تُستخدم مضخات طين الرماد بشكل شائع في التعدينتُستخدم صناعات مثل الرمل، والتجريف، والطاقة الكهربائية، والمعادن، والفحم، والإنتاج البيئي، وغيرها لنقل الجسيمات الصلبة الكاشطة في الملاط. على سبيل المثال، نقل لب مطاحن المعادن، ومحطات الطاقة الحرارية الهيدروليكية للرماد، وغسيل الفحم، وملاط الفحم، ونقل المواد الثقيلة، وتجريف الأنهار، وغيرها. في الصناعة الكيميائية، يمكن لمضخات ملاط الرماد نقل الملاط الكاشط الذي يحتوي على تبلور.
تُصدر منشآت الطاقة التي تعمل بالفحم كميات هائلة من التلوث. تُنتج وحدة الفحم المسحوق كميات من الرماد نتيجةً لاندماج ثلاثة أنواع من الرماد: رماد القاع المتطاير، ورماد الموفر، والرماد المتبقي. يتراكم الرماد المتبقي في قاع الفرن. يتراكم الرماد في القواديس أسفل الموفر. يحتوي تيار غاز المداخن في قسم الغلاية على رماد متطاير. عادةً ما يكون التقسيم هو 20% رماد القاع، و4% رماد الموفر، و4% رماد آخر، و76% رماد متطاير. تتناسب كمية الرماد المنتجة طرديًا مع كمية المادة الخاملة في الوقود وكمية الطاقة المستهلكة.
التطبيقات الرئيسية لمضخات طين الرماد
تُستخدم مضخات الملاط عادةً لنقل الجسيمات الصلبة الكاشطة في المناجم، ومحطات الطاقة، والمعادن، والفحم، وحماية البيئة، وغيرها من الصناعات. يُستخدَم نقل الملاط في محطات استخلاص المعادن، وإزالة الرماد في محطات الطاقة الحرارية، ونقل ملاط الفحم في محطات غسل الفحم، ونقل المواد الثقيلة، وتجريف الأنهار، وغيرها. كما يُمكن نقل بعض الملاطات الكاوية المحتوية على بلورات في الصناعات الكيميائية.
تُسدّ كتل الفحم الكبيرة ومخلفات الفحم بسهولة في قطاع غسل الفحم بسبب تنوع ظروف التشغيل، كما أن متطلبات تصميم مضخة الملاط عالية جدًا. في عام ٢٠٠٥، قامت هيئة التعدين في هوايبي بتركيب مضخة ملاط مُصنّعة بشكل رئيسي ومستوردة من أستراليا في موقع غسل الفحم. تعمل هذه المضخة بانتظام، وتحمل كتل فحم ضخمة ومخلفات فحم دون أي انسداد، وقد تجاوز عمرها الافتراضي المضخات المستوردة.
كهرباء
رماد محطة الطاقة، الرماد المتطاير، رماد الفحم، جميع أنواع الرماد، نقل الملاط، الخ.
علم المعادن
تحتوي مصانع الألمنيوم على جميع أنواع عجينة اللب ذات درجات الحرارة العالية؛ الناقلات، وأنواع مصانع الصلب، وأنماط نقل العجينة، وما إلى ذلك.
الفحم
استخراج الفحم، وغسل جميع أنواع الفحم الخشن والناعم من الملاط التسليم، الخ.
بناء
جميع أنواع نقل الملاط المحمل وما إلى ذلك.
المواد الكيميائية
المواد الكيميائية (مثل الأسمدة الفوسفاتية والأسمدة البوتاسية)، وجميع أنواع قابلية القراءة، ونقل الملاط المسبب للتآكل، وما إلى ذلك.
مؤيد للبيئة
إمكانية قراءة إزالة الكبريت من غازات المداخن (FGD)، ونقل المواد المسببة للتآكل، وما إلى ذلك.
نظام التخلص من رماد الطين
تُعد مضخات الطرد المركزي للطين أكثر المضخات استخدامًا في أنظمة التخلص من الرماد. ويعتمد هذا العمل على دراسة خصائص محتوى الرماد في الطين عند تركيزات مائية مختلفة. وسيتم دراسة أداء مضخة الطرد المركزي للطين عند تركيزات رماد متعددة في الطين. وسيتم تعديل كمية الرماد في خليط رماد الفحم والماء لمراقبة تأثيرها على تشغيل نظام التخلص من الرماد في مضخات الطرد المركزي.
مزايا نظام HCSD
يتضمن نظام التخلص من الملاط عالي التركيز (نظام HCSD) أهدافًا أخرى، بما في ذلك:
بيئي
- تستهلك ملاط الرماد عالي التركيز ما يصل إلى 12 ضعف كمية المياه أقل من الملاط المخفف.
- لا يوجد تلوث أو تلوث ضئيل بسبب تسرب المياه إلى البيئة.
- بدون انسكابات الرماد، يكون نقل الأنابيب آمنًا وصامتًا وموثوقًا به.
- لا توجد قدرة على تصريف مياه الجريان السطحي أو استعادة المياه، أو هي قدرة ضئيلة للغاية.
- الرماد السميك لا يخضع للتسرب.
- تم تقليل الغبار بشكل كبير.
- تتصلب المادة الملاطية، مما يسمح بإعادة التأهيل.
التشغيلية
- ينتشر الملاط على مساحة بفعل الجاذبية. لا يتطلب نشرًا ميكانيكيًا أو تدخلًا من المشغل.
- لا يوجد نظام إرجاع للمياه.
- تم القضاء على التوسع في خط الأنابيب.
- توفر عالي، استخدام أجزاء منخفض، صيانة منخفضة.
اقتصادي
توفير كبير في الطاقة لتشغيل النظام.
الأحجام المنقولة أصغر، وأحجام خطوط الأنابيب أصغر.
رماد الطين: أشياء تحتاج إلى معرفتها
يُعدّ السلوك الريولوجي للطين عند تركيزات وظروف تدفق مختلفة من أهم بيانات الإدخال اللازمة لتصميم نظام نقل الطين. كما تُساعد العوامل الريولوجية في تقييم كمية الطاقة اللازمة لتحريك الطين في خزان التحريك. كما تُعد معرفة ريولوجي التعليق ضرورية لضمان نظام نقل أنابيب مستقرّ وفعّال من حيث استهلاك الطاقة.
تتأثر الخواص الريولوجية للطين بعوامل مثل الشكل، وتوزيع حجم الجسيمات، وخصائص السائل الحامل، ومحتوى المواد الصلبة، وغيرها. يمكن أن يؤدي التوزيع المناسب لحجم الجسيمات إلى تعليق مستقر للطين. إذا كانت المواد الصلبة خشنة، تكون تكلفة إزالة الماء أقل، لكن التدفق يصبح أكثر تباينًا؛ أما إذا كانت الجسيمات دقيقة، يكون التركيب متجانسًا، لكن الطين يصبح غير نيوتوني، مما يزيد من تكلفة إزالة الماء.
كم عدد أنواع مضخات الملاط؟
يتم تصنيف المضخة الصناعية إلى ثلاثة أنواع بناءً على تشغيلها:
المضخات الحجمية، ومضخات الطاقة، ومضخات الطرد المركزي.
يمكن تقسيمها، على سبيل المثال، إلى مضخات كهربائية ومضخات مائية، بناءً على طريقة تشغيلها. وتُصنف بناءً على بنيتها إلى مضخة أحادية المرحلة أو متعددة المراحل.
تُصنف حسب استخدامها كمضخة مياه تغذية الغلايات، ومضخة قياس، وغيرها. على سبيل المثال، تُصنف مضخات الماء والنفط والطين بناءً على طبيعة السائل المراد نقله.
اعتبارات اختيار المضخة والمتانة
يُحدَّد مدى ملاءمة مضخة رماد الفحم بناءً على نوع الملاط المراد نقله. عند اختيار مضخة رماد متطاير مناسبة، يجب مراعاة مبدأ الضخ، وتصميم المكره/الدوار، ومادة تصنيع المضخة، وترتيب التفريغ بعناية. تُعدّ حُفر الرماد المتطاير الساخن من أكثر البيئات صعوبةً في جميع مضخات الملاط في محطات الطاقة، حيث يتم تزويدها بالمياه من أحواض مياه الأمطار التي قد تحتوي على ملاط ذي نسبة عالية جدًا من المواد الصلبة. تاريخيًا، استُخدمت مضخات الصرف الصحي الغاطسة التقليدية ذات مضخات الحمأة كمضخات رماد متطاير. ومع ذلك، فإن هذه المضخات معرضة للانسداد والتآكل بسبب الحصى والحثالة، كما أن معدل أعطالها مرتفع. تُزوّد مضخات الطرد المركزي التقليدية الملاط بالطاقة الحركية عبر مروحة دوارة.
ما هو الأفضل لنبات الرماد؟
مضخة الملاط الطاردة المركزية هي الأفضل، إذ صُممت لضخ السوائل الكاشطة باستمرار. ويمكن استبدال الأجزاء المتآكلة دون الحاجة إلى استبدال المضخة بأكملها.
تُعد مضخات الملاط الطاردة المركزية من أكثر المضخات استخدامًا في البيئات الصناعية. تحتوي كل مضخة على مروحة أو أكثر تدور لتحريك السوائل باستخدام قوة الطرد المركزي. تختلف مضخات الملاط الطاردة المركزية من حيث الجودة، فالعديد من مضخات الملاط رديئة الجودة لا تضخ سوى الماء، وهذا كل ما يسمح به غلافها ومراوحها. أما مضخات الملاط الطاردة المركزية الصناعية، أو مضخات الملاط الطاردة المركزية، فتتميز بمتانة أكبر بكثير، فهي مصنوعة من مواد صلبة تتحمل المواد الكاشطة والحمضية. وتتمثل الوظيفة الأساسية لمضخات الملاط الطاردة المركزية في نقل المواد الصلبة والسائلة. وبفضل عمرها الافتراضي، يمكن استخدام مضخات الملاط الطاردة المركزية في تطبيقات متنوعة، وهي مناسبة للمشروبات منخفضة اللزوجة ومعدلات التدفق العالية.
خصائص مضخة الملاط الطاردة المركزية لمضخات ملاط الرماد
تم تقييم فعالية المضخة تجريبيًا بسرعة دوران 1450 دورة في الدقيقة لخلطات الرماد السفلي، مع إضافة الرماد المتطاير وبدونه، بتركيزات تتراوح بين 10% و50% (بالوزن). تم تغيير كمية الرماد المتطاير المضافة إلى الرماد السفلي من 10% إلى 30% (بالوزن). تم قياس سعة المضخة الكاملة، والكفاءة الكلية، وقوة الإدخال عند معدلات تدفق مختلفة. أظهرت نتائج خصائص الأداء أن قيمة الضغط وكفاءة المضخة تتأثر بتركيز المواد الصلبة.
واقي الحزام
يحمي واقي الحزام، الموجود في الجزء الخلفي من المضخة، المُشغّلين من البكرات والأحزمة. يُمكن إزالة واقي الحزام المثقب وخفيف الوزن، مثل الواقي الموضح هنا، بسهولة عند الحاجة، مما يُتيح صيانة أسرع وأكثر أمانًا للمضخة.
قاعدة
تتميز هذه المضخة بقاعدة ثابتة، مع العلم أن مضخات الطين مزودة أيضًا بأرضيات متحركة. من مزايا القاعدة المنزلقة سهولة فتح وإغلاق المضخة للصيانة، مما يقلل من وقت توقفها.
رمح
يقوم المحرك بتحريك العمود، مما يؤدي إلى دوران المكره بسرعة.
مجموعة المحمل
نظراً للقوى المؤثرة على الدافع والعمود، فإن وظيفة مجموعة المحامل هي الحفاظ على ثبات العمود والدافع ومحاذاتهما بشكل صحيح. ونتيجةً لذلك، تتميز مضخات الملاط بمجموعات محامل أكثر متانة وقوة من مضخات المياه. ويمكن تحريك الخرطوشة ذهاباً وإياباً لضبط خلوص الدافع عند تآكله.
الحلزونية/العملية
يحتوي غلاف الحلزون على الدافع المُثبّت داخل الحلزون. صُمّم هذا الدافع ليكون احتياطيًا قابلًا للتغيير بدلًا من إتلاف الحلزون بالكامل كما في مضخات المياه، مما يجعل صيانته أسهل وأقل تكلفة. يسمح خرطوم الشفط بدخول الملاط إلى المضخة. تدفع قوة الدافع الدوار السائل إلى الخارج في أنبوب التفريغ تحت ضغط عالٍ.
كما اكتُشف أن أداء المضخة يعتمد بشكل كبير على جودة الملاط. إضافة جزيئات دقيقة من الرماد المتطاير إلى حبيبات رمل ملاط الرماد السفلي تُقلل بشكل أكبر من خسائر الضغط في المضخة. كما تُحسّن إضافة الرماد المتطاير إلى ملاط الرماد السفلي من أداء المضخة من حيث الضغط والكفاءة.
ملخص
تُستخدم مضخات الملاط عادةً لنقل الجسيمات الصلبة الكاشطة في المناجم، ومحطات الطاقة، والمعادن، والفحم، وحماية البيئة، وغيرها من الصناعات. تتراكم كتل الفحم ورواسب الفحم بسهولة في قطاع غسل الفحم. لذا، فإن متطلبات تصميم مضخة الملاط عالية جدًا.
