CN110898469B - 一种提高电石渣浆压滤过程中滤布使用寿命的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种提高电石渣浆压滤过程中滤布使用寿命的方法，控制进入乙炔发生工序进行水解反应的水中SO4 2‑离子的含量小于10ppm。本发明将用于乙炔发生工序水解反应的水中的硫酸根离子的含量降低到10ppm，可以防止在电石渣浆压滤过程中粒径细小的颗粒堵塞滤布，在定期进行工业水反洗后，大大提升了滤布的使用寿命，已堵塞的滤布可采用酸洗进行再生，水洗加酸洗后滤布的寿命提高了三倍以上，大大提高了装置的运行效率，降低了运行成本。

Description

一种提高电石渣浆压滤过程中滤布使用寿命的方法
技术领域
本发明涉及化工技术领域，尤其是一种提高电石渣浆压滤过程中滤布使用寿命的方法。
背景技术
电石法生产聚氯乙烯(PVC)、氯乙烯醇(PVA)装置的乙炔发生工序将产生大量的副产物电石渣浆，乙炔发生工序水解的主要反应是：CaC+2H2O＝C2H2+Ca(OH)2，从反应式中可以看出电石渣浆的主要成份是Ca(OH)2，生产一个当量的C2H2就要产生相同当量的电石渣。一般情况下，湿式发生器中排出的电石渣浆含固量为5％～15％，含水量为85％～95％，处于液体(悬浊液)状态，电石渣浆经压滤工序脱水后，电石渣作为原料送至水泥厂，滤液输送至清净池沉降处理后清净池上清液作为循环水回用至乙炔发生器。电石渣浆压滤脱水工序主要采用以滤布为过滤介质的固液分离设备，如带式过滤机、立式压滤机等。在过滤过程中，固体颗粒细、带有粘性的物料会附着在滤布表面以及夹塞在滤布孔隙间，单靠刮刀卸料和目前常用的喷头淋洗很难彻底恢复滤布再生能力，这样就会导致滤布运行一段时间后过滤效率降低。因此需要对滤布进行定期停机更换清洗，以保证滤布透气性良好，保持较高的过滤效率。
目前，为了提高滤布寿命，多采用高压冲洗的方法延长滤布寿命，如公开号为CN202778070U的中国实用新型专利公开了一种高压滤布清洗装置，对粘、细过滤物料具有良好效果，可以延长滤布使用寿命，但是对于粘性较强和夹塞滤布孔隙中间的残留颗粒清洗效果不佳。也有采用带有刷辊的滤布清洗装置，对滤布表面的清洗效果较好，但同样不能彻底清除夹塞在滤布孔隙间的细微颗粒，在使用一段时间后依然存在滤布堵塞、过滤效率下降的问题。
因此，亟需寻找一种从根本上解决电石渣浆压滤脱水过程中由于滤布堵塞而降低滤布寿命问题的方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种提高电石渣浆压滤过程中滤布使用寿命的方法，该方法可以防止在压滤过程中堵孔滤布，从而提高滤布寿命。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种提高电石渣浆压滤过程中滤布使用寿命的方法，控制进入乙炔发生工序进行水解反应的水中SO4 2-离子的含量小于10ppm。
进一步的，所述的进入乙炔发生工序进行水解反应的水包括来自电石渣浆压滤过程中产生的滤液经沉降处理后的上清液。
进一步的，所述的进入乙炔发生工序进行水解反应的水还包括来自环保厂处理后的回用废水。
进一步的，向待进入乙炔发生工序进行水解反应的水中加入絮凝剂和沉淀剂，然后进行沉降分离后送往乙炔发生工序。
进一步的，所述的沉淀剂为可溶性钡盐或可溶性锶盐或二者的混合物。
进一步的，所述的沉淀剂与水中SO4 2-离子的摩尔比为1.0～1.3﹕1。
进一步的，所述的絮凝剂为聚乙烯醇、PAM、硫酸亚铁中的一种或几种。
进一步的，向待进入乙炔发生工序进行水解反应的水中加入絮凝剂和沉淀剂进行搅拌混合均匀后，沉降0.5～3h，将沉降后的混合液溢流出清液送往乙炔发生工序。
进一步的，所述的搅拌时间为5～60min，搅拌速率为10～60r/min。
进一步的，对电石渣浆压滤过程中的滤布通入工业水反洗，反洗的频率为0.5～5次/小时。
电石渣浆经压滤工序脱水后，电石渣作为原料送至水泥厂，滤液输送至清净池沉降处理后清净池上清液作为循环水回用至乙炔发生器，电石渣浆压滤脱水工序主要采用以滤布为过滤介质的固液分离设备，在压滤过程中滤布上易被细小颗粒堵塞，增加了进料时间、滤饼含水量和生产能耗，同时降低了压滤工序的生产效率。发明人通过将滤布堵孔物取下后对其成分及其含量进行分析得到白色堵孔物中的成分如下表所示：
元素 Ca Ba Sr S Si Ce K Al Ag Cr Cu
含量％ 90.46 3.43 3.11 0.96 0.75 0.38 0.38 0.34 0.09 0.06 0.03
通过数据计算出白色堵孔物中氢氧化钙的质量百分含量为64.83wt％，碳酸钙的质量百分含量为20.02wt％；通过ICP分析计算出白色堵孔物中硫酸钡的质量百分含量为7.13wt％，硫酸锶的质量百分含量为4.93wt％。在电石渣浆压滤过程中，电石渣浆中粒径细小的氢氧化钙、碳酸钙、硫酸钡和硫酸锶颗粒等经过压滤后残留在滤布丝线缝隙之间，在压力作用下，使颗粒与颗粒之间以及颗粒与滤布之间结合更加紧密，初步形成堵孔。然后，游离水分蒸发，氢氧化钙逐渐从饱和溶液中结晶析出，在颗粒与颗粒之间或颗粒与滤布之间起到联结作用；在大气环境中，氢氧化钙与空气中的二氧化碳反应生成致密的碳酸钙，生成的碳酸钙晶体相互交叉连接或与氢氧化钙共生，紧密交织在一起，将不溶的硫酸钡和硫酸锶包裹；使颗粒与颗粒之间或颗粒与滤布结合更加紧密，从而严重堵塞滤布缝隙。可以看出堵孔物的形成主要是氢氧化钙与空气中的二氧化碳反应生成致密的碳酸钙，生成的碳酸钙晶体相互交叉连接或与氢氧化钙共生，紧密交织在一起，将不溶的硫酸钡和硫酸锶包裹，从而严重堵塞滤布缝隙，但是发明人在实际生产中发现，当参与乙炔发生工序水解反应的水中硫酸根的含量小于10ppm时，可大大滤布寿命，防止电石渣浆中粒径细小的氢氧化钙、碳酸钙等形成致密的堵孔物堵塞滤布，而且已堵塞的滤布可通过酸洗的方式，完全溶解滤布上不含硫酸钡和硫酸锶的堵孔物，实现滤布的重复使用。
本发明的有益效果是：本发明将用于乙炔发生工序水解反应的水中的硫酸根离子的含量降低到10ppm，可以防止在电石渣浆压滤过程中粒径细小的颗粒堵塞滤布，在定期进行工业水反洗后，大大提升了滤布的使用寿命，已堵塞的滤布可采用酸洗进行再生，水洗加酸洗后滤布的寿命提高了三倍以上，大大提高了装置的运行效率，降低了运行成本。
附图说明
图1是本发明实施例1的装置流程图；
图中标记为：1—电机、2—折流板、3—搅拌杆、4—混合槽、5—离心泵、6—沉降池、7—排渣口、8—乙炔发生器、9—压滤机、10—清净池。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
如图1所示，将水和电石渣加入乙炔发生器8，反应后电石渣浆从排渣口7排出，然后进入压滤机9进行压滤，压滤后的滤液进入清净池10进行沉降，沉降处理后清净池上清液作为循环水回用至乙炔发生器8。本发明在上清液进入乙炔发生器8之前增加了一个混合槽4和沉降槽6，将来自清净池上清液连续加入混合槽4，若是乙炔发生器8的补充水为来自环保厂的回用废水，则需要一起加入混合槽4进行处理，然后在混合槽4中添加沉淀剂溶液及絮凝剂溶液，搅拌均匀后送入沉降槽6进行沉降，观察沉降池底部沉淀物累积情况，并对沉降池溢流液进行取样分析，检测SO4 2-离子含量。
表1清净池上清液中组分含量
组分 Ca Na Al Si K Ba Cl<sup>-</sup> SO<sub>4</sub><sup>2-</sup>
含量/ppm 91570 954.7 836.1 1227 88.8 15.8 171 161
一、沉淀剂浓度对硫酸根离子浓度的影响
以硫酸根含量为161ppm的上清液作为试验组进行实验，分别加入不同浓度的沉淀剂，将环保厂回用废水与清净池上清液的混合液连续加入混合槽4设备，其中混合液中硫酸根的含量为612ppm，在同样的混合液中添加不同种类的沉淀剂溶液，流量为混合液流量的百分之一，搅拌速率为35r/min，在混合槽4中停留20min后，由泵输送至沉降池6中停留1h，观察沉降池6底部沉淀物累积情况，并对沉降池溢流液进行取样分析，检测SO4 2-离子含量，试验结果见表2所示。
表2
Figure BDA0002291382730000031
Figure BDA0002291382730000041
由表1可以看出，加入不同浓度的氯化钡沉淀剂溶液后，沉降后混合液中的SO4 2-离子含量均稳定控制在10ppm以下，沉降池底部有大量细小白色颗粒沉淀；加入不同种类的沉淀剂或两种沉淀剂混合液后，同样能稳定控制SO4 2-离子含量。
二、水中絮凝剂的含量对沉降速率的影响
将上述试验组2所得的混合液，向混合槽4中加入不同质量分数的絮凝剂溶液，得到试验组7-11，观察沉降速率。絮凝剂溶液流量均为混合液流量的千分之一，搅拌速率为35r/min，在混合槽4中停留20min后，由泵输送至沉降池中停留1h，观察沉降池沉降快慢情况，并对沉降池溢流液进行取样分析，检测SO4 2-离子含量，试验结果见表3所示。
表3
Figure BDA0002291382730000042
由表2可以看出，加入不同种类的絮凝剂溶液后，沉降后混合液中的SO4 2-离子含量稳定控制在10ppm以下，相比于不加絮凝剂时，沉降速率明显增加。
三、硫酸根含量对滤布寿命的影响
表4
SO<sub>4</sub><sup>2-</sup>含量(ppm) 冲洗频率 滤布表面的情况 滤布重复使用寿命
试验组2 9.5 0.5次/h 残留微量细小白色颗粒 39天
试验组8 7.4 1次/h 残留微量细小白色颗粒 42天
试验组9 6.9 2次/h 残留微量细小白色颗粒 45天
试验组1 612.1 1次/h 残留大量细小白色颗粒 33天
试验组12 641.6 1次/h 残留大量细小白色颗粒 31天
将硫酸根含量如上表4所示的清净池上清液与环保回用废水的混合液送至乙炔发生器反应，产生的电石渣浆送至压滤工序，定期通入工业水反洗的方式，冲洗滤布，观察滤布使用寿命。试验结果见表4所示。其中试验组2、8、9的滤布达到使用寿命堵塞后用盐酸清洗，即可彻底再生恢复滤布过滤能力投入使用，使用到滤布使用寿命后再次用盐酸清洗，盐酸清洗五六次之后需要对滤布进行更换；而试验组1的滤布在使用33天后用盐酸清洗，再使用33天后用盐酸清洗，已无法彻底恢复滤布的再生能力，需要更换新滤布。

Claims (6)

1.一种提高电石渣浆压滤过程中滤布使用寿命的方法，电石法生产聚氯乙烯、氯乙烯醇装置的乙炔发生工序的水解反应的主要反应是：CaC+2H2O＝C2H2+Ca(OH)2，水解反应产生的副产物电石渣浆进入压滤脱水工序进行处理，所述压滤脱水工序采用以滤布为过滤介质的固液分离设备，其特征在于：向待进入乙炔发生工序进行水解反应的水中加入絮凝剂和沉淀剂，然后进行沉降分离后送往乙炔发生工序，控制进入乙炔发生工序进行水解反应的水中SO4 2-离子的含量小于10ppm；所述的沉淀剂为可溶性钡盐或可溶性锶盐或二者的混合物，所述的沉淀剂与水中SO4 2-离子的摩尔比为1.0~1.3﹕1；所述的絮凝剂为聚乙烯醇、PAM、硫酸亚铁中的一种或几种。
2.根据权利要求1所述的一种提高电石渣浆压滤过程中滤布使用寿命的方法，其特征在于：所述的进入乙炔发生工序进行水解反应的水包括来自电石渣浆压滤过程中产生的滤液经沉降处理后的上清液。
3.根据权利要求2所述的一种提高电石渣浆压滤过程中滤布使用寿命的方法，其特征在于：所述的进入乙炔发生工序进行水解反应的水还包括来自环保厂处理后的回用废水。
4.根据权利要求1所述的一种提高电石渣浆压滤过程中滤布使用寿命的方法，其特征在于：向待进入乙炔发生工序进行水解反应的水中加入絮凝剂和沉淀剂进行搅拌混合均匀后，沉降0.5~3h，将沉降后的混合液溢流出清液送往乙炔发生工序。
5.根据权利要求4所述的一种提高电石渣浆压滤过程中滤布使用寿命的方法，其特征在于：搅拌时间为5~60min，搅拌速率为10 ~ 60r/min。
6.根据权利要求1所述的一种提高电石渣浆压滤过程中滤布使用寿命的方法，其特征在于：对电石渣浆压滤过程中的滤布通入工业水反洗，反洗的频率为0.5 ~5次/小时。
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