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聚丙烯酰胺母液过滤袋更换周期的影响因素
作者:管理员    发布于:2016-01-19 13:52:03    文字:【】【】【

  1.4细菌含量对滤袋更换周期的影响油田中常见的三种菌为硫酸盐还原菌(RB)、铁细菌(FB)、腐生菌(TGB)。而配制聚合物母液时往往因清水供不应求而用处理过的油田污水进行配制,因而造成HPAM母液中三种菌的含量严重超标。同时当金属管壁表面上存在不规则表面时可以为微生物的繁殖提供场所,流动的HPAM溶液、死亡的微生物以及循环水中悬浮物的沉降会给它们源源不断地提供营养物质,从而使细菌逐渐增多。由SRB对碳钢的腐蚀机理可知:首先发生阳极反应,Fe失去2个电子转化成Fe2+I9;然后SRB利用细菌生物膜内产生的氢,将硫酸盐还原成H2S1101,生成的H2S不仅使HPAM产生臭味,还会对管道、HPAM过滤袋造成酸腐蚀;后Fe2+与H2S生成FeS,从而使HPAM溶液局部发黑而产生黑色黏稠物质,进而堵塞滤袋。由TGB的腐蚀机理可知:TGB产生的黏液与FB、藻类原生动物等一起附着在设备上,造成生物垢1111,可堵塞过滤器,从而缩短滤袋更换周期。由FB的腐蚀机理可知:FB氧化水中的Fe2+形成大量的Fe(OH)12,加速管壁上的铁离解进入水中,不仅加速管道腐蚀过程,而且,代谢产物Fe3+可与HPAM发生交联反应而生成黄色胶状物,在HPAM配制站中就发现因大量黄色胶状物堵塞滤袋而使滤袋更换周期缩短。

  由此可知:SRB、FB、TGB是相互作用的,不仅腐蚀管道,为HPAM提供交联剂,终因生成大量交联产物而堵塞滤袋,而且其代谢产物会对滤袋造成酸腐蚀,生成FeS会使HPAM局部产生黑色黏稠物而堵塞滤袋。因此,可采用优质聚合物干粉、控制配制水源中细菌含量、对HPAM母液进行定期杀菌,做到从源头和配制过程中严格控制SRB、FB、TGB细菌含量,可避免对滤袋造成酸腐蚀及因形成交联产物堵塞滤袋而使滤袋穿孔,从而可延长滤袋更换周期。

  1.5固体悬浮物对滤袋更换周期的影响在HPAM过滤器内有较多固体悬浮物,如胶皮、钢丝、腐叶等。随着时间的推移固体杂质堆积在滤袋内,不仅为细菌繁殖提供条件,还会堵塞滤袋,使滤袋更换周期缩短。因此,配制HPAM母液时要做到清洁操作,避免引入外来杂质,从而延长滤袋更换周期。

  1.6胶状杂质对滤袋更换周期的影响通过前面分析可知,母液中胶状杂质主要是HPAM与Fe3+的交联产物。当黄色胶状杂质含量过多时,会有大量的胶状杂质进入滤袋孔隙中,使滤袋孔隙变小,终导致滤袋堵塞,使过滤效率下降,滤袋内压差过高,从而使滤袋穿孔,缩短滤袋更换周期。

  综上所述,减少胶状杂质含量可有效延长滤袋更换周期。因此,可采取以下方法:对管道进行改造。采用其他耐高压材料替代钢制材料,可以从源头上减少胶状杂质的生成,缺点是费用较高,但从长远考虑是可行的。

  选用优良杀菌剂对HPAM母液进行杀菌。可减少细菌对管道的腐蚀,从而减少更多的铁离解进入水中,从而减少胶状物的生成含量,缺点是不能从根本上抑制胶状物的生成,会造成二次污染。

  2操作条件对滤袋更换周期的影响2.1过滤速度对滤袋更换周期的影响过滤速度与滤袋内压差符合达西定律,即:△p多孔介质内的总压差;多孔介质的厚度;:多孔介质内的平均流速,卜流体黏度;:过滤介质渗透率。

  由达西定律可知压差与流体黏度、过滤速度呈正比。随着过滤速度的增加,压差增加的速度也逐渐加快,此时产生的压缩应力也更大,会使更多的滤饼堵塞滤袋孔隙。并且HPAM母液由其结构特点可知具有高黏性,因此过滤HPAM母液可选择较低的过滤流速。

  袋式除尘器的过滤速度u(m/min)是指过滤流量Q(m3/min)和过滤织物面积A(m2)的比值14,即:因此,当过滤织物面积一定时则只与过滤流量有关。即过滤流量越小,过滤速度越小。

  综上所述,过滤速度增加时,可使滤袋内压差增大,加重滤袋负荷,增加过滤阻力1151,缩短滤袋更换周期,因此对于HPAM母液尽量选择低过滤速度。并且,当滤袋面积一定时,可通过减小过滤流量而使过滤速度变小,从而延长滤袋更换周期。

  2.2分散程度对滤袋更换周期的影响HPAM结构上基本的特点是16:分子链具有柔顺性和分子形状的易变性。即分子链有较大的长径比,使柔性分子链极易卷曲,分子链之间易发生缠结。

  分子链上具有与丙烯酰胺单元数相同的侧基一酰胺基,而酰胺基具有高极性、易形成氢键和高反应活性。

  因此,当浓度稍高时,由于链间的缠结和氢键结合使HPAM溶液呈水溶胶的性质。所以配制HPAM溶液时必须做到分散均匀,即在配制过程中一点一点加料,这样水分子可以快速渗入和攻击HPAM,可将氢键解离和分子链解缠结,避免HPAM缠结在一起。而当一次性加料过多造成分散程度不均匀时,HPAM极易结团,链间相互缠结在一起,造成短时间内无法将其解缠结,终导致大量的HPAM线团进入滤袋内,堵塞滤袋孔隙,使滤袋穿孔,从而缩短滤袋更换周期。

  综上所述,必须严格控制分散环节,可对分散装置进行改进,力争做到分散均匀,这样可以避免HPAM溶液不结团或少结团,从而可以减少滤袋内高分子线团含量,减轻滤袋堵塞程度,进而延长滤袋更换周期。

  2.3熟化时间对滤袋更换周期的影响HPAM溶液经分散装置后进入熟化罐,当熟化时间过短时,会有大量“鱼眼”产生,并存在大量没搅拌开的线团。因此在过滤的过程中极易堵塞滤袋,终使滤袋穿孔。

  综上所述,必须加强熟化力度、延长熟化时间,可采用多个熟化罐同时熟化,还可控制HPAM母液进入熟化罐流量,避免入罐流量过多而使熟化效果变差。从而延长滤袋更换周期。

  3滤袋性质对滤袋更换周期的影响3.1过滤介质的选择原则滤料性能和质量的好坏,直接关系到袋式除尘器性能的好坏和使用寿命的长短。因此,滤料的正确选择是袋式过滤器充分发挥其效能的重要环节。选择滤料时尽量满足使滤袋材料温度适宜、剥离性好、易清灰、透气性好、阻力低、过滤效率高、能承受高强度清灰、使用寿命长等特点1171.但是,选择滤料时往往不能同时满足上述特点,因此就要因地选材、因技术要求选材、因过滤母液性质选材。

  3.2滤袋尺寸对滤袋更换周期的影响滤袋面积对滤袋更换周期的影响过滤面积是根据过滤流量和过滤速度来确定的,计算公式为:由公式(3)可以看出:当过滤流量一定时,A越大,则u越小。由过滤速度对滤袋更换周期的影响可知,当过滤速度较小时,可延长滤袋更换周期。因此,对同一过滤流量,A越大,对滤袋更换周期越有利。但同时要考虑设备体积问题、成本问题,因此要选择一个适当的过滤面积。

  滤袋长径比对滤袋更换周期的影响滤袋长度(L)和滤袋直径(D)与进入滤袋的进口速度有关。可用过滤速度u与入口速度ui(m/s)表示,设单袋HPAM母液流量为Q(m3/s),则有:由公式(4)可以看出:当流量一定时,L与u成反比,即减小过滤速度u、增加滤袋长度可延长滤袋更换周期;2与ui成反比,即减小入口速度u,增加滤袋直径可延长滤袋更换周期。由公式(5)可知,当u较小时,L/D较大,当u较大时,L/D较小,据此16,袋式除尘器的L/D―般为10~35,因而,滤袋的直径可在150~300mm,滤袋长度可在1.5 ~10m内选择。

  滤袋数量对滤袋更换周期的影响滤袋数量N是总过滤面积A除以单个滤袋的表面积Ai(m2),对于圆袋计算公式为:由公式(6)可知,增加滤袋个数N可以增加滤袋面积A,由此可延长滤袋更换周期。

  综上所述,设计合适的滤袋尺寸如选择适当的过滤面积、长径比、滤袋个数可延长滤袋更换周期。

  3.3滤袋生产质量对滤袋更换周期的影响在HPAM配制站更换过滤袋时发现滤袋底部是较易破损部位,分析原因可能是滤袋底部与袋身缝合不牢固,承受不住HPAM的重量,加之滤袋与滤笼匹配不好,底部晃动较大,终导致底部较易破损。

  因此,加强滤袋生产质量,做到滤袋与滤笼相匹配,从而避免滤袋因质量原因而破损,进而延长滤袋更换周期。

  4结语在保证除尘效率的前提下,大限度地延长滤袋的使用寿命是HPAM配制站实现高运行率、低运行成本的重要途径。通过对影响HPAM母液过滤袋更换周期的因素的分析可知,延长滤袋更换周期的方法有如下几点:对HPAM母液性质严格要求。即选用适当分子量的HPAM,配制浓度不宜过大,采用低矿化度水源配制HPAM溶液,控制HPAM母液中细菌含量,减少HPAM母液中胶状杂质含量及做到清洁生产。

  对操作条件严格要求。即选用较低的过滤流量及过滤速度,加强分散程度及延长熟化时间。

  对滤袋性质严格要求。即选用优质过滤材料,设计合理的滤袋面积、长径比、及滤袋个数,提高滤袋生产质量。

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