陶瓷膜除油技術的研究與應用
2012-01-12 19:47:07 來源:華德公司
近年來,隨著煉焦廠的規模增大,產生的剩余氨水量也不斷增加,剩余氨水中焦油的脫除成為當前急待解決的問題。以前的幾種除油方法都存在一定的問題,如砂石過濾器易堵塞、靜止除油法除油效率低、焦油浮選器投資太高及FJL射流氣浮除油機操作較復雜。本文對陶瓷膜除油技術進行了介紹。
1工藝流程
從機械化澄清槽來的氨水先流入剩余氨水槽,經泵送到螺旋板換熱器換熱后再到陶瓷膜分離器過濾除油,剩余氨水送到蒸氨氨水槽,輕油從分離器頂部排出,重油從底部排出。在剩余氨水出口用蒸汽和水反沖洗,工藝流程見圖1。
2陶瓷膜分離器與其他除油方法的比較
(1)砂石過濾器與陶瓷膜過濾器的比較。砂石過濾器容易堵塞,不能再生,使用時間短,1年就需更換內部濾砂。陶瓷膜分離器使用一段時間后也會堵塞,用熱水反沖洗是一種非常有效的再生方法。當陶瓷膜分離器阻力超過1kPa時,打開蒸汽和水反沖洗15min,就能夠恢復內部填料的通透性,使過濾性能恢復到原來的水平。圖2是反沖洗與透過速度的關系,用熱水反沖洗不僅能除去覆蓋在填料表面的濾餅油渣,還能除去膜孔中的細小顆粒,使透過速度恢復到原有水平。
(2)靜置除油與陶瓷膜除油的比較。靜置除油就是把剩余氨水放在大容積的貯槽內,油滴靠重力作用下沉。靜置除油法只能除去直徑較大的油滴,除油效率在50%以下。陶瓷膜除油在*初過濾階段,依靠龐大的微孔和強大的表面能,將固液兩相中的固相顆粒截留或吸附在表面上。當過濾一段時間后,在陶瓷膜的外面形成了濾餅,濾餅就成了過濾的主要介質。表1是靜置除油與陶瓷膜除油效率的比較,采取陶瓷膜除油后,效率由40%左右提高到70%以上。
(3)焦油浮選器和陶瓷膜除油的比較。我廠為了徹底解決剩余氨水的帶油問題,曾用焦油浮選器代替砂石過濾器處理剩余氨水,取得了較好效果。但是用焦油浮選器除油投資太高,圖3是焦油浮選器和陶瓷膜分離器除油的投資比較,除油量每增加10m3/h,焦油浮選器投資要比陶瓷膜分離器的投資高10萬元以上。
(4)FJL射流氣浮機與陶瓷膜除油的比較。射流氣浮除油操作麻煩,因為需要加入浮選劑或混凝劑,使廢水中直徑0.25~25μm的乳化分散油和懸浮顆粒吸附在微氣泡上,并隨微氣泡上浮到水面形成浮油以便于油水分離。此外,少量進入氣浮機的油渣容易使曝氣器發生堵塞,因而要時常卸下曝氣器進行清理。為進一步提高除油效率,還需要加入絮凝劑,如PAM(聚丙烯酰胺)及聚合鐵等藥劑。陶瓷膜分離器除油則能省去許多麻煩,只需定期用蒸汽和水反沖洗就行。陶瓷膜分離器在使用過程中,隨著填料內部的微孔逐漸被堵塞,以及填料外面的濾餅逐漸增厚,氨水進出口的壓力差會逐漸變大,當大于1kPa時,就需要用蒸汽和水反沖洗。
反沖洗時把分離器的氨水進出口閥門關閉,把輕油閥門關閉,把底部重油閥門打開,打開反沖洗蒸汽和水進行沖洗,當分離器的氨水進出口壓力差小于0.2kPa時,表明沖洗工作完畢,可重新開啟陶瓷膜分離器。
3陶瓷膜除油的操作條件
為了獲得*佳操作條件,我們在預備實驗的基礎上,結合本實驗的具體情況,選L9(34)正交表來安排實驗。其中影響因素主要有4個:溫度、濃度、流量和反沖洗時間。其中溫度靠螺旋板換熱器控制,濃度靠進口加水量來控制,流量靠轉子流量計來控制,實驗結果見表2,極差分析見表3。
由極差分析可知,影響陶瓷膜除油效率的因素依次為:濃度、流量、反沖時間、溫度。*佳操作條件確定為:溫度=50℃,流量為額定流量(本實驗所采用的陶瓷膜過濾器的額定流量為1m3/h),反沖時間=20min,濃度越高除油效率越高。
4結論
(1)陶瓷膜除油技術克服了以前多種除油方法存在的問題,對煉焦行業剩余氨水的處理具有重要意義。
(2)陶瓷膜除油可以使焦油和水重復利用,達到節能降耗和保護環境的目的。