پکیج‌ تزریق مواد شیمیایی

در صنعت به منظور کنترل و تنظیم pH، جلوگیری از رسوب گرفتگی، افزایش یک ماده شیمیایی به یک جریان و کنترل بسیاری از پارامترهای فرآیندی از دستگاههای افزایش مواد و کنترل کننده استفاده می شود. در صنعت آب و فاضلاب، مانند کلرزنی وازن زنی و همچنین به منظور حفاظت از خطوط لوله و سایر تاسیسات با اضافه کردن آب آهک، سولفات آهن و کلرید آهن به جریان فرآیندی از پکیج های تزریق مواد شیمیایی استفاده می شود.. در صنایع غذایی به منظور افزودن ضد کف ها، افزودن ضد رسوب ها، افزودن اسید و بازها جهت کنترل pH، اضافه کردن سایر افزودنیهای مجاز و . . . به سیستم های کنترل کننده نیاز است.

در صنایع شیمیایی بسیاری از پارامترهای فرآیندی باید بصورت اتوماتیک کنترل شوند. پکیج های تزریق مواد شیمیایی دارای تجهیزات لازم جهت آماده سازی، نگهداری و افزایش خودکار مواد کنترل کننده و شیمیایی می باشد. نحوه کار این سیستم به این صورت است که مواد شیمیایی به صورت محلول با نسبت معین و تعریف شده از مخزن نگهدارنده توسط یک دستگاه پمپ تزریق از نوع دیافراگمی و نازل مربوطه به نقطه مورد نظر تزریق و وارد می شود.

پکیج تزریق مواد شیمیایی، متناسب با نیاز پروژه ها با مقدار تزریق مختلف در هر ثانیه یا دقیقه و دبی های متفاوت طراحی و ساخته می شوند. سیستم های تزریق مواد شیمیایی با توجه به کاربرد، محل نصب، استانداردهای مورد نیاز و نیازبه اوپراتور می توانند اتوماتیک و یا دستی کنترل شوند. ارکان گستر از جمله شرکت های بزرگ ایران است که در زمینه پکیچ تزریق می تواند به شما خدمات مختلفی ارائه دهد.

دستگاه های تزریق مواد شیمیایی

1. پکیج تزریق آب ژاول (هیپوکلریت سدیم)به منظور گندزدایی و تصفیه آب
2.  تزریق هیپوکلریت کلسیم جهت گندزدایی و تصفیه آب
3. پکیج تزریق آنتی اسکالانت با هدف جلوگیری از ایجاد رسوب
4. پکیج تزریق ماده ضد خوردگی برای ممانعت از خوردگی
5. پمپ تزریق سود (باز) برای تنظیم pH
6. دستگاه تزریق اسید سولفوریک به منظور کنترل pH
7. سیستم و دستگاه تزریق آب آهک با منظور کنترل و تنظیم میزان مواد معدنی
8. دستگاه تزریق سولفات آلومینیوم به منظور و هدف لخته شدن و انعقاد ذرات درشت
9. پکیج تزریق کلرید آهن با هدف و برای  لخته شدن و سرعت دادن در انعقاد

پکیج تزریق آنتی اسکالانت

نمکهای محلول در آب باعث گرفتگی در ممبران های آب شیرین کن های صنعتی می شوند و این گرفتگی خود را بصورت افت فشار آب ورودی به سیستم RO و خروجی نشان می دهد. برای جلوگیری از این رسوبات از تزریق آنتی اسکالانت با مقدار مشخصی استفاده می شود. معمولا میزان تزریق آنتی اسکالانت‌ها در این دستگاه ها در محدوده ۱ الی ppm 6 می ‌باشد لذا باید دقت کرد به هنگام بهره برداری، بیشتر از مقدار مجاز تزریق آنتی اسکالانت انجام نپذیرد چرا که تزریق بیش از حد آنتی اسکالانت  در تصفیه آب مضر است. موارد استفاده از پکیج تزریق آنتی اسکالانت عبارتند از: کنترل رسوب کربنات، رسوب سولفات و رسوب فلورید کلسیم

پکیج تزریق اسید و باز(PH Adjustment)

تنظیم PH یکی از نیازهای مهم در فرایندهای شیمیایی است. تزریق اسید و باز متداول ترین روش برای تنظیم PH سیالات فرایندی است. اسید سولفوریک و کاستیک نیز از پرکاربردترین اسید ها و بازهایی هستند که در صنایع مختلف برای تنظیم PH مورد استفاده قرار می گیرند. به طور معمول تزریق اسید یا باز تا رسیدن PH سیال فرایند مورد نظر به PH مورد نظر (Set Point) انجام می شود.

پکیج تزریق  سود  NAOH

یکی از کاربردهای اساسی استفاده از سود برای کنترل PH محلول های اسیدی می باشد در حقیقیت استفاده از سود (NAOH) درون آبهای اسیدی باعث افزایش pH شده که کاهش مقدار اسیدیته و خورندگی این نوع آبها را کاهش میدهد. مهمترین کاربرد پکیج تزریق سود (NAOH)  کاهش میزان خورندگی لوله ها و اتصالات فلزی، کولینگ تاورها و یا کنترل مقدار PH یک محلول می باشد.

پکیج تزریق مواد منعقد کننده

در صنعت بمنظور انعقاد و لخته سازی از موادی به نام کمک منعقد کننده یا پلی الکترولیت (Polyelectrolyte) استفاده می‌شود. مواد شیمیایی منعقد کننده، ترکیبات پلیمری با وزن مولکولی بالا، بر پایه پلی آکریل آمید با ویژگی محلول در آب هستند که بعنوان منعقد کننده، افزایش دهنده سرعت ته نشینی مواد جامد معلق و کلوئیدها در فرآیندهای تصفیه پساب ها بکار برده می شوند.

مواد شیمیایی منعقد کننده در فرایندهای جداسازی کاربرد دارند . این مواد برای لخته سازی ذرات نامحلول با اندازه کوچک و ته نشینی و جداسازی سریعتر آنها کاربرد دارند. کنترل دقیق غلطت ماده منعقد کننده به راندمان و سرعت لخته سازی کمک می کند. پکیج های تزریق مواد منعقد کننده مجهز به مخزن آماده سازی و میکسر برای اختلاط و محلول سازی می باشند. معمولا فرایند انعقاد و لخته سازی به صورت متوالی پس از تزریق مواد منعقدکننده و لخته ساز در تانک های مجزا انجام می شوند. زمان ماند عملیات انعقاد پایین و زمان ماند عملیات لخته سازی بالا است که این عمل به وسیله سیستم کنترلی تعبیه شده در پکیج های تزریق مواد منعقد کننده کنترل می شود.

تجهیزات مورد استفاده در پکیج تزریق

این پکیج شامل مخازن دستگاه تزریق، پمپ‌های تزریق مواد شیمیایی، برد کنترل دستگاه تزریق مواد شیمیایی، همزن و ابزار دقیق است. در ادامه به معرفی ویژگی‌های هر کدام از این تجهیزات پرداخته می‌شود:

• مخزن دستگاه تزریق

تعداد مخازن پکیج‌ تزریق شیمیایی ممکن است یک یا دو باشد.در مورد یک مخزن، محلول بلافاصله پس از آماده سازی وارد محیط ذخیره سیال مورد نظر می‌شود و در مورد دو مخزن، پس از مرحله آماده سازی محلول وارد مخزن دوم شده و از آنجا تزریق می‌شود. در هر صورت لازم است مخزن پکیج تزریق مواد شیمیایی در برابر تماس با مواد اسیدی و … کاملاً مقاوم بوده و از خوردگی و پوسیدگی در آن به مرور زمان جلوگیری شود.

مواد سازنده برای این مخازن اغلب فولاد ضد زنگ، پلی اتیلن و فولاد می‌باشد که با پوشش اپوکسی مقاومت بالایی در برابر مواد اسیدی و شیمیایی دارند. روال کلی تمامی‌دستگاه‌های تزریق یکسان است و با توجه به قابلیت‌هایی که برای آن‌ها در نظر گرفته شده، ممکن است در جزئیات کمی‌با هم تفاوت داشته باشند.

برای مثال ممکن است دستگاه تزریق به گونه ای طراحی شود که پس از تهیه مواد شیمیایی، محلول حاصل وارد مخزن دیگری شده و از آنجا تزریق شود. اما در برخی از مدل‌های این دستگاه دارای دو مخزن بوده و پس از آماده سازی به مخزن اصلی که سیال مورد نظر در آن قرار دارد اضافه می‌شود.

• پمپ تزریق مواد شیمیایی

یکی دیگر از اجزای بسیار مهم و کاربردی این پکیج‌ تزریق شیمیایی مواد شیمیایی است. پمپ تزریق وظیفه تزریق مواد شیمیایی با اندازه و جریان از پیش تعیین شده را بر عهده دارد. با توجه به تماس پمپ تزریق با مواد شیمیایی باید کاملا عایق و مقاوم در برابر خوردگی باشد. بنابراین قطعات و اجزای مختلف مانند واشرها و شیرهای مکنده و همچنین سر پمپ‌ها که به “سر خیس” معروف هستند. از مواد بادوام مانند PVC، پلی پروپیلن، PVDF، فولاد ضد زنگ و PTFF ساخته می‌شوند.

استفاده از این مواد در طراحی و ساخت پکیج‌ تزریق شیمیایی باعث می‌شود که واکنش‌های شیمیایی باعث خوردگی، پوسیدگی و آسیب در قسمت‌های مختلف پمپ نشود. توان پمپ تزریق به صورت دستی و اتوماتیک قابل تنظیم است. و موتور آن با کمک انرژی الکتریکی، الکترومغناطیسی، پنوماتیکی و هیدرولیکی کار می‌کند. نگهداری و تعمیر این قسمت از دستگاه تزریق مواد شیمیایی بالاترین اهمیت را دارد و اختلال در روند کار آن و تزریق نکردن مواد مورد نیاز عواقب زیادی دارد.

• برد کنترل دستگاه تزریق مواد شیمیایی

برد کنترل همان طور که از نامش مشخص است، وظیفه فرمان دادن به پمپ تزریق را برعهده دارد. با توجه به قابلیت‌های در نظر گرفته شده در زمان طراحی و تولید پکیج تزریق مواد شیمیایی، فرمان‌های ارسال شده توسط این برد به صورت دستی و اتوماتیک انجام می‌شوند.

• همزن

به منظور تهیه و آماده سازی مواد شیمیایی برای تزریق به سیال، لازم است ابتدا کاملا در آب حل شود. این مواد ممکن است به صورت جامد و مایع باشند. که با کمک همزن با دور و توان مختلف در آب کاملا حل شده و محلول دست بدست می‌آید. این بخش از دستگاه دارای اجزای دیگری از قبیل موتور، شفت، پروانه، گریبکس و کوپلینگ می‌باشد. از دیگر تفاوت‌های موجود در میان دستگاه‌های تهیه و تزریق مواد شیمیایی، توان و برد الکتروموتور در نظر گرفته شده برای میکسر آن می‌باشد که با توجه به ظرفیت مخزن و نوع مواد شیمیایی تعیین می‌گردد.

• ابزار دقیق

در محیط‌های مختلف صنعتی و نیمه صنعتی ممکن است میزان مواد شیمیایی مورد نیاز با توجه به شرایط موجود در مخزن و وضعیت سیال تغییر کند. به عنوان مثال ممکن است با توجه به میزان pH سیال لازم باشد دبی پمپ تغییر کند و یا دوز تزریق بر اساس دمای سیال تعیین گردد. به همین منظور در طراحی دستگاه تزریق مواد شیمیایی، ابزارهای اندازه گیری با دقت بالا، نمایش و یا ارسال فرمان در شرایط مختلف تحت عنوان ابزار دقیق در نظر گرفته می‌شود. از انواع ابزار دقیق می‌توان به کنترلر ، نشان دهنده، ترانسمیتر، رکوردر و… می‌باشند.

• انواع شیرهای مورد استفاده در پکیچ تزریق شیمیایی

به منظور افزایش ایمنی و بهبود عملکرد پکیج‌های تزریق از شیرهایی مانند شیر پس فشار ( به منظور ایجاد فشار ثابت در تزریق مواد شیمیایی و همچنین جلوگیری از دوزینگ بیشتر مایع ) ، شیر اطمینان (به منظور جلوگیری از افزایش فشار سیستم بیش از فشار تعریف شده برای شیر )، شیر مخزن ( به منظور جلوگیری از برگشت مایع به مخزن در صورت خاموش بودن پمپ و همچنین جلوگیری از ورود ذرات معلق درشت به خط مکش در ابتدای خط مکش در مخزن) و شیر نقطه تزریق (جلوگیری از برگشت مایع تزریق شده به سمت پمپ در نقطه تزریق) استفاده می‌شود.

شاسی و شیر تخلیه از دیگر اجزا و متعلقات سیستم تزریق مواد شیمیایی می‌باشند که شاسی برای نصب و نگهداری از دستگاه و شیر تخلیه به منظور خارج شدن رسوبات ایجاد شده در کف مخزن مورد استفاده قرار می‌گیرد. پمپ و همزن روی مخازن تنظیم می‌شوند و خروجی پمپ به لوله تزریق و لوله ورودی متصل می‌شود. این پمپ توسط سیستم کنترل اتوماتیک کنترل شده که به طور خودکار سرعت تزریق و مقدار تزریق را کنترل و بررسی می‌کند. نوع پمپ‌های استفاده شده در این پکیج می‌تواند از نوع پریستالتیک (Peristaltic pump) باشد.

کاربرد پکیج تزریق

پکیج‌های تزریق در صنایع زیر کاربرد دارند:

• تصفیه آب و فاضلاب
• نیروگاه‌ها
• خدمات ساختمانی
• صنایع غذایی و لبنی
• صنایع پالایشگاهی

کاربرد پکیج تزریق مواد شیمیایی در تصفیه آب و فاضلاب

در صنایع تصفیه آب و فاضلاب، پکیج تزریق شیمیایی می‌تواند فاضلاب را با سطوح بالایی از مواد شیمیایی حل شده در آن مانند آلومینیوم، آهن ، سولفید هیدروژن و غیره تصفیه کند. به منظور حذف سولفید هیدروژن موجود در آب از تزریق مواد شیمیایی مانند آهن، هیدروکسید منیزیم و نیترات کلسیم با استفاده از پکیج‌های تزریقی می‌تواند استفاده نمود.

پکیج تزریق آهن عمدتاً در فاضلاب‌هایی که در آن واکنش‌های زیستی به طور منظم رخ می‌دهند، استفاده می‌شود. این واکنش‌ها سولفید هیدروژن تولید می‌کند و تزریق کلرید آهن با انجام یک واکنش شیمیایی یک رسوب نامحلول پایدار را تشکیل داده و بوی بد و خوردگی ناشی از سولفید هیدروژن را کاهش می‌دهد. هم چنین واکنش‌های شیمیایی که باعث انتشار سولفید هیدروژن می‌شوند به سطوح pH بین ۶.۸ تا ۷.۲ نیاز دارند. اگر سطح pH بالاتر یا کمتر از آن باشد، تولید سولفید هیدروژن متوقف می‌شود.

بنابراین با استفاده از پکیج تزریق منیزیم سطح pH به عدد هشت و بالاتر می‌رسد و اثرات ناشی از تولید سولفید هیدروژن کاهش می‌یابد. از طرفی باکتری‌های موجود در فاضلاب تصفیه‌نشده، طی یک فرآیند بیولوژیکی سولفیدهای با دامنه آزاد را تولید می‌کند که با مولکول‌های هیدروژن پیوند می‌یابند و گاز سولفید هیدروژن را تشکیل می‌دهند. هنگامی‌که نیترات کلسیم به فاضلاب اضافه می‌شود، منبع اکسیژن جایگزینی را فراهم می‌کند و یک مسیر واکنش جدید ایجاد می‌کند. این امر تولید سولفید هیدروژن را کاهش می‌دهد.

از کاربرد‌های دیگر پکیج تزریق می‌توان به حذف فسفات، کنترل pH، تزریق مواد گندزدایی در تصفیه خانه‌های بزرگ و کوچک آب و فاضلاب، تزریق کلر اشاره نمود.

کاربرد پکیج تزریق در صنایع پالایشگاهی

در صنایع پالایشگاهی از پکیج‌های تزریق آنتی اسکالانت، پکیج تزریق سرچاهی، پکیج تزریق NaOH استفاده می‌شود که در ادامه به معرفی مختصر آن می‌پردازیم.

• پکیج تزریق آنتی اسکالانت

برای جلوگیری از ایجاد گرفتگی با استفاده از رسوب کربنات، رسوب سولفات، رسوب فلورید کلسیم در غشاهای آب شیرین کن‌های صنعتی که موجب افت فشار در این سیستم‌ها می‌شود، از آنتی اسکالانت استفاده می‌شود. از آنجایی که استفاده از غلظت‌های بالا از آنتی اسکالانت می‌تواند مضر  باشد بنابراین باید به طور دقیق از این ماده وارد سیستم کنیم. غلظت آنتی اسکالانت مورد استفاده در محدوده ۱ تا ۶ ppm است

• پکیج تزریق NaOH

از سود کاستیک (NaOH) کنترل PH آب‌های اسیدی است که موجب  افزایش pH آب‌های اسیدی، کاهش مقدار اسیدیته و خورنگی این نوع آب‌ها می‌شود. در اثر کاهش اسدیته و خورنگی طول عمر تجهیزات افزایش می‌یابد.

• پکیج تزریق سر چاهی

پکیج تزریق سرچاهی یکی از اصلی ترین تجهیزات در پالایشگاه‌ها و چاه‌های استخراج نفت و گاز می‌باشد که با افزودن مایع یا گاز مانع از خوردگی و پوسیدگی خطوط انتقال نفت و گاز می‌شوند.