Còn Hàng
Có những loại hóa chất sau một thời gian lưu trữ hoặc vận hành sẽ phát sinh khí, làm xuất hiện bọt trong đường hút và đường châm. Với bơm định lượng sử dụng van một chiều, lượng khí này có thể làm giảm khả năng cấp hóa chất hoặc gây hiện tượng air lock. Bơm nhu động định lượng hóa chất có khí không bị mất mồi được thiết kế theo nguyên lý ép ống bằng rotor và con lăn, nhờ đó dòng hóa chất được đẩy trực tiếp trong ống và bơm có khả năng tự mồi, đồng thời có thể tiếp tục vận chuyển chất lỏng có lẫn khí trong những điều kiện phù hợp. Đây là cấu hình đáng xem xét cho các hệ thống châm hóa chất như sodium hypochlorite, một số dung dịch oxy hóa và các môi chất có xu hướng giải phóng khí.
Điểm cần hiểu rõ là cụm từ “có khí không bị mất mồi” không có nghĩa bơm có thể vận hành trong mọi tỷ lệ khí – lỏng hoặc mọi điều kiện áp suất mà không ảnh hưởng đến lưu lượng. Khả năng xử lý khí phụ thuộc vào loại ống, tốc độ bơm, áp suất xả, chiều cao hút, lượng khí cuốn theo và cấu hình đường ống. Vì vậy, lựa chọn thiết bị vẫn cần dựa trên điều kiện làm việc thực tế.
Cấu tạo và nguyên lý bơm nhu động định lượng hóa chất có khí
Bơm nhu động định lượng hóa chất hoạt động bằng cách dùng rotor mang con lăn hoặc cơ cấu ép liên tục vào một đoạn ống đàn hồi. Khi con lăn đi qua, ống bị ép kín tại vùng tiếp xúc và đẩy chất lỏng về phía đầu xả. Sau khi con lăn rời khỏi vị trí ép, ống phục hồi hình dạng, tạo lực hút để đưa môi chất mới vào.
Không giống các cấu hình bơm màng phụ thuộc vào hệ thống van hút – van đẩy để đóng mở dòng chất lỏng, đường chất lỏng của bơm nhu động chủ yếu nằm trong ống. Chính đặc điểm này giúp thiết bị có khả năng tự mồi và giảm nguy cơ mất khả năng bơm do một lượng khí tích tụ trong đầu bơm. Các tài liệu kỹ thuật về bơm nhu động cũng ghi nhận khả năng tự mồi và vận chuyển môi chất có bọt khí trong những điều kiện ứng dụng phù hợp.
Một cấu hình bơm nhu động chống mất mồi thường bao gồm:
| Bộ phận | Chức năng |
|---|---|
| Động cơ | Cung cấp chuyển động quay cho rotor |
| Bộ điều khiển | Điều chỉnh tốc độ và chế độ vận hành |
| Rotor | Mang con lăn hoặc cơ cấu ép ống |
| Con lăn/giày ép | Tạo lực nén lên ống để dịch chuyển hóa chất |
| Ống bơm | Chứa hóa chất và là bộ phận chịu chu kỳ ép |
| Đầu bơm | Định vị ống và rotor |
| Đường hút | Kết nối từ bồn hóa chất đến bơm |
| Đường xả | Dẫn hóa chất đến điểm châm |
| Van chân/strainer | Hỗ trợ đường hút tùy cấu hình |
| Van injection/check | Hỗ trợ kiểm soát dòng tại điểm châm |
| Cảm biến mức | Phát hiện mức hóa chất thấp nếu được tích hợp |
| Tủ điều khiển | Liên kết bơm với PLC/HMI/SCADA |
Đối với hóa chất có xu hướng thoát khí, ví dụ sodium hypochlorite, khí có thể tích tụ trong hệ thống định lượng. Nguồn khí này có thể xuất hiện do chính đặc tính của hóa chất, nhiệt độ, điều kiện bảo quản hoặc quá trình hút. Một số tài liệu ứng dụng trong xử lý nước ghi nhận hiện tượng “off-gassing” của sodium hypochlorite và nguy cơ tạo bọt khí trong tuyến châm.
Khi rotor tiếp tục ép ống, cả phần chất lỏng và lượng khí nằm trong ống được dịch chuyển về phía xả. Đây là lý do bơm nhu động định lượng hóa chất có khí thường được xem xét trong các hệ thống mà hiện tượng khí hóa gây khó khăn cho những kiểu bơm định lượng khác.
Thông số kỹ thuật và tính năng của bơm nhu động chống mất mồi
Không có một dải thông số cố định cho tất cả bơm nhu động định lượng hóa chất có khí. Một số dòng được thiết kế cho lưu lượng rất nhỏ, trong khi các dòng công nghiệp có thể đạt lưu lượng lớn hơn đáng kể. Áp suất cho phép cũng phụ thuộc trực tiếp vào loại ống, kích thước ống, tốc độ rotor và cấu trúc đầu bơm.
Bảng dưới đây là các thông số cần xem xét khi xây dựng cấu hình:
| Thông số | Cấu hình tham khảo |
|---|---|
| Kiểu bơm | Bơm thể tích kiểu nhu động |
| Nguyên lý | Rotor ép ống bằng con lăn hoặc shoe |
| Lưu lượng | Từ mức nhỏ đến trung bình/lớn tùy model |
| Áp suất xả | Phụ thuộc model và loại ống |
| Khả năng tự mồi | Có ở bơm nhu động; giới hạn phụ thuộc điều kiện lắp đặt |
| Môi chất | Hóa chất xử lý nước, dung dịch oxy hóa, polymer và các chất tương thích ống |
| Khả năng xử lý khí | Có thể vận chuyển khí cuốn theo trong phạm vi thiết kế |
| Vật liệu ống | EPDM, Santoprene, silicone, PVC hoặc vật liệu chuyên dụng tùy model |
| Điều chỉnh lưu lượng | Thay đổi tốc độ rotor |
| Điều khiển | Thủ công hoặc tự động |
| Tín hiệu | Có thể gồm 4–20 mA, pulse hoặc giao tiếp tùy model |
| Lắp đặt | Trên tường, skid hoặc bệ thiết bị tùy cấu hình |
Những tính năng có ý nghĩa trong ứng dụng thực tế
| Tính năng | Ý nghĩa |
|---|---|
| Tự mồi | Hỗ trợ hút hóa chất sau khi đường ống bị rỗng hoặc sau bảo trì |
| Khả năng vận chuyển khí | Giảm nguy cơ bơm dừng do một lượng khí nằm trong tuyến chất lỏng |
| Đường chất lỏng đơn giản | Hóa chất chủ yếu tiếp xúc với ống bơm |
| Không phụ thuộc van hút/đẩy trong đầu bơm | Giảm một số nguyên nhân gây kẹt van do cặn hoặc khí |
| Điều chỉnh tốc độ | Dễ thay đổi lưu lượng định lượng |
| Thay ống | Bảo trì bộ phận tiếp xúc hóa chất tương đối trực tiếp |
| Điều khiển tự động | Có thể kết hợp PLC, lưu lượng kế hoặc cảm biến quá trình |
| Phù hợp một số hóa chất tạo khí | Có thể cân nhắc cho sodium hypochlorite và môi chất tương tự khi cấu hình đúng |
Tuy nhiên, bơm nhu động có khí vẫn phải được thiết kế đúng đường hút và đường xả. Nếu đường hút có rò khí, bồn hóa chất cạn, ống bị lão hóa hoặc áp suất xả vượt giới hạn của ống, khả năng định lượng sẽ bị ảnh hưởng.
Một điểm khác cần quan tâm là pulsation. Do chất lỏng được dịch chuyển theo từng vùng ép của rotor, dòng xả của bơm nhu động có tính dao động. Với hệ thống yêu cầu dòng châm ổn định, có thể xem xét pulsation dampener, bố trí đường ống phù hợp hoặc lựa chọn cấu hình rotor/đầu bơm tương ứng. Một số ứng dụng xử lý polymer đã sử dụng bộ giảm xung để hạn chế dao động áp suất và cải thiện độ ổn định của dòng định lượng.
Cấu hình hệ thống và ứng dụng thực tế
Một cụm bơm nhu động định lượng hóa chất có khí không bị mất mồi trong hệ thống xử lý nước có thể được bố trí theo sơ đồ:
Bồn hóa chất → Cảm biến mức → Van hút → Strainer → Bơm nhu động → Pulsation dampener tùy yêu cầu → Van một chiều/Injection valve → Điểm châm → Đường ống công nghệ
Với hóa chất có hiện tượng tạo khí, phần bồn chứa cũng cần được xem xét. Đường hút nên được bố trí ngắn, kín và hạn chế các điểm cao dễ tích tụ khí. Bồn hóa chất cần có giải pháp thông hơi phù hợp; đồng thời tránh đặt bồn tại vị trí có nhiệt độ làm tăng tốc độ phân hủy hoặc giải phóng khí đối với những hóa chất nhạy với nhiệt.
Châm sodium hypochlorite trong xử lý nước
Sodium hypochlorite là một ví dụ điển hình khi lựa chọn bơm nhu động châm hóa chất có khí. Dung dịch này có thể phát sinh khí trong quá trình bảo quản và vận hành, đặc biệt khi điều kiện nhiệt độ không phù hợp. Khí tích tụ trong đường châm có thể tạo ra vấn đề đối với một số công nghệ bơm định lượng.
Với hệ thống này, cấu hình nên quan tâm đến vật liệu ống, độ kín đường hút, nhiệt độ bồn, vị trí bơm và điểm châm. Nếu lượng khí lớn hoặc điều kiện vận hành thay đổi đáng kể, cần đánh giá riêng khả năng xử lý khí của model thay vì chỉ dựa vào nguyên lý nhu động.
Châm hóa chất trong xử lý nước thải
Trong hệ thống xử lý nước thải, bơm nhu động định lượng hóa chất có thể dùng cho polymer, hóa chất điều chỉnh pH, chất oxy hóa và một số dung dịch xử lý khác.
Đối với polymer dạng lỏng, bơm nhu động có thể được tích hợp vào hệ thống pha loãng và chuẩn bị polymer. Một số hệ thống thương mại sử dụng bơm nhu động để định lượng polymer lỏng vào nước pha loãng, sau đó đưa qua khu vực trộn và hoàn thiện dung dịch trước khi cấp cho công đoạn xử lý.
Hệ thống RO và xử lý nước công nghiệp
Trong dây chuyền xử lý nước RO, bơm có thể được dùng để châm antiscalant hoặc các hóa chất tiền xử lý phù hợp. Khi hóa chất có xu hướng tạo bọt hoặc giải phóng khí, cấu hình bơm nhu động có thể được xem xét để hạn chế tình trạng mất mồi.
Điều quan trọng là xác định lưu lượng châm theo lưu lượng nước cấp, nồng độ dung dịch hóa chất và yêu cầu của quy trình. Không nên cài đặt tốc độ bơm theo một giá trị cố định khi tải của hệ thống RO thay đổi đáng kể.
Nước tuần hoàn và tháp giải nhiệt
Bơm nhu động định lượng hóa chất có thể được dùng để cấp chất kiểm soát cáu cặn, chất ức chế ăn mòn hoặc hóa chất xử lý nước tuần hoàn. Khi kết hợp cảm biến conductivity, pH hoặc ORP với PLC, bơm có thể vận hành theo tín hiệu quá trình.
Nếu hóa chất có độ nhớt cao, cần kiểm tra thêm khả năng hút và khả năng duy trì lưu lượng của ống. Độ nhớt, chiều dài tuyến hút và chênh lệch cao độ giữa bồn với bơm đều có thể ảnh hưởng đến điều kiện cấp hóa chất.
Tiêu chí lựa chọn, vận hành và Q&A
Khi lựa chọn bơm nhu động định lượng hóa chất có khí, nên xác định đồng thời:
- Lưu lượng châm tối thiểu, bình thường và tối đa.
- Áp suất tại điểm châm.
- Loại hóa chất, nồng độ và nhiệt độ.
- Mức độ tạo khí hoặc lượng khí dự kiến.
- Độ nhớt và tỷ trọng.
- Chiều cao hút và chiều dài đường hút.
- Vật liệu ống tương thích hóa chất.
- Số giờ vận hành mỗi ngày.
- Yêu cầu điều khiển và tín hiệu PLC/SCADA.
Đặc biệt, “không bị mất mồi” nên được hiểu là đặc tính vận hành của bơm nhu động trong phạm vi thiết kế, không phải cam kết rằng bơm sẽ duy trì lưu lượng không đổi với mọi tỷ lệ khí. Khi lượng khí lớn, đường hút bị rò hoặc áp suất xả vượt giới hạn, hệ thống vẫn có thể gặp sai lệch định lượng.
Vì sao bơm nhu động ít gặp hiện tượng mất mồi khi hóa chất có khí?
Rotor ép trực tiếp ống và có khả năng dịch chuyển cả chất lỏng lẫn một lượng khí cuốn theo. Cơ chế này không phụ thuộc theo cùng cách vào việc van hút và van đẩy phải được lấp đầy chất lỏng như một số bơm định lượng khác.
Hóa chất nào thường phát sinh khí trong hệ thống châm?
Sodium hypochlorite là một ví dụ đáng chú ý. Điều kiện bảo quản và nhiệt độ có thể ảnh hưởng đến quá trình phân hủy và giải phóng khí của dung dịch.
Bơm nhu động có cần mồi trước khi chạy không?
Bơm nhu động có khả năng tự mồi, nhưng trong vận hành thực tế vẫn nên thực hiện quy trình khởi động và kiểm tra đường ống theo hướng dẫn của model. Mồi ban đầu ở tốc độ phù hợp cũng giúp loại bỏ khí không cần thiết khỏi tuyến châm.
Có cần van một chiều ở điểm châm không?
Không phải mọi cấu hình đều cần cùng một loại van. Việc sử dụng injection valve, check valve hoặc phụ kiện tương ứng phụ thuộc áp suất đường ống, nguy cơ siphon và yêu cầu của điểm châm.
Có thể sử dụng bơm nhu động cho polymer không?
Có. Bơm nhu động được sử dụng trong một số hệ thống định lượng polymer lỏng và xử lý nước thải. Tuy nhiên cần kiểm tra độ nhớt, nồng độ, lưu lượng và yêu cầu shear của polymer trước khi lựa chọn.
SKY Envitech cung cấp bơm nhu động định lượng hóa chất có khí không bị mất mồi cho các cấu hình châm hóa chất trong xử lý nước và các quy trình công nghiệp phù hợp. Khi thiết kế hệ thống, bơm nên được lựa chọn cùng ống bơm, bồn hóa chất, đường hút – xả, điểm injection, thiết bị đo và tủ điều khiển để kiểm soát đồng bộ cả lưu lượng lẫn hiện tượng khí trong đường châm.
Để lựa chọn thiết bị, vật tư hoặc phương án châm hóa chất phù hợp, doanh nghiệp nên cung cấp loại hóa chất, nồng độ, lưu lượng cần châm, áp suất tại điểm châm, nhiệt độ, độ nhớt, điều kiện hút và mức độ phát sinh khí cho đơn vị kỹ thuật.
Tài liệu kỹ thuật
- Peristaltic Pump Technical and Application Documentation.
- Chemical Dosing and Metering Pump Engineering Guidelines.
- Water Treatment Chemical Dosing Engineering Documentation.
- API 675 – Positive Displacement Pumps – Controlled-Volume for Petroleum, Petrochemical and Natural Gas Industries.
- Technical Documentation for Polymer Metering and Wastewater Treatment Systems.
Meta Description gợi ý
Bơm nhu động định lượng hóa chất có khí không bị mất mồi – tìm hiểu nguyên lý tự mồi, khả năng xử lý bọt khí, cấu hình dosing và ứng dụng châm sodium hypochlorite, polymer, hóa chất xử lý nước.
