碟式分離機(jī)在NaY濾液處理中的工業(yè)應(yīng)用
行業(yè)動(dòng)態(tài)
NaY分子篩是由水玻璃、硫磺鋁、低偏、導(dǎo)向劑、化學(xué)水等按一定的摩爾配比，通過(guò)導(dǎo)向劑法合成，在一定溫度下晶化后生產(chǎn)出來(lái)的。合格后的NaY分子篩經(jīng)水平帶式真空過(guò)濾機(jī)分離出固、液相，固相NaY分子篩進(jìn)入下一道生產(chǎn)工序，液相則進(jìn)入污水處理系統(tǒng)。其中，穿透濾布空隙的粒徑小于3μm左右的NaY細(xì)晶粒和游離SiO2進(jìn)入液相，進(jìn)入污水處理系統(tǒng)后，采用沉降罐自然沉降，一般需要8-12h，甚至?xí)r間更長(zhǎng)，懸浮物才能處理至500mg/L，無(wú)法更有效的加以回用。面臨日益嚴(yán)格的環(huán)保要求，該方法無(wú)法有效、快速降低濾液懸浮物，造成濾液回用性差，既影響硅鋁膠制備的質(zhì)量，又降低NaY分子篩產(chǎn)品收率，而且排污后形成致密的硅渣，增加了后續(xù)污水處理難度，造成環(huán)境污染。本文主要是論證了采用離心分離技術(shù)能很好的對(duì)NaY濾液進(jìn)行有效分離，提高濾液中有效成分的回用率，減少硅渣排放，實(shí)現(xiàn)合格排污。
一、試驗(yàn)部分
1.碟式分離機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理
碟式分離機(jī)的基本結(jié)構(gòu)由機(jī)身、機(jī)蓋、轉(zhuǎn)鼓、橫軸、立軸、進(jìn)出口裝置等部分組成，工作核心部件為轉(zhuǎn)鼓，被安裝于立軸之上。轉(zhuǎn)鼓內(nèi)有多層碟片，按順序裝配在分配器上，碟片及分配器的分配孔上下對(duì)齊，形成幾條進(jìn)液通道。碟片之間用定鋸條隔開，轉(zhuǎn)鼓內(nèi)分成許多薄層分離空間。碟式分離機(jī)就是借離心沉降速度的不同將輕重不同或互補(bǔ)溶解的兩種或三種液體分開的過(guò)程。其工作原理是分離機(jī)高速旋轉(zhuǎn)形成一個(gè)強(qiáng)大的離心力場(chǎng)，料液在強(qiáng)大的離心力場(chǎng)的作用下，由于物料的密度差的存在，比重大的固體微粒受到了較大的離心力逐漸積聚在分離主體設(shè)備（轉(zhuǎn)鼓壁）周圍，沿著錐形碟片下表面滑移出沉降區(qū)，進(jìn)入混流過(guò)渡區(qū)并匯聚噴嘴排出機(jī)外；比重小的液體因受到的離心力較小沿著分離主體設(shè)備（轉(zhuǎn)鼓）內(nèi)碟片向內(nèi)運(yùn)動(dòng)，匯聚向心泵室后排出機(jī)外，完成整個(gè)過(guò)程。
2.NaY濾液組成及性質(zhì)
NaY分子篩濾液是合格NaY分子篩漿液經(jīng)移動(dòng)式真空帶式過(guò)濾機(jī)“固—液”分離后，產(chǎn)生的一種懸浮物較高的混合液體。NaY分子篩濾液主要由濾布穿濾過(guò)來(lái)的NaY分子篩微粒、水、游離SiO2、Na+、SO2-4，以及其它微量雜質(zhì)等組成，NaY分子篩微粒和其他微量雜質(zhì)的存在是造成NaY濾液懸浮物偏高的主要原因。
3.試驗(yàn)過(guò)程
NaY裝置利用單臺(tái)離心分離機(jī)進(jìn)行了半個(gè)多月的濾液分離試驗(yàn)，控制離心分離機(jī)進(jìn)口壓力：0.20-0.40MPa，出口壓力：0.10-0.20MPa，濾液處理量在4.5±0.5m3/h。
4.試驗(yàn)結(jié)果
試驗(yàn)采用手動(dòng)操作進(jìn)行，共進(jìn)行了22次。試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，經(jīng)過(guò)碟式分離機(jī)處理后的清液懸浮物濃度均在500mg/L以下，固體回收率均值達(dá)到了91.97%，清液中SiO2的保留度均值達(dá)到了93.24%，處理后的清液完全達(dá)到了NaY分子篩濾液回用制備硅鋁膠工藝中的一種原料的質(zhì)量要求。
5.試驗(yàn)小結(jié)
試驗(yàn)表明，當(dāng)?shù)椒蛛x機(jī)進(jìn)口壓力控制在0.20-0.40MPa，出口壓力控制在0.10-0.20MPa，處理量控制在45±0.5m3/h，碟式分離機(jī)設(shè)計(jì)處理量在4.0-6.0m3/h時(shí)，設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn)，“固—液”分離效果良好，固體回收率高，所得清液完全達(dá)到硅鋁膠制備工藝原料的質(zhì)量要求。
二、工業(yè)應(yīng)用
1.固相回收
經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期實(shí)際生產(chǎn)論證，當(dāng)NaY濾液懸浮物低于500mg/L時(shí)，則不影響制備硅鋁膠質(zhì)量。采用碟式分離機(jī)對(duì)NaY分子篩濾液進(jìn)行處理后，NaY濾液的懸浮物有了大幅度降低，500mg/L以下達(dá)到了94%，通過(guò)實(shí)際應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，當(dāng)濾液懸浮物濃度較低時(shí)，碟式分離機(jī)的分離效果不明顯，固體回收率低至65.12%；當(dāng)濾液懸浮物濃度較高時(shí)，固體回收率可達(dá)96%以上。這說(shuō)明物料中的“固—液”密度差越大，分離效果就越好；反之，越差。
2.液相回收
NaY分子篩合成硅利用率目前可達(dá)到的水平為88%，有部分SiO2殘留在濾液中無(wú)法得到充分利用。利用碟式分離機(jī)處理NaY分子篩濾液，處理前后SiO2濃度變化的數(shù)據(jù)表明，經(jīng)碟式分離機(jī)分離后清液中SiO2濃度較分離前變化不大，清液中SiO2保留率高，這部分清液重新回用至NaY分子篩硅鋁膠的制備工藝中，進(jìn)一步提高了硅的利用率，減少了SiO2排放。
3.影響質(zhì)量、收率分析
NaY分子篩濾液經(jīng)碟式分離機(jī)分離后清液用作硅鋁膠制備原料，制備的硅鋁膠質(zhì)量正常。另外，經(jīng)碟式分離機(jī)分離的“固相”——細(xì)晶粒NaY分子篩，回用至NaY分子篩產(chǎn)品中，提高了產(chǎn)品收率。從近一年硅鋁膠質(zhì)量影響情況及NaY分子篩收率數(shù)據(jù)可以看出，經(jīng)碟式分離機(jī)分離的NaY濾液液相回用作硅鋁膠制備原料，制備的硅鋁膠質(zhì)量正常，同時(shí)“固相”的回用提高了NaY分子篩產(chǎn)品收率。
三、結(jié)論
1.NaY分子篩濾液性質(zhì)適宜用碟式分離機(jī)進(jìn)行處理，分離效果快速、有效。
2.NaY分子篩濾液經(jīng)碟式分離機(jī)分離，可將平均懸浮物濃度3988mg/L的NaY分子篩濾液降至305mg/L，使NaY濾液有效成分回收率提高，實(shí)現(xiàn)了NaY分子篩濾液的正常回用，減少了硅濾渣排放，對(duì)實(shí)現(xiàn)NaY分子篩清潔生產(chǎn)具有積極意義。
