摘要:介绍了北元化工一次盐水盐泥回收压滤,分析对比了盐泥压滤前后的数据,通过实验数据和不断的实践操作来平衡盐泥中的含盐成份,为下一步的盐泥回用做好理论实践基础.
关键词:一次盐水;盐泥压滤;成份
一、盐泥产生的产生背景
盐水在生产精制过程中,为了去除所含的钙、镁、硫酸根等有害离子,需要添加碳酸钠、氢氧化钠、亚硫酸钠等辅助药剂,让盐水中的部分离子结合成不溶物并沉淀,做后用过滤膜分离,与及其他不容的机械杂质形成盐泥。随着膜分离技术的不断创新,盐泥的主要成分也在改变。在2010年以前,基本都是用MRO脱硝,盐泥含硫酸钠的比重在 30%左右,2010年开始,膜法除硝在氯碱行业得到大量应用,大部分的厂家都进行了改进,极大的减少了氯化钡的使用,同时盐泥的成分也有了较大的变化,不再含有硫酸钡。盐泥一般采用板框压滤机进行固液分离,颜色根据所含成分不同也相应不同,主要为乳白色或淡黄色,滤饼含水分月 35%左右,压滤后的盐泥一般采用填埋的方式处理,对周围的环境造成一定的影响。
二、盐泥的综合利用
1.盐泥根据其组分的不同,可以应用到建筑材料、化工原料方面。主要方式有制造建筑石膏、涂料、水泥、人行道砖,还可制成硫酸钠,氯化钙、氧化镁等,因涉及经济效益等多种因素,应用范围还不广泛。
2.公司现有 110万吨烧碱产能,化工采卤分厂每年产生约2万吨湿盐泥(干基约1.4万吨),公司内部无法处理使用,目前以16.2元/吨的运费外运,垃圾处理费按28.5元/吨,合计每吨费用44.7元,年产生89.4万元处理费用,给公司造成较大经济损失。盐泥的pH 为 9~11,呈弱 碱 性,其 主 要 成 分 是 NaCl、Na2SO4、NaClO3、Mg(OH)2、Fe(OH)3、CaCO3 等。盐泥 为Ⅱ类一般固体废弃物,含盐高,湿度大并且呈弱碱性,具 有 一 定 的 腐 蚀 性,直接外运填埋造成土壤盐碱化;盐 泥 又 因 含 Mg2+ 高,受温湿度影响大,具有不稳定性,不适合做建筑胶凝材料。属于Ⅱ类一般工业固体废弃物,需要固定的填埋场填埋,对于盐泥的处理在氯碱行业里是比较头痛的问题。
三、分析步骤
称取盐泥20g,精确至0.0002g,于烧杯中,煮沸溶解,过滤转至500ml容量瓶中,加水稀释至刻度,摇匀。吸取10ml于250ml三角瓶中,加水约50ml,滴加1-2滴10g/l的酚酞用0.1mol/l硫酸溶液中和至红色消失,再加1ml50g/l铬酸钾指示剂。用1mol/l硝酸银标准溶液至终点为微转红色,经充分摇动后不消失为终点。
计算方法:
氯化钠%=V*C*0.05844*1000/m*(10+a)/500
其中:V:硝酸银标准溶液ml;
C:硝酸银标准溶液浓度:mol/l
0.05844:氯化钠的毫克摩尔质量
n:10ml移液管的校正值
m:称取盐泥的质量,g
四、设备主要参数
压滤机是一种常用的固液分离设备,主要应用于化工生产,至今仍广泛应用于化工、制药、冶金、染料、食品、酿造、陶瓷以及环保等行业。
(一)种类分类:
1.过滤方式分类:厢式压滤机(chamber pressure filter)"和"带式压滤机(belt pressure filter)、隔膜式压滤机、板框压滤机
2.结构分类:悬梁式压滤机和带式压滤机
3.压力方式分类:液压压紧、手动千斤顶压紧、机械压紧
所用的科学:固体和液体的物理性。
组成部分
1.机架
是压滤机的基础部件,两端是止推板和压紧头,两侧的大梁将二者连执着起来,大梁用以支撑滤板、滤框和压紧板。为了满足高级卫生需要,机架需要包上不锈钢。包不锈钢技术可做参考,其质量可满足欧洲客户的需要。
(1)止推板:它与支座连接将压滤机的一端坐落在地基上,厢式压滤机的止推板中间是进料
孔,四个角还有四个孔,上两角的孔是洗涤液或压榨气体进口,下两角为出口(暗流结构还是滤液出口)
(2)压紧板:用以压紧滤板滤框,两侧的滚轮用以支撑压紧板在大梁的轨道上滚动。
(3)大梁:是承重构件,根据使用环境防腐的要求,可选择硬质聚氯乙烯、聚丙烯、不锈钢包覆或新型防腐涂料等涂覆。
2.压紧机构
手动压紧、机械压紧、液压压紧。
(1)手动压紧:是以螺旋式机械千斤顶推动压紧板将滤板压紧。
(2)机械压紧:压紧机构由电动机(配置先进的过载保护器)减速器、齿轮付、丝杆和固定
螺母组成。压紧时,电动机正转,带动减速器、齿轮付,使丝杆在固定丝母中转动,推动压紧板将滤板、滤框压紧。当压紧力越来越大时,电机负载电流增大,当大到保护器设定的电流值时,达到最大压紧力,电机切断电源,停止转动,由于丝杆和固定丝母有可靠的自锁螺旋角,能可靠地保证工作过程中的压紧状态,退回时,电机反转,当压紧板上的压块,触压到行程开关时退回停止。
(3)液压压紧:液压压紧机构的组成由液压站、油缸、活塞、活塞杆以及活塞杆与压紧板连
接的哈夫兰卡片液压站的结构组成有:电机、油泵、溢流阀(调节压力)换向阀、压力表、油路、油箱。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆液压压紧机械压紧时,由液压站供高压油,油缸与活塞构成的元件腔充满油液,当压力大于压紧板运行的摩擦阻力时,压紧板缓慢地压紧滤板,当压紧力达到溢流阀设定的压力值(由压力表指针显示)时,滤板、滤框(板框式)或滤板(厢式)被压紧,溢流阀开始卸荷,这时,切断电机电源,压紧动作完成,退回时,换向阀换向,压力油进入油缸的有杆腔,当油压能克服压紧板的摩擦阻力时,压紧板开始退回。液压压紧为自动保压时,压紧力是由电接点压力表控制的,将压力表的上限指针和下限指针设定在工艺要求的数值,当压紧力达到压力表的上限时,电源切断,油泵停止供电,由于油路系统可能产生的内漏和外漏造成压紧力下降,当降到压力表下限指针时,电源接通,油泵开始供油,压力达到上限时,电源切断,油泵停止供油,这样循环以达到过滤物料的过程中保证压紧力的效果。
3.过滤机构
过滤机构由滤板、滤框、滤布、压榨隔膜组成,滤板两侧由滤布包覆,需配置压榨隔膜时,一组滤板由隔膜板和侧板组成。隔膜板的基板两侧包覆着橡胶隔膜,隔膜外边包覆着滤布,侧板即普通的滤板。物料从止推板上的时料孔进入各滤室,固体颗粒因其粒径大于过滤介质(滤布)的孔径被截留在滤室里,滤液则从滤板下方的出液孔流出。滤饼需要榨干时,除用隔膜压榨外,还可用压缩空气或蒸气,从洗涤口通入,气流冲去滤饼中的水份,以降低滤饼的含水率。
(1)过滤方式
滤液流出的方式分明流过滤和暗流过滤。
a.明流过滤:每个滤板的下方出液孔上装有水咀,滤液直观地从水咀里流出。
b.暗流过滤:每个滤板的下方设有出液通道孔,若干块滤板的出液孔连成一个出液通道,由止推板下方的出液孔相连接的管道排出。
(2)洗涤方式
滤饼需要洗涤时,有明流单向洗涤和双向洗涤,暗流单向洗涤和双向洗涤。
a.明流单向洗涤是,洗液从止推板的洗液进孔依次进入,穿过滤布再穿过滤饼,从无孔滤板流出,这时有孔板的出液水咀处于关闭状态,无孔板的出液水咀是开启状态。
b.明流双向洗涤是,洗液从止推板上方的两侧洗液进孔先后两次洗涤,即洗液先从一侧洗涤再从另一侧洗涤,洗液的出口同进口是对角线方向,所以又叫双向交叉洗涤。
c.暗流单向流涤是,洗液从止推板的洗液进孔依次进入有孔板,穿过滤布再穿过滤饼,从无孔滤板流出。
d.暗流双向洗涤是洗液从止板上方的两侧的两个洗液进孔先后两次洗涤,即洗涤先从一侧洗涤,再从另一侧洗涤,洗液的出口是对角线方向,所以又叫暗流双向交叉洗涤。
(3)滤布:滤布是一种主要过滤介质,滤布的选用和使用,对过滤效果有决定性的作用,选用时要根据过滤物料的PH值,固体粒径等因素选用合适的滤布材质和孔径以保证低的过滤成本和高的过滤效率,使用时,要保证滤布平整不打折,孔径畅通。
4.本机参数
过滤面积(150㎡),滤板外形尺寸(1070mm),滤板厚度(80mm),滤饼厚度(30mm),滤室数量(2个)滤室,滤室内工作压力(11MPa),电机功率(4KW),滤板性能滤板结构:板框厢式滤板
五、实验情况
盐泥样品:化工采卤分厂二期一次盐水压滤机E、C
取样频次:每班取样一次
样品环境:压缩空气压力0.3-0.6MPa;系统盐浓度平均值308-310g/l
基本方法:1.缓慢打开压滤机进液阀门,待流速平稳;2.上液后发现有滤液流速变慢或者滤液减少时候,调整进液阀门;3.至进液压力到达0.4MPa时(同时观察滤液的速率),判断压滤机进液已满,停止进液;4.打开压缩空气阀门(DN40)吹气半小时;5.关闭压缩空气阀门,打开生产水阀门(DN50)水洗20-60分钟;6.二次吹气30分钟;7.卸泥、取样;
压滤机实验滤布型号:尺寸1360*1360、通气量40和50
以滤布通气量为40的试验:开始安装一周期内数据:
所得到的泥饼含盐数据可以满足,但是也有不稳定的因素;因为盐泥从进液开始,随着滤液逐渐增多,滤板前所承受的压力大于滤板后,而且通过水洗操作,分析得出滤板后的含盐大于滤板前,所以通气量40的短期内不适用目前运行;滤布通气量为40的后期试验,通气量50的试验,数据得出:通气量为40的滤布在安装1个月以后,数据可以稳定下来;通气量为50的滤布从安装到后期运行可以满足运行;
六、试验总结
本次试验利用固定压滤机,不同的通气量滤布进行试验:
1.通气量为40的在安装一周左右,平均数据能够达到4.6%,但是不稳定,运行1个月以后,数据可以稳定在5.4%;
2.通气量为50的滤布在安装后运行数据基本可以稳定在5.4%以下,最佳的素具可以短期稳定在(3.8-4.6)%之间,(中间引起的波动可能是不同操作误差导致的);
3.正常运行压缩空气压力保证在0.3MPa以上;
4.同时从以上2表可以看出:压滤机滤布在正常更换后3个月内都可以满足生产,当然这也要取决于滤板的运行情况;
5.从现场实际操作观察:滤布在2个月后中旬左右,滤布边缘有磨损至黑色现象;
6.试验的前提是通过我们操作和观察、更换滤板、滤布,保证出液取样在500ml量筒内,清澈见底;
七、试验建议
1.为了使压滤机进液避免操作误差,将进液手动阀改为气动调节阀,同时进液管道增加远传压力表;
2.建议改变操作规程,统一由小磨操作,并且对加水、试剂的加入,每班固定一人操作;减少分析误差;
3.试验阶段为实际运行的1/6,应加大试验分析范围;
4.系统不稳定氯离子的来源:因卤水无机氨的趋势不定,后期如果无机氨增大,相应的预处理游离氯也会增加,继而压滤盐泥中游离氯含量高增涨;同时,系统盐浓度较高,平均盐浓度为308g/l,可以适当降低系统盐浓度,减少盐泥含盐成分;
参考文献:
[1]李青 宁责人.利用氯碱厂废弃盐泥制备氟离子吸附剂.2007,36,(4):82-83.
论文作者:高琦,李艳如
论文发表刊物:《基层建设》2019年第30期
论文发表时间:2020/3/16
标签:压紧论文; 滤布论文; 滤饼论文; 滤液论文; 压滤机论文; 压力表论文; 隔膜论文; 《基层建设》2019年第30期论文;