陶瓷膜除油技術(shù)的研究與應(yīng)用
馬永偉 白巧枝 顧興林 郝學(xué)民
�。ò碴�(yáng)鋼鐵集團(tuán)股份公司焦化廠， 安陽(yáng) 455004）
近年來(lái)，隨著煉焦廠的規(guī)模增大， 產(chǎn)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(dāng)前急待解決的問(wèn)題。以前的幾種除油方法都存在一定的問(wèn)題， 如砂石過(guò)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(jī)操作較復(fù)雜。本文對(duì)陶瓷膜除油技術(shù)進(jìn)行了介紹。
1 工藝流程
從機(jī)械化澄清槽來(lái)的氨水先流入剩余氨水槽，經(jīng)泵送到螺旋板換熱器換熱后再到陶瓷膜分離器過(guò)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(jiàn)圖 1。
2 陶瓷膜分離器與其他除油方法的比較
�。�1） 砂石過(guò)濾器與陶瓷膜過(guò)濾器的比較。砂石過(guò)濾器容易堵塞， 不能再生， 使用時(shí)間短，1年就需更換內(nèi)部濾砂。陶瓷膜分離器使用一段時(shí)間后也會(huì)堵塞， 用熱水反沖洗是一種非常有效的再生方法。當(dāng)陶瓷膜分離器阻力超過(guò) 1kPA 時(shí)， 打開(kāi)蒸汽和水反沖洗 15Mｉｎ， 就能夠恢復(fù)內(nèi)部填料的通透性， 使過(guò)濾性能恢復(fù)到原來(lái)的水平。圖 2 是反沖洗與透過(guò)速度的關(guān)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(xì)小顆粒， 使透過(guò)速度恢復(fù)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(nèi)， 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。陶瓷膜除油在最初過(guò)濾階段， 依靠龐大的微孔和強(qiáng)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(dāng)過(guò)濾一段時(shí)間后， 在陶瓷膜的外面形成了濾餅， 濾餅就成了過(guò)濾的主要介質(zhì)。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(wèn)題， 曾用焦油浮選器代替砂石過(guò)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(wàn)元以上。
�。�4） FJL 射流氣浮機(jī)與陶瓷膜除油的比較。射流氣浮除油操作麻煩， 因?yàn)樾枰尤敫∵x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(jìn)入氣浮機(jī)的油渣容易使曝氣器發(fā)生堵塞， 因而要時(shí)常卸下曝氣器進(jìn)行清理。為進(jìn)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(guò)程中， 隨著填料內(nèi)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(jìn)出口的壓力差會(huì)逐漸變大， 當(dāng)大于 1kPA 時(shí)， 就需要用蒸汽和水反沖洗。
反沖洗時(shí)把分離器的氨水進(jìn)出口閥門(mén)關(guān)閉， 把輕油閥門(mén)關(guān)閉， 把底部重油閥門(mén)打開(kāi)， 打開(kāi)反沖洗蒸汽和水進(jìn)行沖洗， 當(dāng)分離器的氨水進(jìn)出口壓力差小于0．2kPA 時(shí)， 表明沖洗工作完畢， 可重新開(kāi)啟陶瓷膜分離器。
3 陶瓷膜除油的操作條件
為了獲得最佳操作條件， 我們?cè)陬A(yù)備實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上， 結(jié)合本實(shí)驗(yàn)的具體情況， 選 L9 （34） 正交表來(lái)安排實(shí)驗(yàn)。其中影響因素主要有 4 個(gè)： 溫度、濃度、流量和反沖洗時(shí)間。其中溫度靠螺旋板換熱器控制， 濃度靠進(jìn)口加水量來(lái)控制， 流量靠轉(zhuǎn)子流量計(jì)來(lái)控制， 實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表 2， 極差分析見(jiàn)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(shí)間、溫度。最佳操作條件確定為： 溫度＝50℃， 流量為額定流量 （本實(shí)驗(yàn)所采用的陶瓷膜過(guò)濾器的額定流量為 1M3／h）， 反沖時(shí)間＝20Min， 濃度越高除油效率越高。
4 結(jié)論
�。�1） 陶瓷膜除油技術(shù)克服了以前多種除油方法存在的問(wèn)題， 對(duì)煉焦行業(yè)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(fù)利用， 達(dá)到節(jié)能降耗和保護(hù)環(huán)境的目的。
