NO328907B1 - Fremgangsmate for kontinuerlig og proporsjonal kalktilsetting til en vanngjennomstromning i et verk - Google Patents

Abstract

Det omtales en fremgangsmåte for kontinuerlig og proporsjonal kalktilsetting til en vanngjennomstrømning i et verk, hvor det anvendes et antall leskere (2) for satsvis lesking av brent kalk, idet det produseres kalkslurry med høy finhetsgrad og forlenget sedimenteringstid. En første lesker uttømmer ferdiglesket og fortynnet kalkslurry etter vektprinsippet proporsjonalt til verkets vanngjennomstrømning, til det er en forutbestemt slurryvektmengde igjen, som brukes for blanding med neste sats. En andre lesker som står klar for sin tømmesekvens, starter uttømming av ferdiglesket og fortynnet kalkslurry etter vektprinsippet proporsjonalt til verkets vanngjennomstrømning når den første lesker er ferdig med sin uttømming, til det er en forutbestemt slurryvektmengde igjen, som brukes for blanding med neste sats. Etter utspyling med spylevann via ventiler av respektiv lesker, startes produksjon av en ny sats som er klar for sin tømmesekvens når den aktive lesker er ferdig med sin uttømming.

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for kontinuerlig og proporsjonal kalktilsetting til en vanngjennomstrømning i et verk, hvor det anvendes et antall leskere for satsvis lesking av brent kalk, idet det produseres kalkslurry med høy finhetsgrad og forlenget sedimenteringstid.

Kalkleskere av ulike typer, hvorav de fleste er bestemt for kontinuerlig drift, har lenge vært anvendt industrielt. Som eksempler kan nevnes "W+T" - og "BJF"-leskere.

US-patentsøknad 4547349 omhandler en anordning for ikke-satsvis, kontinuerlig kalklesking. I UK-patentsøknad GB 2048107A er det vist og beskrevet en kalklesker, likeledes for ikke-satsvis kontinuerlig drift. EP-patentsøknad 0510675A3 omhandler en kalklesker for ikke-satsvis kontinuerlig drift. CA patentsøknad 1212825 omhandler en regulert prosess for satsvis fremstilling av lesket kalk.

Kalkleskere som drives kontinuerlig, har til felles at de er vanskelig å kontrollere, meget vedlikeholdskrevende, lite egnet for datastyrt drift, og kostbar i fremstilling.

I NO-patentsøknad 19933084, tidligere inngitt av foreliggende søker P.R. Stephansen, er det beskrevet en fremgangsmåte for satsvis lesking, såkalt "batch-lesking", av brent kalk, også i relativt små mengder i forhold til lekserens volum, hvorved det oppnås et sluttprodukt med relativt lav kalkkonsentrasjon.

Innholdet i foreliggende søknad er en videreutvikling av NO-patentsøknad 19980435 (N0319297), tidligere inngitt av foreliggende søker P.R. Stephansen, og er herved innarbeidet som referanse.

Under drift av en kalklesker og tilhørende system kan urenheter og støv føre til

oppbygging av kalkstein, som påvirker leskingen og som ved for høye temperaturer kan føre til utblåsning. Det frembringes en ny, umiddelbar rensemetode som hindrer oppbygging av kalkstein og de ulemper dette medfører. Videre er det et formål med oppfinnelsen å frembringe en fremgangsmåte som utnytter systemet i leskeren, slik at det ikke er nødvendig med utjevningstanker mellom leskere og et verks vann-gjennomstrømning, som har vist seg å være et stort problem. Det frembringes dermed en forenklet levering til verket uten mellomlagring i doseringstanker, og på den måten hindres oppbygning av kalkstein i øvrige tanker og i systemet. Dette har tidligere vist seg vanskelig grunnet problemer med dosering, og i den anledning har det vært vanlig med installasjon av for eksempel flowmetere for å måle og styre gjennomstrømning.

De omtalte verk kan være mange typer verk eller kombinasjoner av verk som benytter kalktilsetninger, blant annet verk for vannbehandling til både drikkevann og landbruk, verk for avløpsrensing, verk for slamdisponering, etc.

Det frembringes et lukket system som ikke forstøver og med bakgrunn i den umiddelbare rensingen frembringes et anlegg og system med i det minste vesentlig redusert vedlikehold grunnet reduksjon av oppbygging av kalkstein.

Foreliggende oppfinnelse er kjennetegnet ved at en første lesker uttømmer ferdiglesket og fortynnet kalkslurry etter vektprinsippet proporsjonalt til verkets vann-gjennomstrømning uten mellomliggende utjevningstanker/doseringstanker, til det er en forutbestemt slurryvektmengde igjen, som brukes for blanding med neste sats, at en andre lesker som står klar for sin tømmesekvens starter uttømming av ferdiglesket og fortynnet kalkslurry etter vektprinsippet proporsjonalt til verkets vann-gjennomstrømning uten mellomliggende utjevningstanker/doseringstanker, når den første lesker er ferdig med sin uttømming, til det er en forutbestemt slurryvektmengde igjen, som brukes for blanding med neste sats, og at etter sekvensiell utspyling med spylevann via ventiler i respektiv lesker, startes produksjon av en ny sats som er klar for sin tømmesekvens når den aktive lesker er ferdig med sin uttømming.

Oppfinnelsen skal beskrives ved hjelp av den vedlagte figur som viser en eksempelutførelse på en kalkleskeranordning.

Ved utøving av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen for batchvis varmlesking av brent kalk, kan det anvendes en kalkleskeranordning som vist og detaljert beskrevet i nevnte NO-patentsøknad 19933084, hvortil det henvises.

Det skal bemerkes at verdier for angitt vekt, volumer, temperaturer, tider, etc. er oppgitt som eksempler, og nevnte verdier må derfor ikke anses som absolutte.

En foretrukket kalkleskeranordning, som er skjematisk vist i figur 1, omfatter i hoved-trekk en kalklesker 2 med effektivt volum for eksempel 2100 I (vektskalaområde 0 - 2500 kg), med sylindrisk overdel 53 og konisk underdel 54, montert på tre veieceller 7 for satsvis veiing av vann og kalk, og med en omrører 16 med et spesialkonstruert blandeorgan og drivmotor 18, rotasjonsovervåker 20 samt en vanndysedreven kombinert støvavsuger/overløpsinnretning/baffel 15 som tilføres vann gjennom en rørledning med ventil 17, mens leskeren 2 mottar vann gjennom en rørledning med ventiler 8 og 9. Leskerlokket 4 er forbundet med et spesialkonstruert vannutstrøm-ningsforhindrende spjeld som også atskiller den våte og den tørre kalksone. Leskeren står i forbindelse med en kalksilo 1 med en nivåmåler samt et filter 52 med drivmotor 51 for mekanisk rensing. Siloen kan romme 80 tonn brent kalk, for eksempel av volumvekt 1.1 (vektskalaområde 0-90 tonn), og er utstyrt med veieceller for vektavlesing. Veiecellenes forsterker avgir et 4-20mA signal til PLS. Siloen kan også være forsynt med tre luftaktivatorer som startes og følger en fast syklus, dersom doseringstiden for skruetransportøren overskrides.

Gjennom et innblåsningsrør fylles siloen med kalk fra f. eks. en tankbil. Vektmengden i siloen angis fra et skap ved silopåfyllingsstedet. Ved oppnådd 95 % - vektmengde (AH) avgis alarm i form av lyd/lyssignal som varsel om at påfyllingen må avbrytes. Lydalarmen kan avstilles fra skapet og/eller automatisk av PLS for eksempel etter tre minutter. Ved 100 % -vekt (AHH) stenges en fylleventil automatisk og kalkinnblåsingen opphører. Mens ventilen er stengt, vil en rød varsellampe i skapet indikere at silofylling ikke kan foregå. Fylleventilen kan styres manuelt fra panel i kontrollsentral.

Veieceller montert på siloen avgir et alarm- og et trip signal:

Filtermotor foretrekkes utstyrt med sikkerhetsbryter og servicevender (auto/man.).

Etter avsluttet kalkifylling i siloen startes filtermotor 51 manuelt fra lokalt skap. Fra skapet avgis signal til ytre PLS som starter filtermotoren og overvåker motorens driftstilstand. Filtermotoren 51 stopper automatisk etter tre minutter.

Eksempel

1. Startknapp i lokalt skap aktiviseres

2. Filtermotor 51 starter og driftslys i skapet tennes

3. Filtermotor stopper etter ca. tre minutter

Med skruetransportøren 6 overføres kalk fra siloen 1 til leskeren 2 med spjeld-ventilene 11 og 12 i åpen stilling. Leskingen innledes ved at første sats leskes manuelt. Kalktilberedningen foregår deretter automatisk, hvorved leskeren 2 i fylles fortynningsvann i forutvalgt vektmengde. Leskeren tømmes deretter til en forutvalgt gjenblivende mengde, hvori den neste kalksats skal leskes.

Kalkleskingstemperaturen bestemmes av forholdet mellom gjenværende antall kilo fortynnet kalkslurry i leskeren (EVL) og antall kilo tilsatt kalk (EVH), eller de valgte innstillingspunkter på veiecellene 7. Dvs. settpunktene man velger på vekten. Konsentrasjonen av ferdig lesket kalk bestemmes til slutt av antall kilo vann som er valgt i det siste settpunktet (EVHH). Antallet kilo vann som er valgt i det siste inn-stillingspunkt (EVHH) er bestemmende for konsentrasjonen av ferdiglesket kalk.

Veiecellene 7 genererer fem arbeidskontakter for bruk i sekvensen:

Ferdigberedt kalk uttømmes til lagertank 3 gjennom ventil 22 ved hjelp av en motor. Motoren foretrekkes utstyrt med sikkerhetsbryter og servicevender.

Ved start i fylles 400 kg vann manuelt i leskeren 2 etterfulgt av 120 kg kalk under omrøring. Når blandingen har stabilisert seg på en temperatur på ca. 80 °C, registrert av et temperaturmålerelement, kan automatisk drift innkobles og vann tilsettes til en blandingsvekt av 1200 kg, hvilket gir en 10 % -slurry av temperatur ca. 30 °C. Leskeren kan nå tømmes til en gjenstående vektmengde av eksempelvis 600 kg. Deretter innledes 30 sekunders pause, for tilbakerenning fra for eksempel pumpen. Det er viktig at styresystemet kan registrere satsens reelle verdi og tarere til 0 kg, hvilket er nødvendig fordi treghet i systemet kan medføre risiko for at mer eller mindre kjemikalie enn forutsatt tilsettes i leskeren.

Ved automatisk styring, når vektmengden i leskeren 2 er 600 kg eller ny beregnet verdi grunnet temperaturreguleringen, og når 30-sekunders pause er utløpt, skal leskeprosessen starte dersom den ikke allerede er i gang, og ventilen 22 skal være stengt.

Spjeldventil 12 i leskerlokket mottar åpningssignal og bekreftes i åpen stilling fra grensebryter, åpningssignal avgis til ventil 17, og støvavsuger 15 igangsettes. Etter fem sekunders tidsforsinkelse åpnes spjeldventil 11 ved utløpsenden av skrue-transportøren 6 og bekreftes åpen fra grensebryter. En rotasjonsovervåker kontrollerer at omrøreren er i gang, og alarm avgis dersom dette ikke er tilfellet eller hvis ventilen ikke åpnes etter kommando. Hvis omrører stopper, skal ventil 9 åpnes og leskeren fylles fullstendig med vann og prosessen avbrytes.

Skruetransportøren 6 startes fem sekunder etter at en grensebryter har bekreftet ventil 11 i åpen stilling, og igangsetter tidsur for normal doseringstid, f. eks. 180 sekunder. Riktig doseringstid settes ved igangkjøring av anlegget. Hvis tiden overskrides med 100 % (360 sekunder i dette eksemplet), skal luftstimulatorene åpnes og lukkes i en bestemt syklus (åpen ca. 0,5 sek. for hvert 30. sekund) med start i pausedelen og begrenset til 180 sekunder. Dersom forvalgt vekt i mikseren fortsatt ikke oppnås, vil syklusen avbrytes fordi lagertanken melder om lavt nivå og alarm avgis.

Skruetransportøren 6 holdes i gang til den ønskede kalkmengde (120kg) er innveid.

1 sekund etter at transportøren har stoppet stenges spjeldventil 11.10 sekunder

etter at ventilen er bekreftet stengt, åpnes en magnetventil i 3 sek. for luft til utløps-vibrator. Spjeldventil 12 stenges i 20 sek. etter at spjeldventil 11 er bekreftet stengt, og en grensebryter kontrollerer at ventilen er lukket. Når ventilen har stengt tareres vekten på nytt til 0 kg. Alarm avgis dersom ventilen ikke lukkes etter kommando.

For umiddelbar rensing av leskeren 2 før neste lesking, etter nevnte tarering av veiecelleaggregatet 7, åpnes et antall ventiler etter bestemte tidsperioder for tilførsel av spylevann til respektive dyser, idet spylevann tilføres sekvensielt via hver ventil til tilhørende dyse(r), til forvalgt mengde spylevann er oppnådd i leskeren 2. For eksempelvis, 5 s etter at spjeldventilen i leskeren 2 har kvittert stengt og etter ferdig lesking, åpnes den første ventilen 25 for spylevann med en dyse i 10s, hvoretter den første ventilen 25 stenges og den andre ventilen 26 åpnes for spylevann med tre dyser i 8s, hvoretter den andre ventilen 26 stenges og den tredje ventilen 27 åpnes for spylevann med tre dyser på motsatt side i leskeren 2, til forvalgt mengde spylevann er innveid i leskeren. Spylevann tilføres til total mengde spylevann på for eksempel 20kg er innveid.

Som det fremgår fra figuren styrer den første ventilen 25 levering av vann til en eller flere dyser via et ledningsrør 28, mens den andre ventilen styrerer levering av vann til en eller flere dyser via et ledningsrør 29, og den tredje ventilen 27 styrer levering av vann til en eller flere dyser via et ledningsrør 30. Fortrinnsvis er det plassert dyser på motstående sider i leskeren, eventuelt kan dysene være plassert i en halvdel av leskeren eller i hele leskerens omkrets, for eksempel med lik eller ulik innbyrdes avstand. 20 sekunder etter at ventil 12 er stengt, avgis stengesignal til ventil 17 og støvav-sugeren 15 stoppes. Etterat skruetransportøren er stoppet, påbegynnes justerbar lesketid, for eksempel 10 minutter. Den valgte lesketid og forløpet av denne bør indikeres for operatør.

Når lesketiden er utløpt, tilføres vann gjennom ventil 8 og gjennom spyledysene 24 i 15 sekunder. Deretter tilføres 1180 kg fortynningsvann (kalkulert fra andre 0-tarering som allerede har tilsatt 20 kg vann) gjennom ventil 9, hvilket gir en 10 % kalkslurry av temperatur 30 °C. Ved en feil i tilsatt kalkmengde over +2 % justeres mengden av fortynningsvann.

Temperaturen i leskeren overvåkes av et temperaturmålingselement. Hvis det under leskeprosessen ikke oppnås temperatur av 83 °C, uttømmes 15 kg mer av den ferdige slurry, hvorved EVLL minsker til 485 kg eller motsatt hvis temperaturen blir for høy (88°C) til 515 kg.

Hvis temperaturen under leskeprosessen overstiger 96 °C, åpnes også ventil 8, leskeren vannfylles til fullt nivå EVHHH, prosessen avbrytes og alarm avgis, uten at omrøreren stoppes.

For tilberedning, som tidligere beskrevet, av en 10 % -kalkslurry er det ønskelig å tilsette 60 kg kalk og 600 kg vann. Totalnivået vil variere avhengig av temperaturreguleringen. Den ferdige kalkslurrys konsentrasjonsgrad er bestemmende for temperaturen av slurryen hvori kalken tilsettes for neste lesking. Hvis det ønskes en kalkslurry av høyere konsentrasjonsgrad, bør leskingen foregå ved høyere start-temperatur. Hvis det ønskes en lavere konsentrasjonsgrad, ved for eksempel forbrukssted, bør slurryen fortynnes utenfor leskeren, eksempelvis ved proporsjonal-dosering mellom vann og kalkløsning i rørledningen etter lagertanken. Vanntilførsel kan reguleres med flowmeter og reguleringsventil. Eller det kan tilsettes tilmålte vannmengder i lagertanken samtidig med at leskeren, fra full vekt i mindre satser, for eksempel fire, tilsetter proporsjonale kalkslurrymengder i lagertanken.

Etter utløpt lesketid kontrolleres nivået i lagertanken, og når dette er redusert til EVLL, åpnes ventil 22 og satsen uttømmes i lagertanken.

Ferdig kalkslurry lagres midlertidig i lagertankene 3 som er utstyrt med en nivåmåler

i form av trykktransmitter samt omrører(e). Tanken kan generere signaler for styring av leskersekvensen. Nivåsignalet genererer to arbeidskontakter for bruk i sekvensen samt to signaler for alarm ved hhv. lavt og høyt nivå og ett signal for start av pumper.

Omrøreren skal drives kontinuerlig og overvåkes av PLS. Alarm avgis i tillegg av stopp.

Ved dosering av slurry til forbruket benyttes en eller flere pumper. Pumpene er

anordnet "standby" for hverandre og er manuelt omstillbare. Pumpenes pakkbokser tilføres sperrevann gjennom magnetventiler, og har innebygde strømningsbrytere for avføring av vann. Hvis sperrevann uteblir mer enn tre minutter etter start avgis alarm og pumpene stopper. Det samme vil inntreffe dersom sperrevann uteblir i tre

minutter under drift. Videre er hver pumpe utstyrt med en strømningsvakt og en trykkføler som er innmontert i røret på pumpenes trykkside. Hvis disse ikke registrerer vannmengde og trykk etter 15 sekunder, avgis alarm. Hvis vannmengde og trykk uteblir i ytterligere 15 sekunder, stopper pumpene. For måling av slurry-mengde fra lagertank til sandfilter anvendes flowmeter. Denne måler sender et 4-20 mA-signal tilbake til frekvensomformer(e). Bunnfall uttømmes fra lagertanken gjennom en manuelt betjent bunnventil.

I foreliggende fremgangsmåte kan det anvendes et system med et antall leskere 2 for satsvis lesking av brent kalk, som omtalt ovenfor, slik at det unngås oppbygning av kalkstein i både leskere, tanker og systemet.

Fortrinnsvis skal en første lesker 2 uttømme ferdiglesket og fortynnet kalkslurry, fremstilt etter metoden omtalt ovenfor, hvor leskeren tømmes etter vektprinsippet proporsjonalt og direkte til verkets vanngjennomstrømning, uten bruk av en eller flere doseringstanker/utjevningstanker mellom leskerne, til det er en forutbestemt slurryvektmengde igjen i leskeren. Denne slurryvektmengden brukes for blanding med neste sats. En andre lesker i systemet står nå klar for sin tømmesekvens, og starter uttømming av ferdiglesket og fortynnet kalkslurry, også fremstilt etter metoden omtalt ovenfor, etter vektprinsippet proporsjonalt til verkets vanngjennomstrømning, til det er en forutbestemt slurryvektmengde igjen, som brukes for blanding med neste sats. Den andre leskeren starter i utgangspunktet når den første lesker er ferdig med sin uttømming, eller når den første leskerens uttømmingsrate har nådd et på forhånd definert nivå.

Etter utspyling med spylevann via ventiler av respektiv lesker, startes produksjon av en ny sats som er klar for sin tømmesekvens når den aktive lesker er ferdig med sin uttømming. Utspylingen foregår som omtalt ovenfor ved at et antall ventiler åpnes etter bestemte tidsperioder for tilførsel av spylevann til respektive dyser, idet spylevann tilføres sekvensielt via hver ventil til tilhørende dyse(r), til forvalgt mengde spylevann er oppnådd i leskeren. Spylevann tilføres til total mengde spylevann er innveid.

Claims (1)

1. Fremgangsmåte for kontinuerlig og proporsjonal kalktilsetting til en vann-gjennomstrømning i et verk, hvor det anvendes et antall leskere (2) for satsvis lesking av brent kalk, idet det produseres kalkslurry med høy finhetsgrad og forlenget sedimenteringstid, karakterisert ved- at en første lesker uttømmer ferdiglesket og fortynnet kalkslurry etter vektprinsippet proporsjonalt til verkets vanngjennomstrømning uten mellomliggende utjevningstanker/doseringstanker, til det er en forutbestemt slurryvektmengde igjen, som brukes for blanding med neste sats, - at en andre lesker som står klar for sin tømmesekvens starter uttømming av ferdiglesket og fortynnet kalkslurry etter vektprinsippet proporsjonalt til verkets vanngjennomstrømning uten mellomliggende utjevningstanker/doseringstanker, når den første lesker er ferdig med sin uttømming, til det er en forutbestemt slurryvektmengde igjen, som brukes for blanding med neste sats, og - at etter sekvensiell utspyling med spylevann via ventiler i respektiv lesker, startes produksjon av en ny sats som er klar for sin tømmesekvens når den aktive lesker er ferdig med sin uttømming.