某煤化工废水零排放单元离心脱水机的运行状况分析

某煤化工废水零排放单元离心脱水机的运行状况分析

摘要：某煤化工项目在蒸发结晶处理工段采用了推料式离心脱水机进行盐水分离，成功地将废水中的盐从盐卤料中分离出来；此推料式离心脱水机有操作简便、产盐率高、在线率长，运行成本低等优点。本文主要对影响推料式离心脱水机运行的因素进行了分析，并提出可行性解决办法。关键词：推料式离心脱水机存在的问题解决办法某煤化工项目污水生化处理单元设计处理能力800m³/h；含盐废水膜处理单元设计处理能力1500m³/h，主要包括生化尾水、热电化学水排污水、循环冷却水排污水等，含盐废水膜处理单元设计回收率75%；含盐废水膜处理单元反渗透浓缩液约375m³/h进入高效膜浓缩单元（HERO工艺技术），高效膜浓度单元设计回收率87.5%，设计余量120%；每小时产生反渗透浓缩液约57m³，这部分高盐废水进入蒸发结晶单元（MVR降膜蒸发器技术）。离心脱水机作为蒸发结晶单元固液分离的关键设备，其运行效果直接决定着零排放系统的稳定运行，下面对离心脱水机脱盐效果的影响因素进行简要分析。一、脱水机运行效果的影响因素（一）脱水机筛网选型的影响脱水机在运行一段时间后筛网孔会被堵塞，导致进入脱水机的盐浆无法被均匀分散开，导致分散在脱水机转鼓上的岩浆不均，转鼓受力失衡造成脱水机振动升高而联锁跳停。对于杂盐离心脱水机筛网易选择0.15～0.2mm的孔径，筛网过大，不易截留析出的盐分；筛网过小，容易发生筛网污堵，影响脱水效果。（二）脱水机转速的影响脱水机的转速是可调节设置，转速调节范围在800～1500r/min之间。当结晶器内COD浓度较低时，可提高脱水机的负荷，此时相应提高脱水机转速能够提升脱盐效率。当COD浓度较高时，盐卤水进入脱水机后会有部分盐浆粘附在转鼓上，此时若脱水机在高转速下运行，则会有越来越多的粘液粘附在转鼓上，在推料盘作用下不能随盐层向前推移出盐，粘附在转鼓上的粘液会造成脱水机振动值增加。当粘液粘附转鼓后转鼓就会被堵塞，导致卤水中的水不能被离心甩出，最终导致出盐含水率高，甚至无盐析出，出盐口呈水流状态。（三）脱水机转鼓冲洗频次的影响脱水机转鼓格（如图一），脱水机运行一段时间后会有部分细小盐粒存留在格栅间隙间，此时脱水机在转动过程中会因受力不均匀而出现振动值增加；因此，每隔一定时间对脱水机转鼓应进行冲洗。当盐卤水中COD浓度偏高时，盐卤水粘度增加，脱水机运行过程中就会有越来越多的盐粘附在转鼓上，此时应加大转鼓的冲洗频次，并延长冲洗时间直至把转鼓上粘附的盐浆彻底清除。转鼓的冲洗频次和冲洗时间可依据卤水中COD浓度的变化而设定，脱水机的转鼓冲洗以在线冲洗为主，在冲洗时出盐含水率会升高。图一：脱水机转鼓和筛网（四）蒸发器浓缩倍数的影响该煤化工项目蒸发器浓缩倍率控制在3～4倍，HERO浓水TDS设计值≤60000mg/l，蒸发器盐水槽TDS含量18%～24%。但在实际运行中HERO浓水电导会高于设计值，若控制蒸发器浓缩倍率在4倍，会造成蒸发器排污总溶解固体含量值升高。这些高盐废水在结晶器进一步浓缩后盐卤水中盐体积占比增加，在脱水机处理相同流量的盐卤水时脱水机负荷增加，会造成脱水机振动上升，出盐含水率增加，出盐质量下降。综上所述，蒸发器浓缩倍数应依据HERO浓水的TDS含量选择适当的浓缩比率。（五）盐卤粘度的影响某煤化工项目蒸发器进水COD设计值≤1000mg/l，经蒸发器浓缩后其排污浓盐水中COD高达4000mg/l，这些高COD浓盐水进入结晶器进一步浓缩。该项目在结晶器前端设置了强制循环热交换器，其采用0.46Mpa新鲜蒸汽来提供热源，新鲜蒸汽温度在190~250℃。在结晶器运行过程中，通过调节新鲜蒸汽量在强制循环热交换器内将盐卤料温度加热在100~110℃。部分COD在经过水利分离器时会随重组分进入脱水机，COD在结晶器内不断富集，该煤化工项目结晶器内COD最高达100000mg/l。在强制循环热交换器100~110℃温度下，结晶器内COD的浓缩会使盐卤粘度越大，进而会使盐粒粘度增大。有粘度的盐卤料进入脱水机后会粘附在脱水机转鼓上，导致脱水机振动及电流上涨，严重会导致脱水机无法正常出盐。此时，为控制出盐含水率应降低脱水机转速，加大脱水机转鼓的冲洗频次并延长冲洗时间。如通过降低转速仍不能控制出盐含水率，则应降低脱水机负荷，使进料能够均匀分散在脱水机转鼓上。通过以上方法调整后，若出盐含水率能够得到控制但脱水机振动出现上涨，则应加大脱水机进料筛网冲洗频次并延长冲洗时间。（六）运行负荷的影响在结晶器内COD浓度较低时脱水机负荷大小对出盐含水率影响不大，当COD浓度越来越大时，脱水机负荷对出盐含水率的影响比较明显；其两者浓度较大时如继续维持脱水机高负荷，盐卤料进入脱水机后在经过筛网的均匀分布时会有部分盐粒粘附在筛网上，导致筛网无法将卤料均匀分布在转鼓上，进而会影响脱水机的振动、电流及出盐含水率。此时应降低负荷使卤料进入脱水机筛网后能够均匀分布在转鼓上形成均匀的盐层，卤料中水分透过转鼓格栅，盐粒被格栅截留，出盐含水率得到控制。（七）氯化钠晶粒增长的影响因素1.溶液的温度理论上溶液的温度越高，粘度越小，溶质的扩散速度越快，晶体的成长速度也快。因此，溶液温度较高时容易得到较大粒径的产品。如下图二所示：图二：各种温度条件下盐晶体成长速度与过饱和浓度的关系2.溶液中的杂质浓度及悬浮物的变化在相同的温度条件下，溶液中杂质含量及悬浮物增加，则溶液浓度增高。溶液粘度上升，溶液的扩散速度下降，就会影响晶体的成长速度。3.晶体在蒸发结晶器内停留时间根据溶液中NaCl的成核速率与产品排出速率基本一致,为满足NaCl晶体的成长速率和产品粒径的要求，确定晶体在蒸发结晶器内的停留时间尤为重要，据资料介绍，产品要求平均粒径0.4mm时其停留时间应控制在1小时以上。4.循环溶液流量当加热蒸汽量一定时，循环溶液流量和溶液的过饱和度成反比函数关系，循环流量确定了蒸发结晶器各部位的流速大小，速度大会引起晶体之间、晶体与器壁之间的碰撞加剧，致使晶体破碎形成二次晶核的可能性增大，因此，要严格控制循环溶液流量。5.盐浆浓度指参加循环料液中的晶体浓度（固液比），在一定的条件下，盐浆浓度高则蒸发结晶器内晶体的保有量多。晶体停留时间增长有利于料液过饱和度的消除和晶体成长。但盐浆浓度过高，晶体之间、晶体与器壁之间碰撞机率增多，对晶体成长也不利，所以要求严格控制适当的晶体浓度，最佳固液比在20%左右为宜。二、结论1.脱水机转速的调整，转鼓、筛网的冲洗频次和冲洗时间会影响脱水机的连续出盐及出盐含水率。在生产中应依据实际运行工况灵活调整转速设定值，转鼓和筛网的冲洗。2.卤水中液体的粘度会影响到晶体的成长及晶粒的大小，粘液会粘附在脱水机转鼓及筛网上，导致脱水机无法正常出盐。3.晶体在结晶器内的成长及晶核的大小是影响脱水机出盐的本质条件，晶核越大出盐越好，在实际生产中应尽量控制在晶核成长的最佳条件。参考文献：

韩洪军，徐春艳.现代煤化工废水近零排放技术难点及展望[j].工业水处理，2019，3