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自動清洗精密過濾干渣設(shè)備 在煉化企業(yè)液體凈化中的應(yīng)用自動清洗精密過濾干渣設(shè)備 在煉化企業(yè)液體凈化中的應(yīng)用 西安金淦禹過濾科技有限公司 劉軍穎 引言 將“膜過濾”技術(shù)應(yīng)用于煉化行業(yè)污液處理，其作用是實現(xiàn)更好的“固液分離”，即將分布于水中、粒徑細小、難以沉降的顆粒物或懸浮物從液體中分離出來，其突出特點是工藝流程短、出水效果穩(wěn)定，無需任何添加劑。自動清洗精密過濾干渣設(shè)備將“表面膜”技術(shù)和自動控制技術(shù)結(jié)合在一起，實現(xiàn)了對污液固液分離，一次排出干濾渣的工業(yè)自動化。 1.概述 自動清洗精密過濾干渣設(shè)備是我公司借鑒國外經(jīng)驗，在原有精密過濾設(shè)備基礎(chǔ)上改進創(chuàng)新的�，F(xiàn)已逐步應(yīng)用在石油煉化、冶金冶煉，化肥、化工等行業(yè)的工業(yè)廢水處理和工藝液體過濾中。 1.1自動清洗精密過濾干渣設(shè)備的技術(shù)特點： ① 自動化程度高：該設(shè)備閥門全部為氣控閥，通過壓縮空氣控制其開關(guān)，無需人力操作，集成控制器分手動和自動，手動調(diào)節(jié)好參數(shù)后轉(zhuǎn)入自動運行，無需專人操作，同時可實現(xiàn)遠程監(jiān)控及操作。 ② 密封性能好：該設(shè)備過濾過程屬靜態(tài)的密封系統(tǒng)，可防止過濾過程中揮發(fā)氣體的擴散，改善現(xiàn)場操作環(huán)境。 ③濾膜抗結(jié)垢性能強：過濾器濾膜的材質(zhì)采用高分子涂層處理，表面光滑疏水，抗結(jié)垢抗結(jié)晶，在易結(jié)垢易結(jié)晶水質(zhì)條件下可以長期穩(wěn)定運行。 ④干渣含水率低便于外運：在原有精密過濾器的基礎(chǔ)上優(yōu)化排渣系統(tǒng)，有效降低外排廢渣的含水率，通常排出干渣含水率≤60%以下，便于外運，降低了后續(xù)處理成本。 ⑤延緩濾餅板結(jié)：該設(shè)備濾餅層脫離濾膜表面依靠壓縮空氣反吹脫餅，從根源上延緩了傳統(tǒng)過濾器濾料層遇到易結(jié)垢易結(jié)晶或膠體物質(zhì)板結(jié)成塊的弊病，同時設(shè)備每個循環(huán)環(huán)節(jié)中都具備自清洗功能。 ⑥ 過濾范圍廣，過濾精度高：該設(shè)備可用于過濾含固量在0.1%-5%之間的液體，且可根據(jù)待過濾液體性質(zhì)及過濾精度要求，選用不同的濾膜，確保出水清潔度低于20mg/L。 ⑦ 設(shè)備安裝環(huán)境要求低，占地面積小，可安裝在室內(nèi)或室外，對安裝環(huán)境無特殊要求，僅需平臺支撐即可。 ⑧ 應(yīng)用范圍廣，可很好地應(yīng)用在各種有毒、有害、強腐蝕液體的過濾凈化中。 1.2 自動清洗精密過濾干渣設(shè)備工藝流程 待過濾液體以一定壓力進入自動清洗精密過濾干渣設(shè)備中，濾清液由過濾器清液口溢流進入凈化水緩沖槽，而固體顆粒和懸浮物被阻隔在濾膜表面；當(dāng)濾餅達到一定厚度時，停止進液，設(shè)備自動進入保壓排液狀態(tài)；待設(shè)備內(nèi)液體排凈后，排渣閥門自動打開，濾膜表面的濾餅在氣體作用下迅速脫離濾膜表面通過排渣口排出，落入集渣箱（袋），可直接外運。 自動清洗精密過濾干渣設(shè)備的過濾、反吹、排渣過程全部由集成控制器自動控制。
2、自動清洗精密過濾干渣設(shè)備在煉化行業(yè)的試驗與應(yīng)用 近年來，我公司經(jīng)過實驗已成功將該自動清洗精密過濾干渣設(shè)備應(yīng)用在了煉化行業(yè)脫硫工藝中，且取得了較好的效果，現(xiàn)選取幾個應(yīng)用實例進行說明。 2.1 催化裂化煙氣脫硫工藝改造中的應(yīng)用 2.1.1應(yīng)用背景：大連某煉化公司，一次原油加工能力1000萬噸/年，該公司280萬噸/年催化裂化裝置，正常情況下將產(chǎn)出35×104Nm3/h的煙氣。 2010年10月該公司選擇美國杜邦公司的EDV濕法洗滌工藝，建成了一套催化裂化煙氣脫硫裝置。在后續(xù)的運行中出現(xiàn)：原設(shè)計選用的纖維球和纖維束過濾器堵塞失效，導(dǎo)致外排水懸浮物超標(biāo)；反沖洗無法將附著在纖維束上的固體雜質(zhì)清洗掉，繼而造成過濾器頂部攪拌器電機及底部升降電機過載并造成相關(guān)機械損壞而報廢。通過比對國內(nèi)各類常用過濾器效果都不理想，原因是由于外排水含有大量的催化劑粉末，粒度細且有一定的附著性，很容易造成過濾器堵塞。通過試驗選用了2臺40㎡自動清洗精密過濾干渣設(shè)備進行現(xiàn)場改造，投入使用運行7年來各項指標(biāo)滿足要求，使用效果比較理想。 與該企業(yè)之前使用的過濾器不同，“自動清洗精密過濾干渣設(shè)備”可直接將煙氣脫硫洗滌塔廢水引入，不必經(jīng)過澄清器，濾清液由過濾器清液口溢流進入氧化罐氧化后可直接排放，濾后的水質(zhì)懸浮物可達15mg/m3以下，固體顆粒和懸浮物被阻隔在濾膜表面，形成一定厚度的濾餅后，過濾器自動運行，可將濾餅迅速脫離濾膜表面，經(jīng)排渣口排至渣斗直接運走。整個過程操作簡單，因不添加其他藥劑，排渣量也少很多，大大降低了廢渣的環(huán)保處理費用。 2.1.2工藝改造實踐 根據(jù)試驗，我公司針對現(xiàn)場情況和要求（見表1），制定的工藝改進方案如下。 （1）現(xiàn)場工況和要求： 表1.催化裂化煙氣脫硫介質(zhì)特性
（2）過濾工藝變化 ① 改造前煙氣脫硫廢液處理工藝流程
圖2. 原煙氣脫硫廢液處理工藝流程
原PTU污水處理系統(tǒng)流程說明： 來自洗滌塔的循環(huán)液首先進入澄清池內(nèi)，溢流出的含懸浮物低于100-300mg/L的排液依靠重力流到氧化罐再排入排水緩沖池。從澄清池底部排出的泥漿液（固含量約25-35%）依靠重力流到壓濾機。為加速沉淀，需要把配置好的絮凝劑加到澄清池的入口管線上。 澄清池底部排出的泥漿懸浮液經(jīng)壓濾后，可除去10-50%的固體物質(zhì)，過濾后的清液收集在集液池，再用泵打到澄清池中，此液體COD高，需進一步氧化。 氧化后的液體經(jīng)排水緩沖池送至纖維球過濾器加超精度纖維束過濾器，經(jīng)過過濾將液體中的懸浮物降至20mg/L以下，清液降溫后排放。過濾器定期自清洗，自清洗后的污水用泵打至澄清池。 ② 改造后采用“自動清洗精密過濾干渣設(shè)備”的煙氣脫硫廢液處理工藝流程
圖3.采用“自動清洗精密過濾干渣設(shè)備”的煙氣脫硫廢液處理工藝流程 采用“自動清洗精密過濾干渣設(shè)備”的煙氣脫硫廢液處理工藝流程說明： 來自洗滌塔的循環(huán)液自流進入“自動清洗精密過濾干渣設(shè)備”，經(jīng)過濾后液體中的懸浮物降至20mg/L以下，流至氧化罐進行氧化后外排，過濾出的固體顆粒以干渣形式排至可移動的垃圾車，直接外運。 2.1.3應(yīng)用效果 ①現(xiàn)場設(shè)備
②過濾前后液體對比圖片及排渣圖片： 圖4 自動清洗精密過濾干渣設(shè)備現(xiàn)場照片、過濾前后原液和濾清液對比照片及排渣照片 ③經(jīng)測試：過濾后的脫硫廢液懸浮物 ≤ 20mg/L；渣含水率≤ 50%；完全滿足要求。 ④經(jīng)濟效果：使用“自動清洗精密過濾干渣設(shè)備”改造原工藝，污水處理流程大大縮短，重要的是不需要向污水內(nèi)添加絮凝劑，僅這一項為企業(yè)每年減少成本約100萬元。 2.2 在煉化動力廠燃油鍋爐煙氣脫硫、脫硝項目上的應(yīng)用 2.2.1項目說明：某煉化廠新建動力廠鍋爐煙氣脫硫、脫硝設(shè)施，處理來自動力廠1#、5#、6#三臺鍋爐的煙氣，煙氣處理量分別為5.0×104 Nm3/h（濕基）、12.0×104 Nm3/h（濕基）、12.0×104 Nm3/h（濕基）。其中脫硝部分采用低氮燃燒技術(shù)（LNB）+選擇性催化還原技術(shù)（SCR）組合技術(shù)進行處理，脫硝后煙氣經(jīng)余熱回收后進入脫硫除塵部分；脫硫單元設(shè)施滿足三臺爐同時運行工況。 脫硫除塵部分采用空塔噴淋技術(shù)對煙氣進行處理，降低煙氣中二氧化硫及顆粒物的含量；經(jīng)處理后的煙氣滿足《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB13223-2011）的要求。 主要工程內(nèi)容：包括脫硝和脫硫單元兩部分內(nèi)容。其中脫硫單元包括： 洗滌塔、塔內(nèi)件及空塔噴淋模塊，污水過濾器、廢渣濾箱、堿液儲罐，等容器設(shè)備。 經(jīng)承包方多次考察，污水過濾器選用了自動清洗精密過濾干渣裝置。 2.2.2項目實施 （1）現(xiàn)場工況和要求： 表2.燃油鍋爐煙氣脫硫污水特性
（2）業(yè)主的思考 因該鍋爐為燃油鍋爐，煙氣經(jīng)洗滌后污水中會帶有少量油，對選擇膜過濾，業(yè)主擔(dān)心原水中油水混合會造成過濾困難，一方面過濾不了，二過濾效率不高。針對業(yè)主的思考，經(jīng)過詳細的溝通，我們給出了可能會出現(xiàn)問題的解決方案，最終得到了業(yè)主的認可。 （3）方案的給出 根據(jù)液體特性和以往相似工況液體處理結(jié)果，針對該公司實際情況制定出了一套工藝應(yīng)用方案，一套應(yīng)急方案，最終選擇了采用“自動反洗表面過濾干渣裝置”的煙氣脫硫廢液處理工藝。 2.2.3
②過濾前后液體對比圖片及排渣圖片：
圖5 設(shè)備現(xiàn)場照片、過濾前后液體對比照片及排渣照片 ③ 經(jīng)測試：過濾后的脫硫廢液懸浮物 ≤ 20mg/L；渣含水率≤ 60%；完全達到使用方要求。 2.3 苯胺、硝基苯胺液體凈化實驗 自動清洗精密過濾干渣設(shè)備也對煉化企業(yè)其他液體的凈化進行了有意的實驗。本實驗液體為某煉化公司提供的苯胺、硝基苯胺液體。 2.3.1實驗?zāi)康?/span> ①驗證膜過濾器應(yīng)用于苯胺、硝基苯胺液體過濾，采用不同材質(zhì)、不同精度的濾膜及有可能的過濾工藝的應(yīng)用對兩種液體進行有效的凈化試驗。尋找膜過濾對該兩種液體實現(xiàn)固液分離的可行性，為工業(yè)化應(yīng)用提供依舊； ②進行過濾前后過濾液水質(zhì)對比、處理水量、濾餅的截留、濾餅的脫餅情況進行實驗，找出可行的過濾方案及工藝設(shè)計。 ③驗證膜過濾器應(yīng)用于苯胺、硝基苯胺液體固液分離中的穩(wěn)定性和連續(xù)性。 2.3.2 液體特征 （1）液體物理性能 表3. 樣品物理特征
（2）試樣外觀狀態(tài) ：在環(huán)境溫度：8~10°C 的狀態(tài)（如圖6）所示 ① 苯胺液： 內(nèi)含催化劑顆粒，常溫，顏色為黑色油狀液體。 ② 硝基苯胺：鐵黃色液體，有白色結(jié)晶狀沉淀物，常溫。
2.3.2實驗方法： 對上述苯胺液及硝基苯胺液進行了實驗室試驗，試驗采取直接過濾的方式進行。即：液體直接通過濾膜過濾。試驗方法簡述： 原液經(jīng)與自吸泵進液口連接的裝有濾膜的管頭，直接穿過濾膜，濾清液由自吸泵出口流入濾清液容器，從開始出液計時，到出液緩慢停止，記錄時間、濾清液體積等；取出帶有濾膜的管頭，查看截流物情況，之后，用氣對截留物進行吹落，記錄濾膜再生情況。 2.3.3實驗效果
過濾效果：膜過濾可以直接去除硝基苯胺液體的白色結(jié)晶體， 濾渣脫落效果較好， 圖7 硝基苯胺過濾效果 (2) 苯胺
采用預(yù)涂過濾，膜過濾可以較好的去除苯胺液體的雜質(zhì)，且濾渣脫落效果較好， 圖8 苯胺過濾效果
(3) 試驗匯總 表4. 試驗記錄
2.3.4數(shù)據(jù)分析 ① 經(jīng)對上述記錄進行分析，硝基苯胺可采取直接過濾的方式，出液量小時，可用該液體溶于乙醚的性質(zhì)，進行濾膜在線清洗。液體氣味較大，屬有毒物質(zhì)，可選用自動清洗精密過濾干渣設(shè)備進行全封閉處理，濾清液和濾渣可同時完成，濾渣可直接運走。 ② 苯胺可采取預(yù)涂過濾的方式，去除本案中的催化劑顆粒。此液體氣味較大，屬有毒物質(zhì)，現(xiàn)場處理量比較小，可選用自動清洗精密過濾干渣設(shè)備進行全封閉處理，濾清液和濾渣可同時完成，濾渣可直接運走。 ③ 在制作設(shè)備時依據(jù)液體特性做好選材即可滿足處理要求。 3、結(jié)論 3.1 應(yīng)用“自動清洗精密過濾干渣設(shè)備”處理煉化行業(yè)廢水、廢液，投資省、運行費用低。 3.2 采用“自動清洗精密過濾干渣設(shè)備”進行固液分離，不需添加藥劑，過濾后的液體特性穩(wěn)定。 3.3 “自動清洗精密過濾干渣設(shè)備”代替澄清池及后續(xù)凈化裝置，占地面積小，工藝流程短。 3.4 采用“自動清洗精密過濾干渣設(shè)備”，自動化程度高，操作人員的勞動強度低； 3.5 “自動清洗精密過濾干渣設(shè)備”可將液體內(nèi)固體顆粒一次成渣排出，直接外運，凈化了現(xiàn)場環(huán)境，減少了工序，避免了過程排放。 3.6 “自動清洗精密過濾干渣設(shè)備”過濾精度高，濾清液含固量低，可作為納濾或超濾反滲透前級處理，減少工藝流程，實現(xiàn)廢水零排放。
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