Jetblandare - Eduktorer
Eduktorer för omblanding i cisterner
Jetblandare / Eduktorer är den mest pålitliga och energieffektiva tekniken för omrörning och Cisternomrörningssystem
Omrörning och blandning av vätskor är en av de vanligaste enhetsoperationerna inom processindustrin för flera ändamål såsom: - förbättrad massöverföring i reaktorer; - blandning och homogenisering av olika vätskor, ibland med fasta ämnen i suspension; - homogenisering av temperaturgradienter i cisterner för att få en jämn temperaturfördelning; - Förebyggande av sedimentering av fasta ämnen; - förebyggande av kristallisation m.m. Erivac kan erbjuda idealiska lösningar för alla dessa applikationer med Koerting Jetblandare, Jet Mixers, eller Eduktorer som de också kallas. Koerting Jetblandare / Eduktorer är huvudkomponenterna i Cisternomrörningssystem som kan användas för kontinuerliga såväl som icke-kontinuerliga omrörningsändamål.
Den vanligaste tekniska lösningen är mekaniska omrörare eller blandare med en impeller på en axel som drivs av en elmotor. Dessa är mycket bra för många applikationer men de kan ha vissa nackdelar i vissa fall, till exempel: - höga underhållskostnader för roterande utrustning och elmotor; - potentiellt cisternläckage längs blandaraxeln när den installeras genom cisternväggen; - svår åtkomst för underhåll på elmotor; - Eventuellt behov av vortexhämmare i cisternen, vilket resulterar i högre installationskostnader. - Hög driftskostnad på grund av högre strömförbrukning. De flesta av dessa nackdelar kan lösas med god teknik för anpassad installation av Jetblandare / Eduktorer med teknisk support från Erivac och Koerting Koerting Jet-blandare kan användas som kompletta ersättare för mekaniska omrörare och i många fall överträffar de deras omrörningsresultat.
Innehållsförteckning
Funktionell princip
Ett vätskeflöde tas från tanken och tillförs vätskestrålblandarna via en centrifugalpump. Inne i drivmunstycket omvandlas tryckenergi till kinetisk energi. Undertryck genereras vid det drivmunstyckets utlopp och den omgivande vätskan sugs in.
Sugflödet blandas kraftigt med drivflödet i den angränsande blandningssektionen och accelereras genom impulsutbyte. Dragkraften hos det utströmmande blandade flödet ökar blandningseffekten avsevärt.
Jetblandare i drift
Jetblandare består av ett drivmunstycke och en blandningssektion. Det flytande drivmediet som förs in under tryck via drivanslutningen tas vanligtvis från tanken och levereras till vätskestrålblandarna med hjälp av en pump monterad utanför tanken. I drivmunstycket omvandlas drivmedlets statiska tryck till hastighet och genererar ett motsvarande undertryck vid sugöppningarna, Venturi-effekt, som utnyttjas för att suga in det så kallade sugflödet.
Sug- och drivflödet blandas intensivt i detta turbulenta område vid drivmunstyckets utlopp och i den angränsande blandningssektionen och leds därefter in i tanken som ett blandat flöde. Volymförhållandet mellan sug- och drivflöde är ca 3:1. Det blandade flödet lämnar jetblandarna med relativt hög hastighet och möter vätskan i tanken, som därefter följer med på grund av det blandade flödets drageffekt. Slutligen är det summan av drivflöde, sugflöde och dragflöde som håller vätskan i tanken i rörelse. Volymförhållandet mellan omblandningsflöde och drivande flöde är mellan 12 och 80. Det innebär att med 1 m3/h via drivpumpen upp till 80 m3/h flyttas och blandas.
Skräddarsydda lösningar
Erivac och Koerting strävar efter att ta fram skräddarsydda lösningar för tankblandningssystem för varje specifik tank. Syftet med tankblandningssystemet är att generera en vätskecirkulation i hela vätskevolymen som leder till fullständig blandning och förhindrar sedimentering. Ett styrt riktat flöde genereras av blandarsystemets jetblandare. Därför uppstår flödeshastigheter som är högre än partiklarnas sjunkhastighet i vätskan, så att sedimentering undviks. De två exemplen i figurerna nedan illustrerar principen för tankblandningssystem.
Med möjlighet att välja olika jetblandarstorlekar, justera jetblandarraderna efter tankens form, modifiera jetblandaravstånden och vara flexibel när det gäller driften av de olika jetblandarraderna kan Koerting dimensionera den optimala skräddarsydda tankblandningslösningen för varje specifikt ändamål. T.ex. för fullständig homogenisering, för att förhindra sättningar, för att förhindra olika temperaturskikt eller för en fullständig blandning av olika vätskor.
Fallstudie för jetblandare / eduktorer i en cisternomrörningcistern för matoljor
Bilderna nedan ger ett bra intryck av ett komplett tankblandningssystem med jetblandare i en lagringstank för matolja. 17 jetblandare av rostfritt stål är installerade nästan horisontellt medan 17 blandningsmunstycken är installerade nästan vertikalt på motsatt sida av tanken. Tankvolymen är 11 000 m³ med en fyllningshöjd på 25 m och en diameter på 24 m.
Tekniska data:
- cylindrisk lagringstank för matolja
- 34 jetblandare av rostfritt stål 2"
- volym 11 000 m3
- höjd 25 m
- diameter 24 m
Justering av blandningssystemet:
Resultatet av Koertings design är en skiss för kunden, som innehåller rekommendationer och information, så att blandningssystemet kan installeras i tanken på ett optimalt sätt. För att utvärdera kritiska fall använder Koerting CFD-simulering ("Computational Fluid Dynamics").
Fallstudie för energikostnadsbesparingar
Följande exempel visar potentialen för energibesparingar om man använder ett Körting tankblandningssystem:
Tankens dimensioner:
Tankens diameter 27 m
Påfyllningshöjd 10 m
Fyllningsvolym 5 983 m3
Energiförbrukning
Blandning med mekaniska blandare ~10 W/m3
Blandning med Koerting Jet Mixers ~4 W/m3
Potential för energibesparing ~6 W/m3
Beräkning av kostnadsbesparingar
6 W/m3 * 5 983 m3 = 35,9 kW
35,9 kW * 8760 h 314 484 kW/år
314 484 kW/år x 0,2 $/kW 62 897 $/år
Ytterligare besparingar vid sedimentering av huvudprodukten
I många fall är den installerade omrörningseffekten i cisternerna inte tillräcklig, eller så tillämpas inte hastigheten och turbulensen hos installerad blandningsteknik korrekt, vilket kan leda till sedimentering även om detta bör undvikas. Detta är ofta fallet i till exempel lagringscisterner för matoljor, mineraloljor och biobränslen etc. Efter en tid kommer sedimenteringen att ackumulera ett betydande lager slam med värdefull huvudprodukt på botten av cisternen. Kostnaden för att tömma cisternen och rensa ut slammet är hög och kräver farliga jobb i trånga utrymmen som kan undvikas. Nedan ett exempel för matoljor:
Sojaböneolja:
Problem: Vegetabiliska oljor behöver ganska intensiv blandning för att undvika sedimentering av fasta partiklar, med 10% - 30% av huvudproduktens ätliga olja, som ett slam på botten av lagringscisternerna. Konventionell omrörning med mekaniska omrörare genom cisternväggen ger inte den nödvändiga blandningskraften eller omblandningshastigheterna längs cisternbotten för att undvika sådan sedimentering.
Efter 6 månader till ett år kan detta slamskikt vara upp till 1 m högt, även med konventionella blandare installerade genom väggen.
Om vi tar ett exempel på en Cistern med 27 m diameter, som ovan, ett slamlager på en meter och 20 % olja i slammet skulle vi ha cirka 572 m³ slam och en förlust på cirka 114 m³ matolja, eller cirka 100 ton/år som går förlorat. Denna sojaolja kostar cirka 900,00 USD per ton, vilket innebär att råvaruförlusten per år skulle vara cirka 100 000 USD per år, för endast en Cistern. Bortsett från råvaruförlusten måste dessa cisterner rengöras minst en gång om året om konventionella omrörare användes, med underhåll i trånga utrymmen som är kostsamt.
I fallet ovan med hjälp av Erivac-stöd, Koetings Jetblandare och erfarenhet av en lämplig installation kan de kombinerade besparingarna, energi och undvikandet av huvudproduktförlust vara så höga som cirka 160 000 USD / år för endast en cistern. Installationskostnaden för pumpar, rörledningar och Koertingc Jetblandare kommer att ha en mycket kort återbetalningstid. Tillgängligheten för cisternen kommer att vara högre eftersom stopp för rengöring av Cisternen kommer att undvikas och kostnaden för denna rengöring kan också inkluderas i besparingarna med hjälp av Jetblandare.