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    陶瓷膜除油技术的研究与应用

    2012-01-12 19:47:07  来源:华德公司
    近年来,随着炼焦厂的规模增大,产生的剩余氨水量也不断增加,剩余氨水中焦油的脱除成为当前急待解决的问题。以前的几种除油方法都存在一定的问题,如砂石过滤器易堵塞、静止除油法除油效率低、焦油浮选器投资太高及FJL射流气浮除油机操作较复杂。本文对陶瓷膜除油技术进行了介绍。
    1工艺流程
    从机械化澄清槽来的氨水先流入剩余氨水槽,经泵送到螺旋板换热器换热后再到陶瓷膜分离器过滤除油,剩余氨水送到蒸氨氨水槽,轻油从分离器顶部排出,重油从底部排出。在剩余氨水出口用蒸汽和水反冲洗,工艺流程见图1。

    2陶瓷膜分离器与其他除油方法的比较
    (1)砂石过滤器与陶瓷膜过滤器的比较。砂石过滤器容易堵塞,不能再生,使用时间短,1年就需更换内部滤砂。陶瓷膜分离器使用一段时间后也会堵塞,用热水反冲洗是一种非常有效的再生方法。当陶瓷膜分离器阻力超过1kPa时,打开蒸汽和水反冲洗15min,就能够恢复内部填料的通透性,使过滤性能恢复到原来的水平。图2是反冲洗与透过速度的关系,用热水反冲洗不仅能除去覆盖在填料表面的滤饼油渣,还能除去膜孔中的细小颗粒,使透过速度恢复到原有水平。

    (2)静置除油与陶瓷膜除油的比较。静置除油就是把剩余氨水放在大容积的贮槽内,油滴靠重力作用下沉。静置除油法只能除去直径较大的油滴,除油效率在50%以下。陶瓷膜除油在*初过滤阶段,依靠庞大的微孔和强大的表面能,将固液两相中的固相颗粒截留或吸附在表面上。当过滤一段时间后,在陶瓷膜的外面形成了滤饼,滤饼就成了过滤的主要介质。表1是静置除油与陶瓷膜除油效率的比较,采取陶瓷膜除油后,效率由40%左右提高到70%以上。

    (3)焦油浮选器和陶瓷膜除油的比较。我厂为了彻底解决剩余氨水的带油问题,曾用焦油浮选器代替砂石过滤器处理剩余氨水,取得了较好效果。但是用焦油浮选器除油投资太高,图3是焦油浮选器和陶瓷膜分离器除油的投资比较,除油量每增加10m3/h,焦油浮选器投资要比陶瓷膜分离器的投资高10万元以上。

    (4)FJL射流气浮机与陶瓷膜除油的比较。射流气浮除油操作麻烦,因为需要加入浮选剂或混凝剂,使废水中直径0.25~25μm的乳化分散油和悬浮颗粒吸附在微气泡上,并随微气泡上浮到水面形成浮油以便于油水分离。此外,少量进入气浮机的油渣容易使曝气器发生堵塞,因而要时常卸下曝气器进行清理。为进一步提高除油效率,还需要加入絮凝剂,如PAM(聚丙烯酰胺)及聚合铁等药剂。陶瓷膜分离器除油则能省去许多麻烦,只需定期用蒸汽和水反冲洗就行。陶瓷膜分离器在使用过程中,随着填料内部的微孔逐渐被堵塞,以及填料外面的滤饼逐渐增厚,氨水进出口的压力差会逐渐变大,当大于1kPa时,就需要用蒸汽和水反冲洗。
    反冲洗时把分离器的氨水进出口阀门关闭,把轻油阀门关闭,把底部重油阀门打开,打开反冲洗蒸汽和水进行冲洗,当分离器的氨水进出口压力差小于0.2kPa时,表明冲洗工作完毕,可重新开启陶瓷膜分离器。
    3陶瓷膜除油的操作条件
    为了获得*佳操作条件,我们在预备实验的基础上,结合本实验的具体情况,选L9(34)正交表来安排实验。其中影响因素主要有4个:温度、浓度、流量和反冲洗时间。其中温度靠螺旋板换热器控制,浓度靠进口加水量来控制,流量靠转子流量计来控制,实验结果见表2,极差分析见表3。

    由极差分析可知,影响陶瓷膜除油效率的因素依次为:浓度、流量、反冲时间、温度。*佳操作条件确定为:温度=50℃,流量为额定流量(本实验所采用的陶瓷膜过滤器的额定流量为1m3/h),反冲时间=20min,浓度越高除油效率越高。
    4结论
    (1)陶瓷膜除油技术克服了以前多种除油方法存在的问题,对炼焦行业剩余氨水的处理具有重要意义。
    (2)陶瓷膜除油可以使焦油和水重复利用,达到节能降耗和保护环境的目的。
     
     
     

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    张龙庭
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