甘蔗糖蜜酒精生產(chǎn)廢液濃縮污垢分析及控制方案.pdf

1、甘蔗糖蜜酒精生產(chǎn)廢液是一種難以處理的工業(yè)廢水。多效閃蒸濃縮法是目前較多采用的處理方法。廢液濃縮工藝中,物料在高溫負(fù)壓條件下會(huì)產(chǎn)生大量污垢附著于換熱設(shè)備表面,難以清洗。積垢問(wèn)題影響傳熱、阻礙流體流動(dòng),導(dǎo)致了生產(chǎn)成本的增加,還會(huì)導(dǎo)致?lián)Q熱器局部過(guò)熱、腐蝕損傷設(shè)備。本文對(duì)污垢進(jìn)行了成分測(cè)定,晶相分析;通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)研究了濃縮處理中污垢的生成機(jī)理;采用除垢與阻垢相結(jié)合的多種方法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn),提出了污垢控制的可行方案。其研究結(jié)果如下:
　　

2、(1)通過(guò)化學(xué)滴定分析法確定污垢的主要成分為無(wú)機(jī)難溶性鹽,主要為鈣鹽和硫酸鹽,碳酸鈣、硅酸鹽等其他金屬鹽所占比例極少,此外還有有機(jī)物成分、膠體粒子等。通過(guò)帶能譜的電鏡掃描觀察到污垢的典型晶型為表面光滑的斜立方體,測(cè)定其元素主要構(gòu)成為 S、O、Ca,通過(guò)計(jì)算鈣硫摩爾比(Ca:S)約為1確定了污垢的主要成分是CaSO4。
　　(2)1＃換熱器中換熱面溫度高達(dá)115℃,測(cè)得此處的灰分含量較低,硫酸鹽占絕大部分,觀察其污垢晶型發(fā)現(xiàn)晶型較小

3、較密、不規(guī)則、表面粗糙、有聚結(jié)現(xiàn)象,能譜圖表明此時(shí)晶體元素有S、Ca、O、K,鉀鹽易溶,其主要來(lái)源為沉積的酵母細(xì)胞。測(cè)得廢液的表觀污垢值較大表明此處有大量污垢產(chǎn)生,測(cè)得表觀熱解污垢值較高表明此處有相當(dāng)一部分的有機(jī)物處于懸浮狀態(tài)可在重力條件下沉積,現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)換熱面上有結(jié)焦現(xiàn)象,推測(cè)其高溫破壞了廢液物料中的有機(jī)物及大膠體粒子的穩(wěn)定狀態(tài),有機(jī)物、大分子的膠體物質(zhì)的聚結(jié)使懸浮的硫酸鈣小晶體失去穩(wěn)定沉積為垢,有機(jī)物遇熱變性結(jié)焦于換熱面導(dǎo)致此時(shí)的

4、污垢致密不易清除。2＃換熱器中為100℃,溫度下降,硫酸鈣過(guò)飽和度升高,促進(jìn)晶型的生長(zhǎng)。通過(guò)電鏡圖和能譜圖我們可以觀察到硫酸鈣的兩種不同晶型狀態(tài)。有機(jī)物被破壞后,對(duì)硫酸鈣晶體顆粒的分散懸浮作用消失,所以在2＃換熱器中主要為硫酸鈣晶體析出。測(cè)定3＃換熱器中廢液的表觀污垢值、表觀熱解污垢值表明此時(shí)能在重力條件下析出的污垢值減少,表觀熱穩(wěn)污垢值所代表的無(wú)機(jī)物比例有所上升,測(cè)定其污垢的化學(xué)成分表明此時(shí)有多種無(wú)機(jī)鹽析出,此時(shí)晶體較大,表面光滑、晶

5、型疏松,廢液中各種金屬鹽的晶體發(fā)育、混晶析出形成污垢,此時(shí)的污垢的性狀表現(xiàn)為結(jié)構(gòu)松散,沉積量少,易清除。
　　(3)相比于靜置除垢法,離心除垢法效果較明顯。單一的化學(xué)阻垢劑阻垢實(shí)驗(yàn)中,最適添加量分別為1號(hào)化學(xué)阻垢劑和3號(hào)化學(xué)阻垢劑50mg?L-1,4號(hào)化學(xué)阻垢劑25mg?L-1。將化學(xué)阻垢劑進(jìn)行最適添加量1:1:1進(jìn)行復(fù)配,進(jìn)行正交試驗(yàn)優(yōu)化其環(huán)境因素,得到最佳條件為:溫度70℃,攪拌速度120 r?min-1,作用時(shí)間40min,

6、此時(shí)污垢控制率達(dá)到了33.4％。超聲波阻垢實(shí)驗(yàn)作用時(shí)間為40min時(shí),頻率為120Hz的條件下其阻垢效果最好,污垢控制率達(dá)到了20.2%。
　　(4)本文對(duì)F廠的脈沖沉淀裝置進(jìn)行阻垢效果評(píng)價(jià),脈沖沉淀裝置的阻垢效果為26.47%。對(duì)F廠脈沖沉淀裝置中添加的聚鋁復(fù)合絮凝劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析。研究發(fā)現(xiàn),絮凝劑過(guò)量殘留會(huì)對(duì)后續(xù)阻垢實(shí)驗(yàn)造成影響,要嚴(yán)格控制絮凝劑的添加量。實(shí)驗(yàn)表明,絮凝劑的添加量為6ppm時(shí)實(shí)驗(yàn)室阻垢效果最好,污垢控制率達(dá)到36