در بسیاری از صنایع و خطوط تولید کارخانه ها لازم است مقدار دقیقی از مواد شیمیایی در زمان مشخص و براساس شرایط محیط در مخازن مختلف تزریق شود. انجام این کار توسط نیروی انسانی خطای زیادی دارد و به همین دلیل با تجهیزاتی به نام پمپ تزریق مواد شیمیایی یا دوزینگ پمپ Chemical Injection Pump تزریق صورت می گیرد. این تجهیزات قادرند براساس اطلاعات بدست آمده توسط سنسورها، در زمان مناسب مقدار دقیقی از مواد شیمیایی را به مخزن تزریق کنند و دقت بالایی دارند. در ادامه نحوه کار و انواع مختلف پمپ تزریق براساس نحوه علکرد و کاربرد آنها را معرفی می کنیم.
پمپ تزریق مواد شیمیایی چیست؟
پمپ تزریق مواد شیمیایی یا دوزینگ پمپ یک دستگاه دقیق و کنترل شده است که برای تزریق حجم های مشخصی از مواد شیمیایی به داخل سیستم های فرآیندی، مانند خطوط لوله، مخازن یا راکتورها استفاده می شود. این پمپ ها معمولا از نوع پمپ های پیستونی یا دیافراگمی هستند و قادر به کار در فشارهای بالا و دقت تزریق در حد میلی لیتر یا میکرولیتر هستند. از انواع پمپ تزریق در صنایعی مانند نفت و گاز، تصفیه آب و فاضلاب، کشاورزی و صنایع شیمیایی برای کنترل خوردگی، تنظیم pH و تزریق مواد شیمیایی خاص استفاده می شود.
در حالت کلی پمپ تزریق مواد شیمیایی به صورت زیر کار می کنند:
- در مرحله اول، پمپ با ایجاد خلاء نسبی، ماده شیمیایی را از مخزن ذخیره به داخل محفظه پمپ می کشد. این کار در مدل های مختلف با روش های مختلفی انجام می شود اما در اغلب دستگاه ها توسط حرکت بازگشتی پیستون یا دیافراگم مواد شیمیایی وارد مخزن می شوند.
- پس از پر شدن محفظه، پیستون یا دیافراگم به سمت جلو حرکت کرده و ماده شیمیایی را با فشار به داخل خط لوله یا سیستم مورد نظر تزریق می کند.
- میزان دبی تزریق توسط تنظیمات مکانیکی یا الکترونیکی تنظیم می شود. برخی پمپ ها مجهز به سیستم های دیجیتال هستند و با دقت بسیار بالایی تزریق مواد در آنها انجام می شود.
- این فرآیند به طور مداوم و چرخه ای تکرار می شود تا مقدار مشخصی از ماده شیمیایی در بازه های زمانی معین به سیستم اضافه شود.
اجزای پمپ تزریق مواد شیمیایی
برای پیاده سازی مراحل ورود مواد شیمیایی به محفظه داخل دستگاه، اندازه گیری مقدار دقیق مواد و تزریق آنها در زمان مناسب نیاز به اجزای متعددی است. این اجزا در کنار هم در نهایت ساختار کلی دستگاه را می سازند و اصلی ترین آنها عبارتند از:
- مخزن ذخیره مواد: مخزن هایی از جنس پلی اتیلن یا استنلس استیل هستند که برای نگهداری و آماده سازی مواد شیمیایی استفاده می شوند. این مخازن در برابر خوردگی، ضربه و نوسانات دمایی مقاوم هستند.
- پمپ تزریق (دوزینگ پمپ): قطعه اصلی برای تزریق دقیق مواد شیمیایی به سیستم است. انواع مختلفی مانند پلانجری، دیافراگمی و پریستالتیک دارد و می تواند به صورت دستی یا اتوماتیک کنترل شود.
- میکسر یا همزن: برای مخلوط کردن و رقیق سازی مواد شیمیایی قبل از تزریق استفاده می شود. قطعات آن از مواد ضدزنگ ساخته شده اند تا در برابر خوردگی مقاوم باشند.
- تابلو کنترل: بخش مدیریت و کنترل پکیج است و فرمان ها را به قطعات مختلف ارسال می کند. این قطعه مجهز به چراغ های هشدار، صفحه نمایش و سوئیچ های کنترلی است.
- شیرهای کنترلی: برای تنظیم و قطع و وصل جریان مواد شیمیایی استفاده می شوند. این شیرها می توانند به صورت دستی یا اتوماتیک عمل کنند.
- شاسی استقرار: سازه ای از جنس استنلس استیل است و تمام اجزای پکیج روی آن نصب می شود. این قطعه در برابر زنگ زدگی و خوردگی مقاومت بسیار بالایی دارد.
- نازل: قطعه ای برای انتقال مواد شیمیایی تزریق شده به محل مورد نظر است.
- شیر اطمینان: برای افزایش ایمنی سیستم و جلوگیری از افزایش فشار یا انفجار استفاده می شود و در شرایط اضطراری به طور خودکار عمل می کند.
- فلومتر: ابزاری برای اندازه گیری دقیق مقدار مواد شیمیایی تزریق شده به سیستم است و دقت بالایی در کنترل جریان دارد.
- سنسورها: برای اندازه گیری پارامترهایی مانند دما، فشار و غلظت مواد شیمیایی استفاده می شوند.
انواع پمپ تزریق مواد شیمیایی
از این نوع پمپ در بسیاری از صنایع و پروژه ها و با کاربردهای متفاوت می توان استفاده کرد. به عنوان مثال از اصلی ترین موارد کاربرد آن می توان به استفاده در پکیج تزریق مواد شیمیایی اشاره کرد که تنوع زیادی دارند:
- پکیج تزریق کلر: در استخرها و سایر محیط هایی که نیاز به تزریق کلر برای تصفیه و از بین بردن میکروارگانیسم ها است از این دستگاه می توان استفاده کرد. با ایجاد کمی تغییر در ساختار پکیج تزریق مواد شیمیایی می توان با این دستگاه مقدار دقیقی از کلر مایع، جامد و گاز را در زمان مشخص به محیط مورد نظر تزریق کرد و نیاز به دخالت نیروی انسانی نیست و در شرایط ایمن کار انجام می شود.
- تزریق پلی الکترولیت: در بسیاری از صنایع برای جداسازی ذرات جامد معلق در مخازن می توان از مواد منعقدکننده استفاده کرد. برای تزریق مواد منعقدکننده دستگاه پکیج تزریق پلی الکترولیت که نوع خاصی از پکیج تزریق مواد شیمیایی است می توان استفاده کرد.
علاوه بر این دسته بندی، براساس نوع پمپ های به کار رفته در دستگاه نیز می توان این تجهیزات را به صورت زیر گروه بندی کرد:
- پمپ برقی (الکتروموتور): انرژی این پمپ از برق تأمین می شود و با انتقال نیرو به جعبه دنده، حرکت رفت و برگشتی شفت و دیافراگم را ایجاد می‌کند.
- پمپ سلونوئیدی (الکترومغناطیسی): با استفاده از میدان مغناطیسی ایجاد‌شده توسط مگنت، شفت به چپ و راست حرکت کرده و تزریق انجام می شود. حجم تزریق در این پمپ ها معمولا کمتر است.
- پمپ پنوماتیکی (بادی): انرژی این پمپ از هوای فشرده تأمین می شود و با حرکت شفت، عمل تزریق انجام می گیرد.
- پمپ پیستونی: با حرکت پیستون، مایع فشرده و منتقل می شود. این پمپ ها برای دبی های کم و فشارهای بالا مناسب هستند و دقت بالایی دارند.
- پمپ دیافراگمی: با حرکت متناوب دیافراگم، مواد شیمیایی تزریق می شوند.
- پمپ دورانی: این نوع پمپ با مکانیسم چرخشی، مواد شیمیایی را انتقال می دهد. پمپ های دورانی طراحی ساده ای دارند و برای دبی های بالا و فشارهای متوسط مناسب هستند.
کاربرد پمپ تزریق مواد شیمیایی
- تزریق رنگ به بنزین و سایر مواد شیمیایی در فرآیندهای پتروشیمی
- تزریق کنسانتره، اسید و سایر مواد به محصولات غذایی مانند نوشابه
- تزریق دقیق مواد شیمیایی در فرآیندهای تولید دارو
- تزریق مواد شیمیایی در فرآیندهای تولید پارچه و کاغذ
- تزریق مواد شیمیایی برای گندزدایی و تنظیم پارامترهای آب
- تزریق مواد شیمیایی برای جلوگیری از خوردگی و بهبود فرآیندها
- تزریق مواد برای تنظیم pH، جلوگیری از خوردگی و رسوب‌گذاری
- تزریق کلر و سایر مواد شیمیایی بر اساس pH آب
- تزریق مواد شیمیایی مانند واتکس برای ضدعفونی‌کردن خطوط انتقال آب
- تزریق مواد ضدرسوب برای جلوگیری از تشکیل رسوب در مخازن
نتیجه گیری
برای تزریق مقدار دقیق مواد شیمیایی و جلوگیری از برخورد مواد مضر به انسان، از پمپ تزریق مواد شیمیایی استفاده می شود. در این تجهیزات از انواع پمپ های برقی، الکترومغناطیسی، پنوماتیکی، پیستونی، دیافراگمی و دورانی استفاده می شود که بر نحوه عملکرد دستگاه تاثیر می گذارند.
انتهای پیام
