Пена представляет собой дисперсию газа (обычно воздуха) в жидкости. Воздух/газ может вовлекаться в процесс пенообразования за счет перемешивания на поверхности, например, при вращении мешалки, при соударении потока с поверхностью жидкости (к примеру, на водосбросах). Пена также может образовываться в результате биологических или химических реакций или процессов. Контроль пенообразования в аэраторах и бассейнах-отстойниках, в варочных реакторах, смесителях и водосбросах представляет собой важную технологическую задачу, решения которой можно достичь с использованием форсунок.
Бесконтрольное образование пены крайне нежелательно, так как это приводит к переполнению смесительных резервуаров/бассейнов, и, как следствие, к вытеканию из них, к созданию скользких поверхностей (а пена достаточно медленно высыхает) и небезопасных для персонала условий труда, может нарушать технологический процесс, повреждать оборудование и материалы.
Пенообразование в аэрационных бассейнах, биореакторах непрерывного действия с полным перемешиванием или вторичных отстойниках может привести к серьезным проблемам, если не уделить этому моменту соответствующее внимание. Пена начнет быстро нарастать, быстро переполняя резервуар, оставляя меньше необходимого пространства для нормального протекания технологического процесса. Существует потенциальная опасность перелива и загрязнения окружающего пространства.
Многие методы борьбы с пенообразованием включают в себя использование антивспенивающих добавок или регуляцию бактериального баланса экосистемы. Однако зачастую эти методы проигрывают в плане практичности и стоимости пеноподавлению и контролю пенообразования с помощью форсунок.
Контроль пены можно легко организовать за счет использования форсунок, распыляющих жидкость на поверхность бассейна, смесителя или резервуара, тем самым позволяя каплям воздействовать на пузырьки пены, разрушая их.
Характеристики форсунок для контроля пены
Пеноподавление за счет распыления жидкости, позволяет каплям разрушать образовавшиеся пузырьки пены. Если капля мелкая, то она не справится с этой задачей, если слишком крупная, то она может пробить пену до жидкости и привести в повторному пенообразованию. Поэтому для каждого случая пеногашения нужно выбирать форсунки с правильным размером капли.
Полноконусные форсунки 490 и 422 серий идеально подойдут для задач по пеноподавлению по всей площади.
Также возможен вариант установки плоскоструйных форсунок по краю резервуаров, ёмкостей, которые будут срезать излишки пены, не давая ей утекать за пределы. Идеально для данных применений подходят плоскоструйные дефлекторные форсунки серий 686, 564.
Зачастую в процессе пеногашения используется вода различной степени загрязнения или недостаточно фильтрованная водопроводная вода. Поэтому имеет смысл учесть и этот фактор, и использовать специальные серии форсунок, практически не подверженных засорению (незасоряемые форсунки Лехлер). При необходимости контроля пенообразования на больших площадях или там, где расстояние между форсункой и уровнем пены достаточно небольшое, следует использовать форсунки с широкими углами распыла. Это также может сократить количество необходимых форсунок и трубопровода.
Выбор форсунок для пеноподавления
Для правильного подбора форсунок для контроля пены необходимо учитывать следующие моменты:
- Площадь поверхности пенообразования;
- Находится ли жидкость в движении. Если к примеру жидкость в резервуаре или смесителе движется/вращается или падает, то стоит предусмотреть ряд форсунок на спрейбаре, чтобы контролировать пенообразование по всей поверхности жидкости после полного цикла вращения.
- Способ и место установки форсунок.
- Толщина пены, уровень пенообразования. Необходимо определить нужный размер капель для деструкции и подавления пены. Если капля слишком маленькая, то при достаточно низкой скорости, она просто отскочит от поверхности пенного пузырька и не даст эффекта. Напротив, если она слишком большая, и летит с большой скоростью, то она пролетит сквозь пенный пузырь, создав еще больше пены.
- Фильтрация воды и незасоряемые форсунки.
Пример использования форсунок Лехлер в решении проблемы пенообразования в процессе флотации при обогащении полезных ископаемых
Процесс флотации горно-рудного сырья на многих горно-обогатительных комбинатах (ГОКах) постоянно идет с образованием устойчивой обильной пены. Проблемы с контролем образования пены создают значительные затруднения работы технологического процесса и приводят к потерям из-за перелива пены через борта флотомашин.
Одним из самых эффективных способов разрушения пены в процессе флотации является распыление на ее поверхность воды с помощью форсунок. Данный способ с применением форсунок фирмы Lechler был успешно реализован при обогащении апатит-штаффелитовой руды (АШР) на Ковдорского ГОКе минерально-химической компании «Еврохим».
Повышенное пенообразование при выпуске апатит-штаффелитового концентрата (АШК) при переработке АШР приводило к смешению пенных и камерных продуктов, и, как следствие, к нарушению подбора правильных реагентных режимов. Все это крайне негативно сказывалось на планах компании по повышению выпуска АШК.
В секциях флотации для гашения пены в желобах были установлены форсунки серии 490 с креплением распылительной системы EasyClip, с помощью которых удалось полностью решить проблему повышенного пенообразования.