某煤化工廢水零排放單元離心脫水機(jī)的運(yùn)行狀況分析

某煤化工廢水零排放單元離心脫水機(jī)的運(yùn)行狀況分析

摘要：某煤化工項(xiàng)目在蒸發(fā)結(jié)晶處理工段采用了推料式離心脫水機(jī)進(jìn)行鹽水分離，成功地將廢水中的鹽從鹽鹵料中分離出來(lái)；此推料式離心脫水機(jī)有操作簡(jiǎn)便、產(chǎn)鹽率高、在線率長(zhǎng)，運(yùn)行成本低等優(yōu)點(diǎn)。本文主要對(duì)影響推料式離心脫水機(jī)運(yùn)行的因素進(jìn)行了分析，并提出可行性解決辦法。關(guān)鍵詞：推料式離心脫水機(jī)存在的問(wèn)題解決辦法某煤化工項(xiàng)目污水生化處理單元設(shè)計(jì)處理能力800m3/h；含鹽廢水膜處理單元設(shè)計(jì)處理能力1500m3/h，主要包括生化尾水、熱電化學(xué)水排污水、循環(huán)冷卻水排污水等，含鹽廢水膜處理單元設(shè)計(jì)回收率75%；含鹽廢水膜處理單元反滲透濃縮液約375m3/h進(jìn)入高效膜濃縮單元（HERO工藝技術(shù)），高效膜濃度單元設(shè)計(jì)回收率87.5%，設(shè)計(jì)余量120%；每小時(shí)產(chǎn)生反滲透濃縮液約57m3，這部分高鹽廢水進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶單元（MVR降膜蒸發(fā)器技術(shù)）。離心脫水機(jī)作為蒸發(fā)結(jié)晶單元固液分離的關(guān)鍵設(shè)備，其運(yùn)行效果直接決定著零排放系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，下面對(duì)離心脫水機(jī)脫鹽效果的影響因素進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。一、脫水機(jī)運(yùn)行效果的影響因素（一）脫水機(jī)篩網(wǎng)選型的影響脫水機(jī)在運(yùn)行一段時(shí)間后篩網(wǎng)孔會(huì)被堵塞，導(dǎo)致進(jìn)入脫水機(jī)的鹽漿無(wú)法被均勻分散開(kāi)，導(dǎo)致分散在脫水機(jī)轉(zhuǎn)鼓上的巖漿不均，轉(zhuǎn)鼓受力失衡造成脫水機(jī)振動(dòng)升高而聯(lián)鎖跳停。對(duì)于雜鹽離心脫水機(jī)篩網(wǎng)易選擇0.15～0.2mm的孔徑，篩網(wǎng)過(guò)大，不易截留析出的鹽分；篩網(wǎng)過(guò)小，容易發(fā)生篩網(wǎng)污堵，影響脫水效果。（二）脫水機(jī)轉(zhuǎn)速的影響脫水機(jī)的轉(zhuǎn)速是可調(diào)節(jié)設(shè)置，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)范圍在800～1500r/min之間。當(dāng)結(jié)晶器內(nèi)COD濃度較低時(shí)，可提高脫水機(jī)的負(fù)荷，此時(shí)相應(yīng)提高脫水機(jī)轉(zhuǎn)速能夠提升脫鹽效率。當(dāng)COD濃度較高時(shí)，鹽鹵水進(jìn)入脫水機(jī)后會(huì)有部分鹽漿粘附在轉(zhuǎn)鼓上，此時(shí)若脫水機(jī)在高轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，則會(huì)有越來(lái)越多的粘液粘附在轉(zhuǎn)鼓上，在推料盤(pán)作用下不能隨鹽層向前推移出鹽，粘附在轉(zhuǎn)鼓上的粘液會(huì)造成脫水機(jī)振動(dòng)值增加。當(dāng)粘液粘附轉(zhuǎn)鼓后轉(zhuǎn)鼓就會(huì)被堵塞，導(dǎo)致鹵水中的水不能被離心甩出，最終導(dǎo)致出鹽含水率高，甚至無(wú)鹽析出，出鹽口呈水流狀態(tài)。（三）脫水機(jī)轉(zhuǎn)鼓沖洗頻次的影響脫水機(jī)轉(zhuǎn)鼓格（如圖一），脫水機(jī)運(yùn)行一段時(shí)間后會(huì)有部分細(xì)小鹽粒存留在格柵間隙間，此時(shí)脫水機(jī)在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中會(huì)因受力不均勻而出現(xiàn)振動(dòng)值增加；因此，每隔一定時(shí)間對(duì)脫水機(jī)轉(zhuǎn)鼓應(yīng)進(jìn)行沖洗。當(dāng)鹽鹵水中COD濃度偏高時(shí)，鹽鹵水粘度增加，脫水機(jī)運(yùn)行過(guò)程中就會(huì)有越來(lái)越多的鹽粘附在轉(zhuǎn)鼓上，此時(shí)應(yīng)加大轉(zhuǎn)鼓的沖洗頻次，并延長(zhǎng)沖洗時(shí)間直至把轉(zhuǎn)鼓上粘附的鹽漿徹底清除。轉(zhuǎn)鼓的沖洗頻次和沖洗時(shí)間可依據(jù)鹵水中COD濃度的變化而設(shè)定，脫水機(jī)的轉(zhuǎn)鼓沖洗以在線沖洗為主，在沖洗時(shí)出鹽含水率會(huì)升高。圖一：脫水機(jī)轉(zhuǎn)鼓和篩網(wǎng)（四）蒸發(fā)器濃縮倍數(shù)的影響該煤化工項(xiàng)目蒸發(fā)器濃縮倍率控制在3～4倍，HERO濃水TDS設(shè)計(jì)值≤60000mg/l，蒸發(fā)器鹽水槽TDS含量18%～24%。但在實(shí)際運(yùn)行中HERO濃水電導(dǎo)會(huì)高于設(shè)計(jì)值，若控制蒸發(fā)器濃縮倍率在4倍，會(huì)造成蒸發(fā)器排污總?cè)芙夤腆w含量值升高。這些高鹽廢水在結(jié)晶器進(jìn)一步濃縮后鹽鹵水中鹽體積占比增加，在脫水機(jī)處理相同流量的鹽鹵水時(shí)脫水機(jī)負(fù)荷增加，會(huì)造成脫水機(jī)振動(dòng)上升，出鹽含水率增加，出鹽質(zhì)量下降。綜上所述，蒸發(fā)器濃縮倍數(shù)應(yīng)依據(jù)HERO濃水的TDS含量選擇適當(dāng)?shù)臐饪s比率。（五）鹽鹵粘度的影響某煤化工項(xiàng)目蒸發(fā)器進(jìn)水COD設(shè)計(jì)值≤1000mg/l，經(jīng)蒸發(fā)器濃縮后其排污濃鹽水中COD高達(dá)4000mg/l，這些高COD濃鹽水進(jìn)入結(jié)晶器進(jìn)一步濃縮。該項(xiàng)目在結(jié)晶器前端設(shè)置了強(qiáng)制循環(huán)熱交換器，其采用0.46Mpa新鮮蒸汽來(lái)提供熱源，新鮮蒸汽溫度在190~250℃。在結(jié)晶器運(yùn)行過(guò)程中，通過(guò)調(diào)節(jié)新鮮蒸汽量在強(qiáng)制循環(huán)熱交換器內(nèi)將鹽鹵料溫度加熱在100~110℃。部分COD在經(jīng)過(guò)水利分離器時(shí)會(huì)隨重組分進(jìn)入脫水機(jī)，COD在結(jié)晶器內(nèi)不斷富集，該煤化工項(xiàng)目結(jié)晶器內(nèi)COD最高達(dá)100000mg/l。在強(qiáng)制循環(huán)熱交換器100~110℃溫度下，結(jié)晶器內(nèi)COD的濃縮會(huì)使鹽鹵粘度越大，進(jìn)而會(huì)使鹽粒粘度增大。有粘度的鹽鹵料進(jìn)入脫水機(jī)后會(huì)粘附在脫水機(jī)轉(zhuǎn)鼓上，導(dǎo)致脫水機(jī)振動(dòng)及電流上漲，嚴(yán)重會(huì)導(dǎo)致脫水機(jī)無(wú)法正常出鹽。此時(shí)，為控制出鹽含水率應(yīng)降低脫水機(jī)轉(zhuǎn)速，加大脫水機(jī)轉(zhuǎn)鼓的沖洗頻次并延長(zhǎng)沖洗時(shí)間。如通過(guò)降低轉(zhuǎn)速仍不能控制出鹽含水率，則應(yīng)降低脫水機(jī)負(fù)荷，使進(jìn)料能夠均勻分散在脫水機(jī)轉(zhuǎn)鼓上。通過(guò)以上方法調(diào)整后，若出鹽含水率能夠得到控制但脫水機(jī)振動(dòng)出現(xiàn)上漲，則應(yīng)加大脫水機(jī)進(jìn)料篩網(wǎng)沖洗頻次并延長(zhǎng)沖洗時(shí)間。（六）運(yùn)行負(fù)荷的影響在結(jié)晶器內(nèi)COD濃度較低時(shí)脫水機(jī)負(fù)荷大小對(duì)出鹽含水率影響不大，當(dāng)COD濃度越來(lái)越大時(shí)，脫水機(jī)負(fù)荷對(duì)出鹽含水率的影響比較明顯；其兩者濃度較大時(shí)如繼續(xù)維持脫水機(jī)高負(fù)荷，鹽鹵料進(jìn)入脫水機(jī)后在經(jīng)過(guò)篩網(wǎng)的均勻分布時(shí)會(huì)有部分鹽粒粘附在篩網(wǎng)上，導(dǎo)致篩網(wǎng)無(wú)法將鹵料均勻分布在轉(zhuǎn)鼓上，進(jìn)而會(huì)影響脫水機(jī)的振動(dòng)、電流及出鹽含水率。此時(shí)應(yīng)降低負(fù)荷使鹵料進(jìn)入脫水機(jī)篩網(wǎng)后能夠均勻分布在轉(zhuǎn)鼓上形成均勻的鹽層，鹵料中水分透過(guò)轉(zhuǎn)鼓格柵，鹽粒被格柵截留，出鹽含水率得到控制。（七）氯化鈉晶粒增長(zhǎng)的影響因素1.溶液的溫度理論上溶液的溫度越高，粘度越小，溶質(zhì)的擴(kuò)散速度越快，晶體的成長(zhǎng)速度也快。因此，溶液溫度較高時(shí)容易得到較大粒徑的產(chǎn)品。如下圖二所示：圖二：各種溫度條件下鹽晶體成長(zhǎng)速度與過(guò)飽和濃度的關(guān)系2.溶液中的雜質(zhì)濃度及懸浮物的變化在相同的溫度條件下，溶液中雜質(zhì)含量及懸浮物增加，則溶液濃度增高。溶液粘度上升，溶液的擴(kuò)散速度下降，就會(huì)影響晶體的成長(zhǎng)速度。3.晶體在蒸發(fā)結(jié)晶器內(nèi)停留時(shí)間根據(jù)溶液中NaCl的成核速率與產(chǎn)品排出速率基本一致,為滿足NaCl晶體的成長(zhǎng)速率和產(chǎn)品粒徑的要求，確定晶體在蒸發(fā)結(jié)晶器內(nèi)的停留時(shí)間尤為重要，據(jù)資料介紹，產(chǎn)品要求平均粒徑0.4mm時(shí)其停留時(shí)間應(yīng)控制在1小時(shí)以上。4.循環(huán)溶液流量當(dāng)加熱蒸汽量一定時(shí)，循環(huán)溶液流量和溶液的過(guò)飽和度成反比函數(shù)關(guān)系，循環(huán)流量確定了蒸發(fā)結(jié)晶器各部位的流速大小，速度大會(huì)引起晶體之間、晶體與器壁之間的碰撞加劇，致使晶體破碎形成二次晶核的可能性增大，因此，要嚴(yán)格控制循環(huán)溶液流量。5.鹽漿濃度指參加循環(huán)料液中的晶體濃度（固液比），在一定的條件下，鹽漿濃度高則蒸發(fā)結(jié)晶器內(nèi)晶體的保有量多。晶體停留時(shí)間增長(zhǎng)有利于料液過(guò)飽和度的消除和晶體成長(zhǎng)。但鹽漿濃度過(guò)高，晶體之間、晶體與器壁之間碰撞機(jī)率增多，對(duì)晶體成長(zhǎng)也不利，所以要求嚴(yán)格控制適當(dāng)?shù)木w濃度，最佳固液比在20%左右為宜。二、結(jié)論1.脫水機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)整，轉(zhuǎn)鼓、篩網(wǎng)的沖洗頻次和沖洗時(shí)間會(huì)影響脫水機(jī)的連續(xù)出鹽及出鹽含水率。在生產(chǎn)中應(yīng)依據(jù)實(shí)際運(yùn)行工況靈活調(diào)整轉(zhuǎn)速設(shè)定值，轉(zhuǎn)鼓和篩網(wǎng)的沖洗。2.鹵水中液體的粘度會(huì)影響到晶體的成長(zhǎng)及晶粒的大小，粘液會(huì)粘附在脫水機(jī)轉(zhuǎn)鼓及篩網(wǎng)上，導(dǎo)致脫水機(jī)無(wú)法正常出鹽。3.晶體在結(jié)晶器內(nèi)的成長(zhǎng)及晶核的大小是影響脫水機(jī)出鹽的本質(zhì)條件，晶核越大出鹽越好，在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)盡量控制在晶核成長(zhǎng)的最佳條件。參考文獻(xiàn)：

韓洪軍，徐春艷.現(xiàn)代煤化工廢水近零排放技術(shù)難點(diǎn)及展望[j].工業(yè)水處理，2019，3