陶瓷膜除油技术的研究与应用

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。