碟式分離機在NaY濾液處理中的工業(yè)應用
行業(yè)動態(tài)
NaY分子篩是由水玻璃、硫磺鋁、低偏、導向劑、化學水等按一定的摩爾配比，通過導向劑法合成，在一定溫度下晶化后生產(chǎn)出來的。合格后的NaY分子篩經(jīng)水平帶式真空過濾機分離出固、液相，固相NaY分子篩進入下一道生產(chǎn)工序，液相則進入污水處理系統(tǒng)。其中，穿透濾布空隙的粒徑小于3μm左右的NaY細晶粒和游離SiO2進入液相，進入污水處理系統(tǒng)后，采用沉降罐自然沉降，一般需要8-12h，甚至時間更長，懸浮物才能處理至500mg/L，無法更有效的加以回用。面臨日益嚴格的環(huán)保要求，該方法無法有效、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能很好的對NaY濾液進行有效分離，提高濾液中有效成分的回用率，減少硅渣排放，實現(xiàn)合格排污。
一、試驗部分
1.碟式分離機的基本結(jié)構(gòu)和工作原理
碟式分離機的基本結(jié)構(gòu)由機身、機蓋、轉(zhuǎn)鼓、橫軸、立軸、進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齊，形成幾條進液通道。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。碟式分離機就是借離心沉降速度的不同將輕重不同或互補溶解的兩種或三種液體分開的過程。其工作原理是分離機高速旋轉(zhuǎn)形成一個強大的離心力場，料液在強大的離心力場的作用下，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備（轉(zhuǎn)鼓壁）周圍，沿著錐形碟片下表面滑移出沉降區(qū)，進入混流過渡區(qū)并匯聚噴嘴排出機外；比重小的液體因受到的離心力較小沿著分離主體設備（轉(zhuǎn)鼓）內(nèi)碟片向內(nèi)運動，匯聚向心泵室后排出機外，完成整個過程。
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)移動式真空帶式過濾機“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來的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.試驗過程
NaY裝置利用單臺離心分離機進行了半個多月的濾液分離試驗，控制離心分離機進口壓力：0.20-0.40MPa，出口壓力：0.10-0.20MPa，濾液處理量在4.5±0.5m3/h。
4.試驗結(jié)果
試驗采用手動操作進行，共進行了22次。試驗數(shù)據(jù)表明，經(jīng)過碟式分離機處理后的清液懸浮物濃度均在500mg/L以下，固體回收率均值達到了91.97%，清液中SiO2的保留度均值達到了93.24%，處理后的清液完全達到了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.試驗小結(jié)
試驗表明，當?shù)椒蛛x機進口壓力控制在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，碟式分離機設計處理量在4.0-6.0m3/h時，設備運行平穩(wěn)，“固—液”分離效果良好，固體回收率高，所得清液完全達到硅鋁膠制備工藝原料的質(zhì)量要求。
二、工業(yè)應用
1.固相回收
經(jīng)過長期實際生產(chǎn)論證，當NaY濾液懸浮物低于500mg/L時，則不影響制備硅鋁膠質(zhì)量。采用碟式分離機對NaY分子篩濾液進行處理后，NaY濾液的懸浮物有了大幅度降低，500mg/L以下達到了94%，通過實際應用發(fā)現(xiàn)，當濾液懸浮物濃度較低時，碟式分離機的分離效果不明顯，固體回收率低至65.12%；當濾液懸浮物濃度較高時，固體回收率可達96%以上。這說明物料中的“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到的水平為88%，有部分SiO2殘留在濾液中無法得到充分利用。利用碟式分離機處理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)碟式分離機分離的“固相”——細晶粒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“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)適宜用碟式分離機進行處理，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，實現(xiàn)了NaY分子篩濾液的正?；赜?，減少了硅濾渣排放，對實現(xiàn)NaY分子篩清潔生產(chǎn)具有積極意義。
