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翻盘过滤机在脱硅粉煤灰浆液过滤生产中的应用
作者:管理员    发布于:2017-06-09 09:03:12    文字:【】【】【

  1前言高铝粉煤灰预脱硅一碱石灰烧结法工艺路线是由大唐国际与清华大学和清华同方合作,经过8年自主开发的高铝粉煤灰生产冶金级氧化铝并联产活性硅酸钙化工填料和硅酸二钙水泥熟料的多联产技术脱硅粉煤灰浆液分离与洗涤是高铝粉煤灰预脱硅工序后针对脱硅粉煤灰浆液的处理环节。

  目前脱硅粉煤灰浆液分离与洗涤采用平盘过滤机进行真空过滤,滤饼含水率在40左右。从生产实践来看,有产能低、生产连续性差、过滤性能恶化快等缺陷。这种缺陷从表现上看是由平盘过滤机的螺旋卸料造成在盘面上始终会残留―层滤饼,称为残留滤饼层,残留滤饼层导致过滤性能极差;其深层次的原因为脱硅粉煤灰中硅酸钠溶液造成脱硅粉煤灰滤饼致密、板结、透气率差,同时也导致滤布的孔隙逐步被堵死。

  残留滤饼层厚度一般为5mm左右,对于性能疏松、吸水性差的物料(如氢氧化铝),其作为滤布上的一层过滤介质不仅不影响过滤,而且作为―层过滤介质有助于降低滤液的浮游物;但是对于吸水性强、易形成致密层的物料(如硅酸钠的脱硅粉煤灰),残余滤饼层随着过滤时间的延长,会逐渐板结,造成透气能力越来越差,严重影响过滤过程的正常进行。

  -22基金项目:国家“十一五”科技支撑计划项目(2009BAB49B00)在脱硅粉煤灰分离与试车过程中,针对残余滤饼层的处理,采取高压风反吹、高压水冲洗和高压水切割等多种措施取得了定效果,但仍然难以满足连续生产要求。为了彻底解决残余滤饼层带来的影响,引入磷酸行业常用的翻盘过滤机来处理脱硅粉煤灰浆液69. 2试验设计2.1试验目的与内容本试验主要采用翻盘过滤机,试验测定翻盘过滤机用于脱硅粉煤灰浆液过滤的单位产能、滤饼含水率、滤液物等参数,以期考察翻盘过滤机在脱硅粉煤灰浆液过滤的适用性。并与与平盘过滤机进行对比,从产能、滤液固含、滤饼含水率、生产连续性等各方面进行比较,为后续设计和设备选型提供依据。

  2.2试验条件本试验选用某化工机械厂提供的试验机,真空泵与气液分离罐为试验机自备。试验机的主要参数见表1.试验物料为用经过缓冲槽和调配槽的脱硅粉煤灰浆液,分为4种,具体见表2.表1试验机主要运行参数项目过滤面积滤盘规格抽气量真空度指标表2物料特性物料号物料名称料浆特性1低温脱硅粉煤灰浆液浆液为调配槽内的脱硅粉煤灰浆液,低温停留时间超过10h2高温脱硅灰浆液浆液为缓冲槽内的脱硅粉煤灰浆液,低温停留时间超过10h,高温停留时间超过3h3添加7石灰石的脱硅粉煤灰浆液浆液为缓冲槽内添加7石灰石的脱硅粉煤灰浆液,停留时间约1h4添加原粉煤灰的高温脱硅灰浆液浆液为缓冲槽内的脱硅粉煤灰浆液,原粉煤灰加入后高温停留时间不超过2h由于滤布初次过滤,孔隙度较高导致浮游物较高。

  2.3试验方法不同性质浆液过滤时间对比不同性质浆液过滤的滤液浮游物含量对比将1m2翻盘过滤机(试验机)置于预脱硅缓冲槽附近,从缓冲槽和调配槽使用泵将浆液输送到过滤机,开启真空泵,真空度0. 06MPa开始计时,真空度降低到0. 04MPa停止计时,倾翻卸料,卸料后观察滤布状态。

  3试验结果与分析3.1过滤时间对比示出3种物料在达到同样滤饼厚度条件下的过滤时间的对比。可以看出,加入石灰石的脱硅粉煤灰浆液过滤时间要远短于不加石灰石的。主要原因为石灰石的加入,在滤饼中形成了骨架,起到了骨架助滤的作用。同时石灰石的加入,降低了硅酸钠溶液浓度,这使得浆液粘度的减低,有利于进行过滤。

  3.2滤液浮游物含量对比示出2种料浆过滤的滤液浮游物含量对比。可以看出,无论是加石灰石还是未加石灰石的脱硅粉煤灰浆液,滤液的浮游物含量基本在10g/L以下,集中在5g/L左右,虽高于设计要求的2g/L的浮游物含量,但也在后续工序精滤设备的处理范围内。图中两个点高于10g/L,可能是3.3滤饼含水率对比At试验机滤盘面积,m2 T―过滤时间,a――滤饼含水率,Qd――设计抽气量,m3/min Q试验机抽气量,m3/min Ae―翻盘过滤机有效面积,m2A试验机滤盘面积,m2示出2种料浆过滤后滤饼的含水率。从中可以看出,无论是加了石灰石还是未加石灰石的脱硅粉煤灰浆液,粉煤灰滤饼的含水率集中在40左右;但同时可以看出,加入石灰石后滤饼含水率有适当增加,这可能是由于加入石灰石后,滤饼易于龟裂,易于跑真空,同时滤饼相对疏松,过滤时间短,滤饼含水率较高。

  不同性质浆液过滤的滤饼含水率对比4产能估算表3通过滤饼量计算的产能序号过滤时间T(s)滤饼厚度L(mm)滤饼含水率)翻盘过滤机选取3料浆,浆液为添加石灰石的粉煤灰浆液,通过滤饼量计算生产能力。计算公式见式(1)。其中试验机滤盘面积为1m2,55m2翻盘过滤机有效面积为46m2,滤饼容重为1200kg/m3,设计抽气量为5.82m3/min.表3列出了产能计算结果。

  同样,可通过浆液进料量计算过滤机产能。

  表4列出了产能计算结果。通过表3和表4对比分析可知,两种方式计算的过滤机产能基本致。同时也可以看出,通过合理调节浆液进料量和过滤时间,在目前的试验条件下,55m2翻盘过滤机的产能能达到30~45t/h的干基粉煤灰产能。

  表4通过浆液进料量计算的产能序号进料量V(m3)进料浓度as过滤时间T(s)滤液含固量翻盘过滤机产能W(t/h)针对脱硅粉煤灰浆液分离与洗涤采用平盘过残余滤饼全部卸除,有利于后续滤布的洗涤与再生。

  使用翻盘过滤机滤饼含水率基本保持在40以下,与平盘过滤机相比,滤饼含水率基本相同。过滤后滤液浮游物保持在5g/L左右,对后续的活性硅酸钙工序不会造成大的影响。同时可经过进一步滤布选型将滤液浮游物保持在规定的范围之下。

  在目前的试验数据下,如果控制粉煤灰预脱硅反应,将液相中Nk和Si2控制在相对较低的水平,有利于缩短过滤所用的时间,同时控制脱硅反应后的停留时间,55m2翻盘过滤机能达到30t/h的干基粉煤灰产能。

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