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| 梁文化 [關(guān)鍵詞] 臥式螺旋離心機(jī);電石渣;固含量 [摘 要] 介紹采用臥式螺旋離心機(jī)進(jìn)行電石渣廢水固液分離的方法,從而得到了生產(chǎn)水泥的廉價(jià)原料,解決了乙炔法聚氯乙烯、氯丁橡膠、溶解乙炔等生產(chǎn)過程中的環(huán)保問題。 前言 電石渣廢液是乙炔法聚氯乙烯、氯丁橡膠、溶解乙炔等行業(yè)中難以解決的老大難之一—“三廢”問題。其難點(diǎn)主要表現(xiàn)在處理量大,1 萬t/ a 聚氯乙烯將產(chǎn)生近20 萬t/ a 的廢渣液,1 萬t/ a 氯丁橡膠將產(chǎn)生約40 萬t/ a 的廢渣液;其次是沉降速度慢,致使大量農(nóng)田被占用,污染了地下水源,對(duì)周圍環(huán)境造成了損害。 山西合成橡膠集團(tuán)的電石渣廢水來源于聚氯乙烯（PVC） 、氯丁橡膠（CR） 生產(chǎn)過程中乙炔發(fā)生后的廢液。20 世紀(jì)70 年代,該廠為處理此“三廢”問題建立了水泥廠,以解決電石渣對(duì)周圍農(nóng)田和工廠周邊環(huán)境的污染;同時(shí)變害為利,利用電石渣生產(chǎn)水泥6 萬t/ a 。但由于生產(chǎn)的發(fā)展,電石渣漿沉降設(shè)備—濃縮機(jī)能力明顯不足,致使大量的電石渣懸浮物外溢,造成總下水排放口的懸浮物含量高達(dá)2 g/ L 以上,而且沉降后的電石渣固含量達(dá)不到水泥生產(chǎn)要求,被迫加入石灰石。 根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐,如繼續(xù)擴(kuò)大濃縮機(jī)生產(chǎn)能力,效果很不理想,其一是設(shè)備龐大,投資大（單臺(tái)300 m3需投資100 萬元） ;其二為沉降速度慢,致使?jié)饪s后電石渣固含量達(dá)不到40 %的入窯工藝要求,因此無法滿足當(dāng)前生產(chǎn)和環(huán)保的要求。 為解決電石渣制水泥這一關(guān)鍵問題,同時(shí)也為了2000 年環(huán)境目標(biāo)達(dá)標(biāo)排放,我廠的技術(shù)人員進(jìn)行了多方探索、方案比較,zui終通過技術(shù)分析和中試,選定了臥式螺旋離心機(jī),成功地解決了渣水分離,渣入窯制水泥,水回收循環(huán)使用等問題,達(dá)到一舉兩得的目的。 1 幾種治理方案比較 1. 1 自然沉降法 為解決上述問題,首先想到的是zui可靠的基礎(chǔ)處理方法,即自然沉降法。該方法中計(jì)劃修建可存放4 年的超過80 000 m3 電石渣漿液的兩個(gè)沉降池,上層清液入清水池,并用泵將其返回乙炔工段循環(huán)使用,下層濃渣在沉降池切換清理時(shí)入水泥生產(chǎn)工序使用。但是,該法有兩個(gè)缺陷,其一為土石方量大,占地面積大（40 000 m2 ） ,耗資多,單池投資在200 萬元左右;其二為需挖掘機(jī)、翻斗機(jī)、推土機(jī)等反復(fù)清池,耗費(fèi)人力物力太大。 1. 2 氣浮法 其工藝過程為:電石渣漿通過絮凝,在溶氣水的作用下,將固體物質(zhì)托浮于液面,用刮渣機(jī)刮在渣斗中,清潔水溢流于回流水池中循環(huán)使用。其主要設(shè)備有氣浮主機(jī),含反應(yīng)塔、池體、釋放器、刮渣機(jī)、攪拌器等。 溶氣設(shè)備有:溶氣水泵、空壓機(jī)、溶氣罐等。加料設(shè)備有:溶料罐、攪拌器、加料泵、流量計(jì)等。共需兩套,單套投資27 萬元。 經(jīng)實(shí)驗(yàn)后認(rèn)為:該方法工藝簡(jiǎn)單,易于操作,投資少。但在實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn),固體物質(zhì)浮上液面后不穩(wěn)定,有部分固體顆粒又沉入池底。經(jīng)分析是固含量較大（其質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為5 %） 引起的;測(cè)試結(jié)果表明,該工藝處理固含量1 %以下的渣漿較為合適。因此用此法固液分離不*。 1. 3 臥式螺旋離心分離 在以上兩方案被否定之后,經(jīng)與有關(guān)院所技術(shù)人員探討,決定試用臥式螺旋離心機(jī)。該工藝為:渣漿由泵注入離心機(jī),渣膏從離心機(jī)一端排出,送到接渣池,清液入清水池循環(huán)使用。其設(shè)備使用條件為:固含量低于20 % ,固液相比密度差高于0. 05 g/ L ,根據(jù)我廠電石渣漿固含量約5 %的實(shí)際情況,認(rèn)為該法用于我廠電石渣漿分離是可行的,決定試用此法分離電石渣中的渣與水。 2 選用臥式螺旋離心機(jī)的依據(jù) 2. 1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)計(jì)算 2. 1. 1 干渣密度的確定 經(jīng)實(shí)物稱重:1 000 mL 電石渣漿固含量為46 %時(shí)質(zhì)量為1 350 g ,設(shè)水密度為1 g/ L ,則: 渣漿含水量V 水= 1 350 ×54 % ×1 = 729 （mL） ,干渣密度d渣=1 350 ×46 %/1000 - 729= 2. 3 （g/ L） 。 2. 1. 2 處理液濃度 經(jīng)一周連續(xù)測(cè)試,數(shù)據(jù)見表1 。 2. 1. 3 處理量 1999 年工廠實(shí)用電石:6. 64 萬t/ a ,按理論計(jì)算每t 電石生成1. 16 t 電石渣,則:全年生產(chǎn)電石渣（100 %） 為:6. 64 ×1. 16 = 7. 7 （萬t） ; 水泥窯每年處理電石渣5 萬t （100 %） ,尚需處理的電石渣（100 %） 為:7. 7 - 5 = 2. 7 （萬t） ; 則:尚需處理的電石渣漿（5 %） 量為:2. 7/5 %= 54 （萬t） 。 經(jīng)測(cè):溢流水含渣為5 %時(shí),密度為1. 03 g/ L ,則處理量以體積計(jì)為:54 ×104/1. 03= 52. 4 ×104 （m3） 。  2. 1. 4 入窯固含量 根據(jù)水泥工藝要求,入窯固含量為40 %左右。 2. 2 設(shè)備選型及中試情況 根據(jù)有關(guān)參數(shù)和實(shí)際情況,選定青田特種設(shè)備制造有限公司的臥式螺旋離心機(jī)兩臺(tái), 型號(hào)LWB420 ×1750 ,單臺(tái)處理量為25 m3/ h ,轉(zhuǎn)速4 000r/ min ,分離因數(shù)3 750 ,電機(jī)功率30 kW。 經(jīng)過在制造廠運(yùn)用LWB350 ×1050 實(shí)驗(yàn)機(jī)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試,進(jìn)入漿液的固含量為5 % ,一端排出膏狀物,固含量約45 % , 另一端排出清液, 固含量在0. 5 %以下,符合回收利用的各項(xiàng)要求。 2. 3 工藝流程設(shè)計(jì)和工藝條件 2. 3. 1 工藝條件 其工藝條件為:漿液溫度10 ℃;入口壓力0. 2MPa ;漿液質(zhì)量分?jǐn)?shù)約5 %;處理后渣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于40 %;處理后水固含量約0. 5 %。 2. 3. 2 工藝流程  3 效益分析 3. 1 年總處理量 其固含量為5 % ,則: 25 ×2 ×8 000 = 4. 0 ×105 （m3） , 4. 0 ×105 ×1. 03 = 4. 1 ×105 （t） 。 3. 2 年回收干渣量（100 %） 4. 1 ×105 ×5 % = 2. 1 ×104 （t） 。 3. 3 年回收水量 4. 1 ×105 - （2. 1 ×104/40 %） = 3. 6 ×105 （t） =3. 6 ×105 （m3） （不考慮因溶解帶來體積變化） 。 3. 4 成本及效益 成本及效益分析計(jì)算如下。 （1） 項(xiàng)目投資額為120 萬元。 （2） 成本為38. 5 萬元,其中:動(dòng)力消耗為19. 5 萬元;人員工資為3 ×600 ×12 = 2. 2 （萬元） ;設(shè)備折舊（6 %） 為7. 2 萬元;修理費(fèi)（2 %） 2. 4 萬元;貸款利息（6 %） 為7. 2 萬元。 （3） 收益為48. 6 萬元,其中: 回收水36 萬元（按1 元/ t 計(jì)） ;排污費(fèi)節(jié)約12. 6 萬元（按0. 3 元/ t 計(jì)） 。 圖1 工藝流程圖 3. 5 合計(jì)全年盈利 48. 6 - 38. 5 = 10. 1 （萬元） , （其中不包括2. 1 萬t 干渣通過水泥窯生產(chǎn)出來的水泥而產(chǎn)生的效益） 。 4 結(jié)語 根據(jù)中試和生產(chǎn)實(shí)踐,臥式螺旋離心機(jī)對(duì)于乙炔法聚氯乙烯、氯丁橡膠所產(chǎn)生的電石渣漿廢液能夠很好地進(jìn)行分離;化廢為利,回收的廢渣用于生產(chǎn)水泥,并循環(huán)使用清水,使“三廢”得到了綜合治理。 并且,采用臥式螺旋離心機(jī)分離電石渣漿液具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和價(jià)格優(yōu)勢(shì)。 （1） 工藝簡(jiǎn)單。廢液一進(jìn)入機(jī)體,即可將干渣的清水分離,不需任何輔助設(shè)施與助劑。 （2） 可長(zhǎng)期平穩(wěn)連續(xù)運(yùn)行,維修量小。 （3） 與同類設(shè)備相比,其處理量zui大,分離因數(shù)zui高,分離效果達(dá)90 %以上。 （4） 占地面積小,其單臺(tái)設(shè)備占地僅2 m2 ,回收渣坑可設(shè)于離心機(jī)機(jī)體下。 （5） 投資少,與自然沉降法相比,投資可減少100萬元以上;同時(shí),在渣水回用上節(jié)約了大量的人力物力。 （6） 效益高,投入運(yùn)行后可回收清水36 萬t/ a ,渣膏5 萬余t/ a ,直接收益10 萬元/ a ,并使水泥的產(chǎn)量增加2 萬多t/ a 。 （7） 具有良好的社會(huì)效益。**了電石渣污染,解決了乙炔法聚氯乙烯、氯丁橡膠生產(chǎn)中三廢排放的老大難問題,車間排水懸浮物含量由4 000 g/ L降至500 mg/ L 以下,工廠總排水量由2 000 mg/ L降到200 mg/ L 以下。 |
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