Ι. Προηγές του έργου και προδιαγραφές παραγωγής

Η παρούσα μελέτη περίπτωσης αφορά μια γραμμή παραγωγής ζεστού γαλβανισμού που έχει σχεδιαστεί για δομικά κατασκευαστικά στοιχεία χάλυβα μεγάλης κλίμακας, με μια κατσαρόλα ψευδαργύρου με εσωτερικές διαστάσεις μήκους 13 μέτρων, 1.8 μέτρα πλάτοςΟι διαστάσεις αυτές αντιστοιχούν σε ονομαστική χωρητικότητα ψευδαργύρου 420 τόνων και μέγιστη ωριαία παραγωγή περίπου 18 τόνων,που ταξινομεί αυτό ως γραμμή παραγωγής συνεχούς λειτουργίας για βαριά χρήσηΗ γραμμή είναι σχεδιασμένη για άμεση καύση φυσικού αερίου και είναι διαμορφωμένη για τριστάσια τροφοδοσία ενέργειας 380V/50Hz.για τη θέσπιση διαφορετικού προτύπου αναφοράς από το έργο 60Hz που προοριζόταν για τη Νότια Αμερική στην προηγούμενη περίπτωση.

Το σύστημα δεξαμενής υιοθετεί ένα υπόστρωμα από σκυρόδεμα με αντιασβλεπτική επένδυση από πλαστικό ενισχυμένο με ίνες γυαλιού (FRP).και παθητικοποίηση ∙ μοιράζονται ενιαίες εξωτερικές διαστάσεις μήκους 13 μέτρων, 1,8 μέτρα σε πλάτος και 3 μέτρα σε βάθος, δημιουργώντας μια διαφορά βάθους 0,5 μέτρων από το τζινκ κετάλι που πρέπει να ληφθεί υπόψη στον σχεδιασμό της διαδρομής ανύψωσης.

ΙΙ. Παραμέτροι συστήματος θέρμανσης και παροχής αερίου

Η πηγή ενέργειας θέρμανσης είναι το φυσικό αέριο με σωλήνα, με θερμική αξία που πρέπει να βρίσκεται στο εύρος 8.400 έως 8.600 πολλαπλασιασμένη με 4,18 kJ/m3,πίεση εισόδου διατηρείται μεταξύ 100 και 200 kPaΤο τμήμα καύσης είναι εξοπλισμένο με έξι υψηλής ταχύτητας παλμικούς καυστήρες, μοντέλο TJ300,κάθε μία με στιγμιαία κατανάλωση αερίου περίπου 70 m3/h, με αποτέλεσμα η συνολική στιγμιαία κατανάλωση να φτάνει τα 420 m3/h. Ο αγωγός τροφοδοσίας φυσικού αερίου υιοθετεί διαμόρφωση διπλής κύριας εισόδου με μία μονάδα σε λειτουργία και μία σε κατάσταση αναμονής,διασφάλιση αδιάλειπτης προμήθειας κατά τη διάρκεια της συνεχούς παραγωγής.

Ο φούρνος λειτουργεί με λειτουργία καύσης μικροθετικής πίεσης.Ο έλεγχος της θερμοκρασίας χρησιμοποιεί ένα κύκλο ρύθμισης PID 3 σταδίων, με θερμοκρασία μπάνιου ψευδαργύρου που λαμβάνεται μέσω θερμοσύνδεσμων και εμφανίζεται σε μεγάλη οθόνη.με σύστημα αυτόματης ρύθμισης της ισχύος του καυστήρα με βάση την απόκλιση από το καθορισμένο σημείοΗ ανίχνευση φλόγας χρησιμοποιεί υπεριώδεις αισθητήρες και το σύστημα ανάφλεξης υποστηρίζει τόσο αυτόματη όσο και χειροκίνητη διπλή λειτουργία υψηλής-χαμηλής.

ΙΙΙ. Υλικά κατασκευής δεξαμενών και προσέγγιση κατά της διάβρωσης

Σε αντίθεση με την κατασκευή από χάλυβα με πλάκες χάλυβα που χρησιμοποιήθηκε στην προηγούμενη περίπτωση,η γραμμή παραγωγής αυτή χρησιμοποιεί δεξαμενές σκυροδέματος με επένδυση FRP αντισβέσματος για την προεπεξεργασία και την μεταεπεξεργασία των τμημάτωνΣυνολικά έξι δεξαμενές για παρασκευή, ξεπλύσιμο, ρύπανση, ψύξη και παθητικοποίηση μοιράζονται ενιαίες εξωτερικές διαστάσεις μήκους 13 μέτρων, πλάτους 1,8 μέτρων και βάθους 3 μέτρων.Η κατασκευή της δεξαμενής σκυροδέματος είναι ευθύνη του αγοραστή, με τον πωλητή να παρέχει μόνο την εγκατάσταση επένδυσης FRP.Η διαίρεση αυτή των εργασιών είναι κατάλληλη για σενάρια όπου ο αγοραστής διαθέτει ήδη υφιστάμενες δεξαμενές δεξαμενών ή προτιμά στερεές δεξαμενές βαριάς χωρητικότητας..

Το τμήμα παρασκευής περιέχει τρεις κλειστές δεξαμενές παρασκευής.Ο χρόνος βύθισης ανά δεξαμενή είναι περίπου 6 λεπτά υπό κανονικές συνθήκες σκουριάς και μπορεί να παραταθεί σε 30 λεπτά για βαριά σκουριωμένα εργασιακά κομμάτια.Η αίθουσα παρασκευής λειτουργεί υπό αρνητική πίεση.με το σημείο αναφοράς αρνητικής πίεσης 5 έως 10 Pa ̇ 5 Pa σε καθαρές ημέρες και προσαρμοσμένο σε 10 Pa σε βροχερές ημέρες για να αντισταθμίσει τις μεταβολές της ατμοσφαιρικής πίεσηςΟ ανεμιστήρας μεταβλητής συχνότητας μειώνει αυτόματα τη συχνότητα όταν φτάνει την καθορισμένη πίεση.Τα βαγόνια σιδηροδρόμου χρησιμοποιούνται για την φόρτωση και την εκφόρτωση υλικού για να διασφαλιστεί ότι η όξινη ομίχλη δεν διαχέεται στο εργαστήριο.

Υπάρχει μία δεξαμενή ροής, με τη θερμοκρασία λειτουργίας να διατηρείται μεταξύ 50 και 70°C και το pH να ελέγχεται σε περίπου 5.Μια αυτόματη συσκευή αφαίρεσης σιδήρου περιορίζει τη συγκέντρωση ιόντων σιδήρου σε 1 mg/lΟι ενότητες ψύξης και παθητικοποίησης αποτελούνται από μία δεξαμενή, με τη διαδικασία παθητικοποίησης να είναι απαλλαγμένη από χρώμιο.

IV. Διαμόρφωση συστήματος επεξεργασίας οξέος ομίχλης και ψευδαργύρου

Ο κλειστός χώρος παρασκευής μετρά 17.150 mm μήκος, 15.000 mm πλάτος και 6.350 mm ύψος, με την εξωτερική χάλυβα κατασκευή να μετρά 17.150 mm επί 15.600 mm επί 8.450 mm.Η όξινη ομίχλη περνά πρώτα από ένα στάδιο αραίωσης ∙ το νερό αραίωσης χρησιμοποιείται επίσης για την παρασκευή φρέσκου οξέος, μειώνει την κατανάλωση αλκαλίας και στη συνέχεια εισέρχεται στον πύργο εξουδετέρωσης απορρόφησης οξέος ομίχλης.με ανιχνευτές pH εγκατεστημένους τόσο στην είσοδο όσο και στην έξοδο για την παρακολούθηση της αποτελεσματικότητας εξουδετέρωσης σε πραγματικό χρόνο.

Η επεξεργασία καπνού ψευδαργύρου χρησιμοποιεί δύο ανεξάρτητες λογικές συλλογής.Το άλλο είναι ένα διπλό πλευρικό σύστημα συλλογής αναρρόφησης και στις δύο πλευρές του βραστήραΚαι στις δύο προσεγγίσεις χρησιμοποιείται έλεγχος μεταβλητής συχνότητας, αρχίζοντας από 50 Hz για 2 έως 3 λεπτά πριν τα εργασιακά κομμάτια μειωθούν στο βραστήρα.στη συνέχεια μειώνεται σε 10 Hz κατά τις περιόδους μη γαλβανισμού για να ελαχιστοποιείται η κατανάλωση ενέργειας.

Οι ατμοί ψευδαργύρου που συλλαμβάνονται περνάνε από ένα φίλτρο σακούλας για την απομάκρυνση των σωματιδίων, στη συνέχεια μέσω ενός σταδίου αποσμητικής σκηνής νερού,και τελικά εκφορτώνονται από ανεμιστήρα διακυμάνσεως 160 kWΟ συλλέκτης σκόνης έχει σχεδιαστεί για να σταματά κατά τη διάρκεια της υψηλής ταχύτητας φυσήματος και να λειτουργεί σε χαμηλή ταχύτητα για να εξασφαλίζεται ο αποτελεσματικός καθαρισμός των σακουλών φίλτρου.

V. Κασκαρισμένο σύστημα εκμετάλλευσης απόβλητης θερμότητας (κεντρική τεχνολογική μονάδα)

Το σύστημα εκμετάλλευσης της απόβλητης θερμότητας για αυτή τη γραμμή παραγωγής είναι πιο ολοκληρωμένο από την προηγούμενη περίπτωση, και περιλαμβάνει έξι στάδια.Οι θερμοκρασίες των καυσαερίων μειώνονται προοδευτικά από περίπου 500 °C στην έξοδο του φούρνου σε συνθήκες κοντά στο περιβάλλον.

Στάδιο 1: Θέρμανση υγρού με ροή. Τα καυσαέρια βγαίνουν από τον φούρνο σε θερμοκρασία περίπου 500 °C και περνάνε από έναν εναλλάκτη θερμότητας από ανοξείδωτο χάλυβα για να θερμαίνουν το κυκλοφορούν νερό σε θερμοκρασία περίπου 90 °C.Αυτό το ζεστό νερό αποστέλλεται στη συνέχεια σε ένα κράμα τιτανίου θερμικής ανταλλαγής περιστροφής μέσα στην δεξαμενή ρεύματος, αυξάνοντας το υγρό ροής στο σημείο καθορισμού της διαδικασίας των 50 έως 70 °C.Το κράμα τιτανίου είναι υποχρεωτική επιλογή υλικού λόγω της διαβρωτικής φύσης του χλωριούχου ψευδαργύρου και του χλωριούχου αμμωνίου στο διάλυμα ροής.

Στάδιο 2: Ξήρανση του εργαστηρίου: Μετά το πρώτο στάδιο της ανταλλαγής θερμότητας, το καύσιμο εισέρχεται στο λάκκο ξήρανσης, το οποίο έχει μήκος 14 μέτρα, πλάτος 5 μέτρα και βάθος 3 μέτρα.Το αέριο καπνού περνά μέσα από έναν εναλλάκτη θερμότητας, και ένας ανεμιστήρας υψηλής θερμοκρασίας διανέμει θερμό αέρα στην επιφάνεια του εργαστηρίου για ταχεία και ομοιόμορφη ξήρανση.Η επίδραση ξήρανσης συνδυάζει την ακτινοβολούμενη θερμότητα από την ίδια τη δομή του λάκκου με τη ροή θερμού αέρα μέσω της σύμβασης.

Στάδιο 3: Προθέρμανση αέρα καύσης (πατενταρισμένο). Καθώς το καύσιμο συνεχίζει να ψύχεται σε περίπου 200 °C, εισέρχεται στον εναλλάκτη θερμότητας αέρα καύσης,προθέρμανση του αέρα καύσης που απαιτείται από τους καυστήρες από τη θερμοκρασία περιβάλλοντος σε 50 έως 150 °CΑυτός ο προθερμισμένος αέρας καύσης, όταν παραδίδεται στον φούρνο, αυξάνει τη θεωρητική θερμοκρασία καύσης.Ο σχεδιασμός εκτιμά εξοικονόμηση αερίου περίπου 2 έως 3 m3 ανά τόνο γαλβανισμένων εξαρτημάτων. Η πραγματική εξοικονόμηση εξαρτάται από τις συγκεκριμένες συνθήκες λειτουργίας του εργοταξίου..

Στάδιο 4: Ξήρανση λάσπης (πατενταρισμένη).και 375 mm σε ύψος είναι εγκατεστημένο πάνω από τον αγωγό καυσαερίων του εναλλάκτη θερμότητας αέρα καύσηςΧρησιμοποιεί καυσαέρια σε θερμοκρασία περίπου 150 έως 200 °C για να στεγνώσει τις λάσπες του φίλτρου από περίπου 80% υγρασία σε περίπου 10%, μειώνοντας σημαντικά το βάρος απορρίψεως εκτός χώρου.

Στάδιο 5: Ανακύκλωση θερμότητας απόβλητων από την άκρη της κατσαρόλας (πατενταρισμένη).Μια διπλά στρώση από ανοξείδωτο χάλυβα, τοποθετημένη κατά μήκος της άκρης του βραστήρα, θερμαίνει το νερό που κυκλοφορεί για το μπάνιο, προθέρμανση με οξύ ή θέρμανση σε εργαστήριο.

Στάδιο 6: Θέρμανση εργοστασίου με καύσιμα.

Επιπλέον, το ζεστό νερό από το τμήμα ψύξης κυκλοφορεί μέσω σωλήνων ανταλλαγής θερμότητας με το κρύο οξύ στην δεξαμενή παρασκευής,ταυτόχρονη μείωση της θερμοκρασίας του νερού ψύξης και προθέρμανση υγρού με οξύ ∙ ένα σχέδιο διπλής χρήσης που μειώνει τις επενδυτικές απαιτήσεις στον πύργο ψύξης.

VI. Λογιστική ανύψωσης και επιγραμμική ζύγιση

Η ανύψωση του εργαστηρίου χρησιμοποιεί διαμόρφωση διπλής ανύψωσης 5 τόνων και 5 τόνων.με άγκιστρα που εκτείνονται στο δωμάτιο για λειτουργία μέσω ασύρματου τηλεχειριστήΤα εργασιακά κομμάτια συνδέονται χειροκίνητα σε μεγάλα ράφια με τη χρήση ενός πλαισίου ανύψωσης, ανυψώνονται σε σταθερό ύψος και στη συνέχεια μεταφέρονται με βαγόνι σιδηροδρομικού σιδηροδρόμου στο χώρο παρασκευής,όπου οι άνω ανεμιστήρες τις επεξεργάζονται διαδοχικά σε κάθε σταθμό δεξαμενών.

Αυτή η γραμμή παραγωγής είναι εξοπλισμένη με ένα σύστημα ζύγισης σε απευθείας σύνδεση, το οποίο διαβάζει τόσο το βάρος του πρώτου εργασιακού τμήματος πριν από την παρασκευή και το τελικό βάρος μετά την γαλβάνωση.Παρακολουθεί την απώλεια σιδήρου κατά τη διάρκεια της παρασκευής και την αύξηση βάρους της επικάλυψης με ψευδάργυρο, που επιτρέπει την παρακολούθηση της κατανάλωσης ψευδαργύρου σε πραγματικό χρόνο και τη ρύθμιση της διαδικασίας, ένα χαρακτηριστικό που δεν υπάρχει στην προηγούμενη περίπτωση.

Η λύση υλικοτεχνίας παρέχει δύο επιλογές αυτοματοποίησης για τον αγοραστή: ηλεκτρική ανελκυστήρα με τηλεχειριστήριο ή ηλεκτρική ανελκυστήρα κυκλικής σιδηροτροχιάς με καρότσια RGV για προγραμματισμένο έλεγχο PLC.Η προγραμματισμένη προσέγγιση ελέγχου ελέγχει με ακρίβεια το χρόνο βύθισης για να αποτρέψει τους χειριστές από την επέκταση του χρόνου βύθισης με βάση την ατομική εμπειρία, αποφεύγοντας έτσι υπερβολικά παχιά επικάλυψη ψευδαργύρου.

VII. Κατανομή ηλεκτρικού φορτίου

Η συνολική εγκατεστημένη ηλεκτρική ισχύς ολόκληρης της γραμμής παραγωγής είναι περίπου 530 kW.ανεμιστήρας άντλησης που προκαλείται από όξινη ομίχλη 45 kW, σύστημα επεξεργασίας οξέων αποβλήτων 80 kW, κινητήρας γερανού 15 kW, εξοπλισμός απομάκρυνσης σιδήρου 15 kW, συμπίεσμος αέρα 7,5 kW, αντλίες ψεκασμού συνολικής ισχύος 26 kW (εκ των οποίων δύο 7.5 kW).5 kW μονάδες και μία μονάδα 11 kW), κινητήρες ανύψωσης συνολικής ισχύος 40 kW, πύργος ψύξης 4 kW, φωτισμός 20 kW και σταθμός ανύψωσης 22,5 kW.

VIII. Προαιρετική ενότητα: Σύστημα αναγέννησης οξέων απόβλητων

Η πρόταση αυτή περιλαμβάνει μια προαιρετική μονάδα ∙ μια γραμμή επεξεργασίας των αποβλήτων οξέος με τη μέθοδο μετατόπισης του θειικού οξέος, με σχεδιαζόμενη παραγωγική ικανότητα 5 έως 10 τόνων ημερησίως.Το απόβλητο οξύ πρέπει να έχει συγκέντρωση ιόντων σιδήρου μεγαλύτερη από 120 g/l, περιεκτικότητα σε ιόντα σιδήρου μικρότερη των 5 g/l και περιεκτικότητα σε ελεύθερα οξέα μεγαλύτερη του 5%.το οποίο στη συνέχεια αντιδρά με συμπυκνωμένο θειικό οξύ για την παραγωγή σιδηρουργικού θειικού οξέος και υδρογόνου χλωριούχου αερίουΤο αέριο χλωριούχου υδρογόνου ανακτώνται ως αναγεννημένο υδροχλωρικό οξύ και επιστρέφεται στο τμήμα αφαλάτωσης, ενώ το σιδηρούχο θειικό οξύ πωλείται ως υποπροϊόν υπό μορφή μονουδρικού σιδηρούχου θειικού οξέος..

Ο εξοπλισμός έχει συνολική ονομαστική ισχύ περίπου 200 kW, με κατανάλωση ενέργειας περίπου 40 kWh ανά τόνο επεξεργασμένου απόβλητου οξέος.με ύψος εξοπλισμού 7 μέτρων και απαιτούμενη απόσταση εγκατάστασης και λειτουργίας 9 μέτρωνΟι προδιαγραφές της διαδικασίας απαιτούν ότι το αναγεννημένο οξύ περιέχει λιγότερο από 4% υπολείμματα σιδήρου και επιτυγχάνει συγκέντρωση αναγεννημένου οξέος 15% έως 22%.Το υποπροϊόν σιδηρούχο θειικό πρέπει να έχει καθαρότητα μεγαλύτερη από 90%, με όρια ακαθαρσίας τιτανίου κάτω από 0,75%, αρσενικού κάτω από 0,0002%, μόλυβδου κάτω από 0,0001%, καδμίου κάτω από 0,0001%, υδραργύρου κάτω από 0,00002%, χρωμίου κάτω από 0,001%, ελεύθερου οξέος κάτω από 1%,και αδιάλυτες ύλες κάτω του 00,5%.