過濾器在稀酸凈化固液分離中的應用

2011-08-25 來源：生意社責任編輯：　胡丕興，張復加，趙志安瀏覽數：1173 中國過濾分離網

核心提示：紹了CNⅡ 一3300型過濾器工作原理、結構、J二藝流程和試用情況。針對有色冶煉煙氣制酸凈化中的含塵廢酸，采用CN過濾器替代傳統的沉降槽進行固液分離，效果好，運行成本低。

　　金昌冶煉廠現有3個系列的制酸裝置用來處理奧式麥特爐和轉爐的銅冶煉煙氣生產硫酸，年產98％H2SO4能力為42萬t。其中，I系列制酸裝置凈化工序采用絕熱蒸發、煙氣直接冷卻稀酸洗滌工藝，主要設備有空塔、高效洗滌器、填料塔、板式換熱器、一級電除霧器；1I系列制酸裝置凈化工序采用絕熱蒸發、煙氣間接移熱稀酸洗滌工藝，主要設備有空塔、填料塔、間冷器、一級電除霧器；Ⅲ系列制酸裝置凈化工序采用動力波絕熱冷卻、稀酸洗滌工藝，主要設備有一級動力波洗滌器、氣體冷卻組合塔、兩級電除霧器。設計采用酸濃為5％～15％的稀酸凈化，目的是降低煙氣溫度，除去煙氣中塵、酸霧及有害物質(As、F等)，凈化后的稀酸由于受污染，一部分(簡稱廢酸)要移出處理，大部分返回使用。
由于受煙氣條件、凈化流程和設備的限制，3個系列每天要移出廢酸近3 000 m0來處理，以除去凈化后的稀酸中的固體雜質。使用傳統的沉降槽進行固液分離時，由于沉降面積小，液體在槽內停留時間短，極大部分固體顆粒在沉下之前就被上清液帶入循環槽內，結果一方面造成沉降槽底流(污酸)含渣量低(1～2 g／I )，壓濾機壓不出渣子；另一方面，懸浮顆粒物隨煙氣后移，從循環槽、電除霧器排出，造成環境污染，空塔的噴頭經常出現堵塞，影響r上E常生產。
鑒十凈化稀酸洗滌的情況，金昌冶煉廠決定試用CNⅡ 一3300型過濾器(1臺)替代沉降槽處理T系列凈化工序空塔出來的廢酸。
1 CN過濾器
1．1 工作原理及其結構
CN過濾器采用斜板絮凝沉淀、高分子粒子層吸附過濾技術，將廢酸中懸浮物截留下來，實現固液分離。其工作原理是：① 與絮凝劑混合后的廢酸在過濾器內由下而上經斜板沉降，其中極大部分懸浮物沉積到污泥斗中定期排出；②較細的顆粒隨液體上浮進入上部的高分子粒子吸附層而被截留下來，清液自然通過，并從溢流口流出；③ 并采用壓縮空氣進行反洗，反沖洗時，先將過濾器內部的氣腔充滿宅氣，爾后突然放空氣體，使過濾器內部處于負壓狀態，上部清液急速向下沖入過濾介質層，清洗表面的沉積物，避免過濾器堵塞和結垢，以保證長期的過濾效果。設備為整體玻璃鋼結構，其示意圖幾尢圖1、2、3．

1．2 主要設備及儀器
CNⅡ型過濾器：牽3 300 mm X 4 500 mm，1臺(過濾介質容量：4 m x 0．5 m)；
絮凝劑配制槽：串1 200 mm×1 700 mm (自行設計自動控制液位的氣體攪拌配制槽)，2臺；
氣液分離器：+500 mm X 1 500 mm，1臺；
PAM 流量儀：400 I ／h，1只。

圖3 CN過濾器內部示意圖
注：圖中標注的高度、直徑尺寸比例不等。
2 應用情況
2．1 工藝流程
從空塔出來的凈化稀酸經DN450玻璃鋼管流入循環槽。在這一過程中，用一支管將部分稀酸引出使其自流進入氣液分離器內脫除其中的氣體，并在之前添加絮凝劑以便進行混合絮凝，隨后混合液進入過濾器內由下而上進行沉降、過濾；分離的上清液(稀酸)大部分自流到稀酸循環槽循環使用，小部分至脫鉛濾液槽作為污酸處理，過濾器底流定期排出，經壓濾機脫水制得鉛渣，工藝流程如圖4。
2．2 應用效果
CNⅡ 一3300型過濾器及其配套裝置于2005年10月13日投料試生產，運行一直穩定，濾帽未出現堵塞現象，排出的上清液清轍透明，大部分返回循環槽使用，減少了污酸排放量，排出的底流(污酸)渣含量平均達到1％～2％，保證了污酸處理系統鉛壓濾機正常運行，I系列凈化空塔堵塞現象明顯減少。運行、設計各項指標對比見表1。

3 運行中存在的問題及解決辦法
(1)原設計絮凝劑溶液濃度為0．1％，溶液添加量通過浮子流量計來控制，結果造成添加系統管路堵塞，后來通過一段時間的摸索，在不影響分離效果的情況下，將溶液濃度調至0．05％～0．07％，解決了管路堵塞問題。
(2)關于CN 1I一3300型過濾器，金昌冶煉廠與設備廠家起初達成的是試用協議，因而在設計時未對過濾器排污措施作充分考慮，目前采用人工排污，對分離效果會造成一定的影響。建議盡快完善污泥排放監控措施，做到自動排污。
(3)對于分離后的上清液(稀酸)，目前約有1／10進入脫鉛濾液槽作為污酸處理；其余返回循環槽作為稀酸回用，但究竟按多少比例分配，不僅取決于凈化稀酸中的渣含量，而且還取決于凈化稀酸中的砷、氟含量，這有待于進一步實踐和摸索。
(4)由于硫酸3個系列每天有大量的廢酸要處理，僅1臺CN 1I一3300型過濾器處理不完，其效能也不能完全體現出來，至少還要1臺才能把廢酸完全處理掉。
4 結束語
通過試用，CN一3300型過濾器具有耐腐蝕，性能穩定，維修量小，成本低，過濾分離效果好，節能環保等優點，值得同行們借鑒。

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