电石渣浆压滤机处理技术

1电石渣浆的治理

电石渣是电石法生产聚氯乙烯过程中电石水化后的产物。其主要成分是氢氧化钙及少量的无机和有机杂质(如硫化物、磷化物、氧化铁、氧化镁、二氧化硅等)。因含微量的碳及硫磷杂质而呈灰白色,有臭味。电石渣呈强碱性,直接排放会对环境造成严重污染。西安西化热电公司采用电石法生产聚氯乙烯树脂,目前生产能力达到7.0万t/a,随着规模的不断扩大,在创造经济效益的同时,大量的电石渣的产生也带来较大的难题。以前采用自然沉降法处理电石渣浆。湿电石渣浆排出后,通过渣浆泵送入渣场,先汇集于8个渣浆池,利用固体颗粒的自身重量自然沉降,排去上面的清液,下层的浓浆经自然风干后成为固体,送去作其他用途。该处理方法占地面积大,劳动环境差,污染严重,且上清液中固体含量高,难以回用。随着聚氯乙烯产量的增加,渣场附近场地的限制,电石渣的堆放成了制约生产发展的瓶颈,一度不得不降量生产。为了彻底根治电石渣污染,变废为宝,于2005年5月引进2台厢式压滤机对电石渣浆进行处理,通过压滤使固液分离,回收了滤液,节约了生产用水,降低了生产成本,同时避免了大量碱液外排造成的环境污染。

2板框压滤机的使用情况

2.1Plate and frame filter press的结构性能及生产原理XMZ800/1500×200-U系列厢式自动压滤机是间歇操作的加压过滤设备,采用机、电、液一体化设计制造,采用双油缸压紧方式,结构合理、操作简单;能够实现滤板压紧、过滤、洗涤、滤板松开、卸料等工序的自动化控制。过滤时,电石渣浆在进料泵的推动下,经止推板的进料口进入各滤室内,滤浆借助进料泵产生的压力进行固液分离,由于滤布的作用,使固体留在滤室内形成滤饼,滤液由出液阀排出。

2.2工艺简述电石渣治理工艺流程见图1。由乙炔工段送来的电石渣浆经旋振筛除去大颗粒固体残渣后,进入渣浆池内,渣浆池用压缩空气搅拌。进料时,渣浆从渣池经渣浆泵打入filter press中压滤脱水,压滤后得到含水36%左右的电石渣滤饼,用车辆外运作建筑、铺路等材料。压滤机排出的滤液经储槽流入乙炔工段清水池中,供发生工序使用。当压滤机入口压力达到0.6MPa时,压滤机自动停止进料,同时开启压缩空气自控阀及浆料回流阀,对压滤机进行吹风约15min左右,使滤饼达到卸料要求。该工艺的特点是进料、保压、卸料等整个过程采用DCS系统控制,自动化程度较高。主要设备见表1。

3存在的问题及改进措施

3.1存在问题(1)进料时间过长。压滤机1个理论工作循环周期为64.2min,实际周期为120min。这是因为在实际生产中,渣浆含固量低,只有10%左右,使压滤机工作效率大大降低,单位时间内作无用功。

压滤工段月产渣量统计数据表明,卸料时间的无限制增加,使得压滤机的实际生产开工率不及60%。(2)压缩空气不足。压滤机要求压缩空气压力为0.8MPa,而现有装置压力仅为0.5MPa,致使吹风时间延长。吹风效果不好,会使滤饼粘在滤布上,增加卸料工序的难度,延长了压滤周期。工人长期借助竹篦敲打卸料,缩短了滤布的使用寿命,提高了生产成本。由于以上因素的制约,使2台压滤机远没达到设计能力,设备开工率低,使整个运行能力不足60%。(3)清水泵易结垢、堵塞。由压滤机出来的滤水经储槽回乙炔工段做生产上水使用,由于滤液的温度偏高(55°C左右),回用过程中Ca(OH)2不断析出,乙炔工段清水泵极易结垢、堵塞。维修费用高,给生产带来极大不便。

3.2改进措施(1)增设2台同型号压滤机,以确保所有电石渣浆能全部处理。要缩短进料时间,必须将电石渣浆进行浓缩,由于场地的限制,无法增加浓缩池,只能因地制宜,增大压滤机的处理能力(每2台压滤机一组,交替进料),来应对不断扩大的生产需要。(2)更新1台螺杆压缩机(40m3/min),压缩空气缓冲罐扩大为20m3,使压缩空气压力≥0.8MPa,以确保有充足的气源。缩短吹气时间,进而缩短压滤周期。(3)增加3个200m3的沉降池和2个凉水塔,以确保滤液中的颗粒杂质能够逐级沉降处理,同时对滤液水进行降温处理,以减少Ca(OH)2在滤水回用过程中的析出。3台沉降池并排放置,液体流向采用S型法,增加液体的停留时间,既除去了大颗粒固体杂质,又使滤液温度得以降低,收到双重效果。(4)新增2台压滤机专用喂料泵,同时使溢流管道的配制更加合理化,避免渣浆泵的结垢。(5)增加2台HT通道泵,将从沉降池出来的上清夜输送入凉水塔,冷却后送回乙炔发生器利用。改进后的工艺流程见图2。

4效益分析聚氯乙烯生产能力为7万t/a,每年排放含固量10%的电石渣浆近140万t,年回收废水118万t,按中水价格1.17元/t计算,年创效益138万元。年产生含水36%的滤饼22万t,可用于制砖、铺路等建筑行业。加上免收的排污费,年创效益350万元。压滤机完善工程全面实施后,不再对外排放废渣和废水,对改善环境起到良好的作用,具有明显的社会效益。

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