工業(yè)鹽生產(chǎn)工藝中過(guò)濾分離技術(shù)應(yīng)用研究獲獎(jiǎng)科研報(bào)告

工業(yè)鹽生產(chǎn)工藝中過(guò)濾分離技術(shù)應(yīng)用研究獲獎(jiǎng)科研報(bào)告摘

要：近年來(lái)雖然中國(guó)工業(yè)鹽工業(yè)得到了迅速發(fā)展，但從總體看仍存在很多問(wèn)題，在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、技術(shù)創(chuàng)新、裝備革新、資源來(lái)源、環(huán)境保護(hù)等方面都有很大的提升空間。本文就工業(yè)鹽生產(chǎn)工藝中過(guò)濾分離技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：過(guò)濾分離;工業(yè)鹽;清潔生產(chǎn);節(jié)能;環(huán)保

新的工業(yè)鹽產(chǎn)品不斷出現(xiàn)，并朝著精細(xì)化發(fā)展，產(chǎn)品品種的系列化工藝開(kāi)發(fā)初見(jiàn)成效;產(chǎn)量上有較大突破，部分產(chǎn)品產(chǎn)量達(dá)到世界前列。如中國(guó)輕質(zhì)碳酸鈣的產(chǎn)量為世界第一，且目前大批量出口，有廣闊的國(guó)際市場(chǎng)空間，一批批現(xiàn)代化工業(yè)鹽生產(chǎn)企業(yè)不斷涌現(xiàn)。此外，工業(yè)鹽行業(yè)生產(chǎn)中資源高效利用、節(jié)能降耗、無(wú)三廢排放、環(huán)保工藝技術(shù)等都逐步得到重視，并取得一定成效。

1背景技術(shù)

大力加強(qiáng)清潔生產(chǎn)科研項(xiàng)目資金的投入，重視和支持培養(yǎng)清潔生產(chǎn)領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員。清潔生產(chǎn)實(shí)施所產(chǎn)生的環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益也是相當(dāng)可觀的。據(jù)統(tǒng)計(jì)，僅在2018年，國(guó)家在實(shí)施清潔生產(chǎn)方案方面投入資金總計(jì)173.1億元，通過(guò)清潔生產(chǎn)方案的實(shí)施，得到明顯的資源、能源節(jié)省及污染防治成效，大大降低了水、電等能源消耗，也減少了大量的二氧化碳排放，取得100多億元的經(jīng)濟(jì)效益回。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，清潔生產(chǎn)將會(huì)給整個(gè)工業(yè)帶來(lái)革新，在節(jié)能環(huán)保的同時(shí)，使經(jīng)濟(jì)效益提升到一個(gè)新的高度，因此大力發(fā)展和推進(jìn)清潔生產(chǎn)是非常有必要的。

2過(guò)濾分離技術(shù)研究

目前，在全國(guó)范圍內(nèi)，清潔生產(chǎn)得到的重視程度還不夠，實(shí)施力度還不深入，推進(jìn)工作也還沒(méi)有全面展開(kāi)，在這幾方面，都存在地區(qū)、行業(yè)不均衡的問(wèn)題。據(jù)報(bào)道，截止2017年，開(kāi)展清潔生產(chǎn)審核的主要包括化工、石化、電子信息、鋼鐵等重點(diǎn)行業(yè)，僅占全國(guó)工業(yè)總量的3.25%，而其中大部分行業(yè)僅有5%的企業(yè)在進(jìn)行清潔生產(chǎn)審核工作問(wèn)。

2.1產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、技術(shù)及裝備的不足

總體來(lái)看，存在生產(chǎn)廠家多、企業(yè)規(guī)模小的問(wèn)題，只有很少一部分企業(yè)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，大部分企業(yè)結(jié)構(gòu)和技術(shù)水平還停留在20世紀(jì)。技術(shù)上，創(chuàng)新能力不強(qiáng)，研發(fā)能力不足，科研投入少，絕大部分企業(yè)沒(méi)有專(zhuān)業(yè)的科研人員，多是憑經(jīng)驗(yàn)在生產(chǎn)和管理;生產(chǎn)裝備上，有相當(dāng)一部分企業(yè)為了節(jié)省資金，仍沿用陳舊、自動(dòng)化水平低、勞動(dòng)強(qiáng)度大的設(shè)備，引進(jìn)和應(yīng)用先進(jìn)設(shè)備的推進(jìn)工作慢，導(dǎo)致人力、物力投入大，能源消耗大，產(chǎn)品質(zhì)量不合格率大;從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)來(lái)看，存在產(chǎn)品規(guī)格少、質(zhì)量不穩(wěn)定，且多為通用型產(chǎn)品，多數(shù)精細(xì)、專(zhuān)業(yè)產(chǎn)品還是依賴(lài)國(guó)外，如二氧化鈦、過(guò)氧化氫、碳酸鈣等的。

2.2資源、能源、環(huán)境污染問(wèn)題

在工業(yè)鹽工業(yè)中亟需推進(jìn)清潔生產(chǎn)，在生產(chǎn)過(guò)程中釆用新技術(shù)、新工藝、先進(jìn)設(shè)備，從源頭上提高生產(chǎn)效率、節(jié)約資源、減少污染物排放，以確保工業(yè)鹽工業(yè)生產(chǎn)的整體經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。首先是要加強(qiáng)工業(yè)鹽產(chǎn)品潔凈生產(chǎn)技術(shù)、工藝開(kāi)發(fā)和綜合利用的基礎(chǔ)研究。加強(qiáng)科研投入力度、重視人才、鼓勵(lì)技術(shù)創(chuàng)新，獲得有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)。其次，改進(jìn)技術(shù)裝備水平，提高資源利用率，確保生產(chǎn)節(jié)能環(huán)保。大力推廣高效節(jié)能環(huán)保型集成裝備的應(yīng)用，摒棄能耗高、污染大、自動(dòng)化程度低的單元過(guò)程設(shè)備，進(jìn)行內(nèi)部廢物、廢熱回用，減少污染排放，節(jié)省能源資源，提高原輔材料的綜合利用水平。此外，應(yīng)推進(jìn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化全控制，加強(qiáng)生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控能力，提高企業(yè)的生產(chǎn)和管理水平，確保企業(yè)整體經(jīng)濟(jì)效益。

2.3清潔生產(chǎn)中對(duì)非均相物系分離技術(shù)的要求

大部分工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程離不開(kāi)液固、氣固等物系的分離，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，僅化工領(lǐng)域中，就有80%左右的產(chǎn)品包含有過(guò)濾與分離過(guò)程;而幾乎所有的工業(yè)鹽工業(yè)中都涉及液固、氣固物系的過(guò)濾分離過(guò)程算。清潔生產(chǎn)對(duì)液固、氣固物系分離技術(shù)有新的要求，如釆用無(wú)毒、無(wú)害的原料和輔料，避免造成環(huán)境污染或二次污染;釆用資源利用率高、污染物產(chǎn)生少的工藝技術(shù)，確保工藝過(guò)程節(jié)能降耗、綠色高效;采用集成工藝解決難過(guò)濾物料的過(guò)濾與分離;對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢物、廢水和余熱等進(jìn)行回收或綜合利用;研發(fā)和推廣自動(dòng)化成套集成設(shè)備，減少人力投入，提升分離效率。此外，過(guò)濾介質(zhì)決定設(shè)備的過(guò)濾效果，過(guò)濾介質(zhì)的好壞在很大程度上可以衡量過(guò)濾分離效果，必須重視新的、具有多功能的新型過(guò)濾介質(zhì)的研發(fā)、推廣和應(yīng)用，確保分離過(guò)程高效節(jié)能，滿足清潔生產(chǎn)的要求。

3高效節(jié)能過(guò)濾分離技術(shù)在工業(yè)鹽行業(yè)中的應(yīng)用

3.1過(guò)濾分離機(jī)械的優(yōu)化操作舉例

隨著中國(guó)制造業(yè)水平的不斷提高，不僅大大減少了廂式隔膜壓濾機(jī)的進(jìn)口，而且目前已出口到歐美工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家和發(fā)展中國(guó)家。在三廢處理、污泥脫水、貧礦提純、機(jī)制砂生產(chǎn)等領(lǐng)域均有應(yīng)用。在工業(yè)鹽行業(yè)，以鈦白粉生產(chǎn)為例，湖南中鹽株洲化工集團(tuán)有限公司在年產(chǎn)1.5萬(wàn)t鈦白粉生產(chǎn)工藝中用國(guó)產(chǎn)廂式隔膜壓濾機(jī)代替真空葉濾機(jī)用于一、二次水洗，不僅可行，而且具有投資成本低、能耗低、產(chǎn)能高、占地面積小等優(yōu)點(diǎn);山東某鈦白粉廠也采用隔膜壓濾機(jī)代替真空葉濾機(jī)（又稱(chēng)摩爾過(guò)濾機(jī)）對(duì)生產(chǎn)工藝及設(shè)備進(jìn)行了優(yōu)化和改造，增加過(guò)濾壓力，提高分離效率、洗滌速率，減少耗水、耗電，縮短了工藝流程和時(shí)間，得到的濾餅更干，已在多個(gè)鈦白粉企業(yè)推廣應(yīng)用皿。此外，加壓壓榨過(guò)濾機(jī)可應(yīng)用于液固分離且需要洗滌的類(lèi)似化工工藝生產(chǎn)中。從一般過(guò)濾到壓榨過(guò)濾是從技術(shù)到裝備的一大進(jìn)步，但如何能進(jìn)一步科學(xué)使用實(shí)現(xiàn)優(yōu)化操作，使之充分發(fā)揮隔膜壓濾機(jī)的優(yōu)越性，還應(yīng)繼續(xù)下功夫。

3.2尾礦處理和尾礦廢水回用——鋁土浮選礦分離和水再生利用

尾礦浮選后含有大量水，重視浮選后對(duì)尾礦與水的分離，既可以大量節(jié)約水資源，還能提高經(jīng)濟(jì)效益。釆用傳統(tǒng)的重力沉降方法進(jìn)行尾礦脫水，存在投資大，占地面積大、操作維護(hù)難且耗功耗時(shí)，分離效率不理想等問(wèn)題。尾礦的水處理核心問(wèn)題是廢水中的固體懸浮物和部分重金屬離子，通常采用加入絮凝劑或凝聚劑的方法對(duì)物料進(jìn)行預(yù)處理，再采用過(guò)濾的方法進(jìn)行尾礦脫水比較適宜。

4結(jié)論

近30a來(lái)，中國(guó)工業(yè)鹽工業(yè)取得了重大進(jìn)展，發(fā)展的同時(shí)也帶來(lái)了很多問(wèn)題，環(huán)境問(wèn)題首當(dāng)其沖。隨著環(huán)境問(wèn)題的日趨嚴(yán)峻，對(duì)工業(yè)鹽行業(yè)清潔生產(chǎn)的要求越來(lái)越高，無(wú)論從經(jīng)濟(jì)效益還是社會(huì)效益來(lái)看，預(yù)防都是大大優(yōu)于治理的。而清潔生產(chǎn)要求過(guò)濾分離過(guò)程高效節(jié)能，包括原材料無(wú)毒無(wú)害、工藝技術(shù)與設(shè)備全套集成、資源利用率高、污染物產(chǎn)生少以及三廢的綜合利用。研究了氯堿鹽泥的過(guò)濾分離過(guò)程，對(duì)氯堿鹽泥的壓榨過(guò)濾操作的最適宜起始?jí)赫c(diǎn)進(jìn)行探索，并與常規(guī)單一過(guò)濾以及單室壓榨過(guò)濾效果進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果表明在過(guò)濾壓力、壓榨壓力都不變的情況下，提前壓榨過(guò)濾技術(shù)存在一個(gè)最適宜的操作點(diǎn)，在該時(shí)間提前進(jìn)入壓榨階段，可以得到最好的壓榨效果，且確保過(guò)程用時(shí)短、濾餅含水量低