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这个问题我们现场经常遇到,胶体类可压缩固体在过滤时容易形成致密的滤饼层,比阻急剧增大,导致过滤速率衰减很快。你目前用硅藻土助滤加袋式过滤器的组合,速度慢的核心原因在于袋式过滤器属于表面过滤(滤饼过滤)机制,对可压缩性物料适应性差,硅藻土虽然能起到一定的骨架支撑作用,但架桥效果有限。
针对这种情况,几个改进方向你可以重点考虑:
1. 设备改造升级方面,建议把袋式过滤器换成烛式过滤机或板框压滤机。烛式过滤机属于深层过滤与滤饼过滤结合型设备,可以在滤芯表面预涂硅藻土形成稳定的过滤介质层(预涂层厚度一般控制在2-3mm),胶体颗粒被截留在预涂层表面,过滤结束后用反吹或刮刀卸料,过滤速率能提升3-5倍。板框压滤机的话要选厢式隔膜压滤机型,通过隔膜挤压降低滤饼含水率,减少滤饼比阻,进料压力建议控制在0.4-0.6MPa,隔膜压榨压力0.8-1.0MPa。
2. 如果物料固含量低于0.5%且颗粒粒径在1-10微米,可以考虑离心分离设备。卧式螺旋卸料沉降离心机(卧螺离心机)分离因数控制在2000-3000g,对胶体体系有较好的适应性,没有过滤介质堵塞问题,连续运行稳定性好。我们去年在催化剂回收工段用过这种方案,处理量从原来的2m/h提升到8m/h。
3. 助滤剂优化这块,硅藻土可以换成纤维素助滤剂或珍珠岩助滤剂,这两种材料的孔隙率更高,压缩性更小。添加方式改为预涂与掺浆结合,预涂量0.5kg/m过滤面积,掺浆浓度控制在0.1-0.3%(质量分数),这样能在滤饼中形成更稳定的骨架结构。助滤剂粒径选择也很重要,d50在30-50微米区间比较合适。
4. 工艺操作参数调整,进料温度适当提高到50-60℃(前提是物料热稳定性允许),粘度降低后过滤速率能提升20-30%。进料方式改为低流速恒压模式,初始压力0.1MPa,逐步提升到0.3MPa,避免初始高压导致滤饼过度压实。过滤周期控制在2-3小时就要进行反冲洗或卸料操作,别等到完全堵死再处理。
5. 如果以上方案改造成本太高,可以在现有袋式过滤器前增加一个预过滤单元,用筒式过滤器(滤芯精度50-100微米)先截留大颗粒,减轻袋滤器的负荷。袋式过滤器的滤袋材质换成PTFE覆膜材料,表面光洁度高,滤饼剥离性好,清灰效果会明显改善。
安全环保方面要注意,硅藻土和胶体固废属于危险废物(HW49类),需要委托有资质单位处置。过滤设备要设置压力高限报警和紧急泄压装置,符合《石油化工企业设计防火标准》GB50160要求。工艺变更前建议做一次HAZOP分析(危险与可操作性分析),识别过滤系统可能存在的超压、泄漏等风险。
现场实施时,先取200L物料做小型过滤试验,对比烛式过滤机和卧螺离心机的效果,根据试验数据再定最终方案,避免盲目改造造成投资浪费。
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