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環(huán)集煙氣為鎳火法冶煉爐窯生產(chǎn)區(qū)域的逸散煙氣，主要成分為SO2和粉塵，采用w(NaOH)30%液堿作為脫硫劑進(jìn)行處理，在生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生大量的脫硫廢液。含有大量固體沉淀物的脫硫廢液進(jìn)入廢水處理系統(tǒng)，加重了廢水處理系統(tǒng)的運(yùn)行負(fù)荷，影響其安全生產(chǎn)運(yùn)行。因此，需要對(duì)環(huán)集煙氣脫硫廢液進(jìn)行固液分離，降低其對(duì)廢水處理系統(tǒng)的影響。筆者針對(duì)環(huán)集煙氣脫硫廢液的特點(diǎn)，對(duì)板框壓濾機(jī)和輸送管道的材質(zhì)進(jìn)行分析，提出了選型建議。

1 環(huán)集煙氣脫硫廢液成分采用鈉堿法對(duì)環(huán)集煙氣進(jìn)行脫硫，化學(xué)反應(yīng)方程式為：

SO2+2NaOH→Na2SO3+H2OSO2+NaOH→NaHSO32Na2SO3+O2→2Na2SO4

環(huán)集煙氣脫硫廢液的溫度為30~50 °C，pH值為4~7，密度約為1.25 g/mL。脫硫壓濾渣的主要化學(xué)成分見表2。圖1為固體體積分?jǐn)?shù)約為2%的環(huán)集煙氣脫硫廢液，上層為脫硫溶液，下層為固體沉淀物（渣泥）。

在對(duì)煙氣進(jìn)行洗滌的過程中，脫硫液固含量持續(xù)升高，當(dāng)脫硫液中固體的體積分?jǐn)?shù)達(dá)到4%以上時(shí)，會(huì)在脫硫塔內(nèi)出現(xiàn)嚴(yán)重的沉積現(xiàn)象。隨著脫硫塔中產(chǎn)生的Na2SO4不斷富集，還會(huì)出現(xiàn)Na2SO4結(jié)晶堵塞，進(jìn)而影響脫硫系統(tǒng)的正常運(yùn)行。因此將脫硫液的密度控制在1.20~1.25 g/mL，當(dāng)脫硫液密度大于1.25 g/mL時(shí)，需要對(duì)塔內(nèi)脫硫液進(jìn)行置換，產(chǎn)生的大量脫硫廢液外排至廢水處理站。

2 壓濾機(jī)的選擇

為消除含固脫硫廢液對(duì)廢水處理站正常生產(chǎn)運(yùn)行的影響，金川公司需將脫硫廢液中的固體沉積物和Na2SO4，Na2SO3結(jié)晶物分離出來。板框壓濾機(jī)具有操作便捷、性能可靠、出泥固含量高等優(yōu)勢(shì)，因此選用板框壓濾機(jī)作為脫硫廢液的處理設(shè)備。板框壓濾機(jī)的選型主要考慮機(jī)型、過濾面積、濾布材質(zhì)等因素。

2.1 壓濾機(jī)機(jī)型的選擇利用板框壓濾機(jī)對(duì)環(huán)集煙氣脫硫廢液進(jìn)行壓濾處理，需考慮以下2個(gè)問題：

1）水含量較大的脫硫溶液其濾渣的黏度也較大，容易造成板框壓濾機(jī)濾餅粘結(jié)于濾布上，影響拉板清泥效率，也會(huì)大幅度增加職工勞動(dòng)強(qiáng)度。需要充分降低濾渣的水含量，消除水分的附著力，降低濾餅黏度。

2）脫硫液中Na2SO4含量較高，在低溫狀態(tài)下產(chǎn)生結(jié)晶，結(jié)晶和固體顆粒物會(huì)粘結(jié)在濾布表面和板框壓緊位置，致使板框壓不緊出現(xiàn)漏液?jiǎn)栴}。在頻繁的壓緊操作狀態(tài)下，結(jié)晶和固體顆粒物也會(huì)磨損濾布，導(dǎo)致濾布破損，污染現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境。為了解決上述問題，筆者提出的壓濾機(jī)機(jī)型選擇方案為：

1）選用隔膜濾板對(duì)濾餅進(jìn)行二次壓榨，其工作原理為：采用壓濾泵將大量脫硫廢液從進(jìn)料口送入壓濾機(jī)，待板框內(nèi)形成濾餅后停止進(jìn)液，開啟二次壓榨水泵或二次壓榨風(fēng)向壓濾機(jī)隔膜濾板中高壓注水或注風(fēng)，產(chǎn)生的隔膜張力將濾餅進(jìn)行二次壓榨，從而得到更好的脫水效果。二次壓榨有2種方式：水箱壓榨和高壓風(fēng)壓榨。金川公司的高壓風(fēng)直接連接廠區(qū)內(nèi)高壓風(fēng)大網(wǎng)，廠區(qū)內(nèi)高壓風(fēng)壓力不穩(wěn)定，介于0.4~0.7 MPa，瞬間的高壓容易造成濾布破損，導(dǎo)致壓濾設(shè)備發(fā)生故障。若使用水箱壓榨可以保證穩(wěn)定的壓榨水壓力，降低濾布破損概率。因此，選用水箱壓榨的方式降低濾渣的水含量。

2）選用嵌入式密封隔膜濾板。由于板框壓濾機(jī)的濾板是由實(shí)心濾板和隔膜濾板交替排布的，在濾板密封面及出液口均加裝密封圈，密封圈的彈性可消除結(jié)晶物及固體顆粒物造成的濾板壓不緊的問題，使實(shí)心濾板和隔膜濾板能夠緊密貼合在一起，保證過濾過程中完全無(wú)泄漏。實(shí)心濾板、隔膜濾板及濾布見圖2。

2.2 壓濾機(jī)過濾面積及數(shù)量的選擇金川公司現(xiàn)有環(huán)集煙氣脫硫系統(tǒng)3套，脫硫液的外排量約為500 m3/d，固體體積分?jǐn)?shù)約為1%~2%，每天最多可產(chǎn)生10 m3的壓濾渣泥。壓濾機(jī)過濾面積及數(shù)量的選擇以降低人員勞動(dòng)強(qiáng)度和保證壓濾設(shè)備生產(chǎn)作業(yè)率為前提，考慮到本單位多采用過濾面積為80 m2和150 m2的壓濾機(jī)，易損件及備件易得，因此對(duì)比上述兩種型號(hào)進(jìn)行選擇。按國(guó)標(biāo)生產(chǎn)制造的壓濾機(jī)的1 m2過濾面積等價(jià)于15 L的固體容積計(jì)算[2]，使用過濾面積80 m2的壓濾機(jī)，每次壓濾產(chǎn)出約1.2 m3渣泥，每天需拉板放渣約8次；使用過濾面積150 m2的壓濾機(jī)，每次壓濾產(chǎn)出約2.25 m3渣泥，每天需拉板放渣約5次。過濾面積150 m2的壓濾機(jī)的拆板卸泥頻次較低，可保證較低的勞動(dòng)強(qiáng)度和設(shè)備故障率。壓濾機(jī)設(shè)備易損件較多，如濾布、濾板、電氣元件等，一旦發(fā)生故障，會(huì)造成設(shè)備無(wú)法正常使用。為了保證環(huán)集煙氣脫硫液的正常輸送外排，金川公司配置2臺(tái)150 m2的壓濾機(jī)，在降低員工勞動(dòng)強(qiáng)度的同時(shí)，可實(shí)現(xiàn)交替檢修維護(hù)，降低壓濾機(jī)的故障率，延長(zhǎng)使用壽命。

2.3 濾布材質(zhì)的選用濾布對(duì)板框壓濾機(jī)的過濾效果起主要作用，合理選型濾布可使濾液澄清，濾餅易剝離，濾布不易堵塞，容易反洗再利用，使用壽命長(zhǎng)。板框壓濾機(jī)濾布有4種材質(zhì)：錦綸、維綸、滌綸和丙綸，濾布材料的結(jié)構(gòu)方式分為單絲、復(fù)絲和單復(fù)絲復(fù)合絲，濾布的編制方式分為平紋、緞紋和斜紋。各種濾布性能比較如下：

1）不同的濾布耐酸堿性不同，耐酸性最強(qiáng)的是滌綸濾布，耐堿性最強(qiáng)的是維綸濾布，錦綸耐堿性良好但耐酸性較差，同時(shí)具有耐酸耐堿性的是丙綸濾布。

2）單絲濾布具有表面光滑、空隙均勻、透水快、不易堵塞、易清洗和污泥剝離性好等優(yōu)點(diǎn)；復(fù)絲濾布抗拉強(qiáng)度好，對(duì)顆粒物的截留性能好，但污泥剝離性能稍差；單復(fù)絲復(fù)合濾布的透水性、剝離性介于單絲濾布和復(fù)絲濾布之間，但價(jià)格較高。

3）平紋濾布結(jié)構(gòu)致密，孔隙小，故顆粒物截留性好，濾液澄清，但易堵塞，剝離性較差；緞紋濾布的孔隙大，不易堵塞，污泥剝離性好，但顆粒物截留性能差，濾液較為渾濁；斜紋濾布的各項(xiàng)性能介于平紋和緞紋之間。壓濾機(jī)濾布要根據(jù)濾布性能以及物料的化學(xué)性和物理性進(jìn)行選擇：

1）脫硫廢液的pH值為4~7，呈酸性，滌綸和丙綸濾布均可使用。

2）濾布需要具有一定的耐磨性，一般根據(jù)濾渣的形狀、顆粒的均勻性和堅(jiān)硬程度來考慮。脫硫廢液中含有較多的Na2SO4結(jié)晶物和固體顆粒物，滌綸濾布和錦綸濾布的耐磨性較好，應(yīng)優(yōu)先選用。

3）濾渣的剝離性能直接影響到壓濾機(jī)的工作效率。濾渣粘連性弱，濾液就會(huì)迅速通過濾布，過濾時(shí)間短，壓濾機(jī)的工作效率高；反之，濾渣的粘連性大，過濾時(shí)間長(zhǎng)，則壓濾機(jī)的工作效率低。考慮到脫硫?yàn)V液和濾餅均無(wú)回收價(jià)值，對(duì)濾液的澄清度要求不高，且濾渣的粘連性較強(qiáng)，為提高壓濾機(jī)的工作效率，應(yīng)選用剝離性較強(qiáng)的濾布，單絲緞紋濾布為首選。

4）過濾物的溫度影響壓濾機(jī)濾布的使用壽命。

4種材質(zhì)的濾布耐溫性依次為滌綸(170 °C)＞錦綸(130 °C)＞維綸(100 °C)＞丙綸(90 °C)。環(huán)集煙氣脫硫廢液的溫度為30~50 °C，4種材質(zhì)均可選用。綜上所述，板框壓濾機(jī)選用滌綸單絲緞紋濾布可得到最佳的過濾效果。3 輸送管道的選用因環(huán)集煙氣脫硫廢液呈酸性，氯離子濃度較高，不銹鋼材質(zhì)的管道會(huì)引起孔蝕及應(yīng)力腐蝕，管道使用壽命短，需選用耐氯離子腐蝕材質(zhì)的輸送管道。常見的幾種耐氯離子腐蝕的管道材質(zhì)對(duì)比。考慮到公司位于北方，環(huán)集煙氣脫硫廢液輸送管道安裝于室外管廊橋架，夏季溫度高，不宜選用不耐熱、不耐紫外線和易變形的材質(zhì)；冬季溫度低，管道輸送距離長(zhǎng)不易進(jìn)行伴熱保溫處理，需要使用高壓風(fēng)對(duì)輸送管道進(jìn)行吹掃，將輸送管道內(nèi)殘存的脫硫廢液吹掃干凈，防止管道結(jié)凍，最終選用玻璃鋼材質(zhì)管道用于輸送脫硫廢液。

4 結(jié)語(yǔ)結(jié)合金川公司的實(shí)際生產(chǎn)情況，通過對(duì)壓濾機(jī)機(jī)型、過濾面積和數(shù)量、濾布材質(zhì)及脫硫廢液輸送管道材質(zhì)等進(jìn)行分析，選擇安裝2臺(tái)過濾面積150 m2的嵌入式密封隔膜板框式壓濾機(jī)，配套使用滌綸單絲緞紋濾布，同時(shí)選用玻璃鋼材質(zhì)的輸送管道，保障了廢水處理系統(tǒng)環(huán)集煙氣脫硫廢液的長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行，降低了設(shè)備故障率及跑冒滴漏事故的發(fā)生，改善了現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)環(huán)境，也為其他公司合理選用壓濾機(jī)和輸送管道提供參考。

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