субъективного фактора при приготовлении растворов обеспечивает воспроизводимость результатов, а экономный расход реагентов дает существенную выгоду в долгосрочной перспективе. Все это делает станции типа Polimix SPS привлекательным вариантом для инвестиции при модернизации систем водоподготовки и очистки, отвечающим требованиям специалистов по надежности, безопасности и эффективности технологического процесса.