蜂窝型斜管澄清技术在联碱氨Ⅱ净化中应用

1、蜂窝型斜管澄清技术在联碱氨ii净化中应【摘要】根据蜂窝型斜管澄清技术的机理和特点， 对蜂窝型斜管澄清桶进行了结构设计、工艺参数计算，并通 过中间试验验证了有关技术参数，生产安装了蜂窝型斜管澄 清桶，并投入使用。同时将蜂窝型斜管澄清桶和道尔型澄清 桶作对比，介绍了蜂窝型澄清设备的优点。【关键词】蜂窝型斜管澄清技术联碱氨ii净化道尔 型澄清桶联碱工业中的氨ii澄清设备，习惯上均釆用典型的道尔 型澄清桶。为了缩短沉降距离，加快泥水分离，减少停留时 间，提高单位面积的澄清效率，就很有必要对澄清技术进行 改进。1蜂窝型斜管澄清技术简介1904年哈真(hagan)根据实践经验提出：在沉淀中分 散而非结绒颗

2、粒的沉降效率，是颗粒的沉降速度与澄清面积 的函数，而与深度、时间无关。“多层多格”澄清装置就是 应用这个理论的一个实例，而“多层多格”澄清装置有一个 最大的弊病，就是不易排泥。为了克服上述不易排泥的缺点, 国外提出了一种新型高效澄清设备 斜管澄清装置。我国 则于六十年代中期开始试验研究，七十年代就相续应用于尾 矿的精选、污水处理和自来水净化等技术领域。后将此技术 用于制碱母液的净化。29000二层蜂窝型斜管澄清桶结构设计参数的选定及 有关中间试验情况为了使斜管澄清技术在制碱工业的母液净化中应用，先 设计了一台3350x 1520方形中间试验装置。装置总高为 3000mm,自上而下分清液层，高5

3、00mm；澄清层，高750mm； 过渡层，高970mm；稳流层，高375mm；其余为泥浆悬浮层; 在悬浮层下设有三个1000mm高的沉泥斗。通过中试，我们 验证了氨ii净化用蜂窝型斜管的有关技术参数，详述如下：2. 1斜管管径的选定考虑到氨ii泥的颗粒直径小（115p ）,有一定的粘性, 不易沉降，没有足够的分离空间与时间，不易达到澄清目的; 另一方面为了防止因管径太小，沉泥在管内沉积淤塞，故决 定选用内切圆直径等于50mm的斜管作为中试设备和9000 二层蜂窝型斜管氨ii澄清桶的斜管直径。2.2斜管倾角6的选定斜管的倾角越小，对增加有效澄清面积越有利。但倾角 太小，会使沉泥流通不畅，严重时造

4、成堵塞，反而影响澄清 效率。考虑到其它工业所使用的倾角一般都在60。左右，为 了保证氨ii泥流通畅快，中试设备和9000澄清桶的斜管 倾角均确定为65。，比其它工业常用角度大5。o2.3斜管长度的选定因为国内水的净化系统所采用的斜管一般都在0.6 1.0m之间。由于受9000澄清桶总高的限制，斜管的长度 不可能太长。故决定取两种不同的斜管长度，即斜长为0. 83m （相当于垂直高度0. 75m）与斜长为0.415m （相当于垂直高 度为0. 375m）,分别进行单层和双层中试测定。2.49000蜂窝型斜管澄清层数的确定从安装和检修方面考虑，即把9000x12200澄清桶分 成i、ii两层，i层

5、的髙度为6200； ii层的高度为6000o 而在每一层中又摆放双层斜管，上层斜管h=0. 75m,下层斜 管 h=0. 375m。2.5斜管材质的选定中试时所选用的斜管是用牛皮纸浸渍酚醛树脂两次制 作的，即所谓'纸蜂窝”。它的缺点是质脆易碎，安装与使 用过程中破损率大，碎片掉到桶内容易堵塞排泥口。为了克 服这些缺点，在9000蜂窝型斜管澄清桶的施工图设计中 选用聚丙烯作为制作斜管的材质。2.6澄清桶其它有关尺寸的选定中试设备由于受试验场地及层数的限制，总高只允许有 3米。为了保证中试时蜂窝型斜管体块的高度与9000澄清 桶所用的斜管体块高度完全一样，中试设备设计时，人为的 压低了清液

6、层、过度层与泥浆悬浮层的高度，进液分配的位 置只好放在沉泥层的上部，距离下层蜂窝仅665毫米，致使 中试过程中，经常出现“冒浑”现象。在9000澄清桶设 计时，我们就把清液层增大到1200以上；过度层也增大到 1350；泥浆悬浮层则增至2000以上。以防操作波动时出现 “冒浑"现象。39000二层蜂窝型斜管澄清桶有关参数的计算9000二层蜂窝型斜管澄清桶的有关参数计算如下：(1)颗粒沉降速度(u)因此，推荐双层蜂窝型斜管澄清桶的氨ii处理量以 160m3/h左右较为适宜。4. 2.2?氨ii中钙镁含量及脱除率进出口氨ii中钙镁含量及脱除率经整理后列于表2o从表2中可以看出，在两种设备

7、数据中，除钙率随处理 量增加而有少量下降趋势；从两种澄清设备看，蜂窝型结构 除钙率比道尔型结构除钙率略有增高。操作平稳时，除钙率 大7& 6%以上。氨ii中大部分钙一颗粒碳酸钙形式存在，沉 降速度较快。一般除钙率都比较高，在60%70%。镁的脱除率都比较低，它不随处理量的变化也不因设备 结构的不同而有大的变化。约在15%20%之间。这是碱式碳 酸镁盐在氨ii中溶解度所决定的。4.3技术综合评价(1)氨ii处理量大由表4-1可见，在测定条件下，当氨ii出口浊度维持在 不超过150ppm时，五层道尔型澄清桶最大氨ii处理量为 162. 77m3/ h,而两层蜂窝型斜管澄清桶最大处理量是 2

8、13. 44m3/ho(2) 清液上升速度大从沉降过程中清液上升速度对比来看，蜂窝型澄设备的 优越性尤为明显。由于桶内装有大量蜂窝型斜管，液体被分 割成无数个小的有倾斜沉降面的净化单元，液体浸润周边 大，水力半径小，雷诺准数小，液体流动状态大为改善，因 而可保证呈现稳定的层流状态。同时由于有倾斜的沉降面， 沉降距离大为缩短，因而其清液上升速度可以大大提高。从表3可以看出，如按较适宜的氨ii处理量来对比，蜂 窝型桶的清液上升速度比道尔型桶的清液上升速度提高3倍 左右o(3) 出口氨ii浊度低在氨ii处理量相近时，蜂窝型桶出口氨ii浊度比道尔型 桶低20ppm左右。生产测定过程中发现五层道尔型桶的

9、第一 层容易冒浑，由于在五层道尔型桶内由于各层出口位差不 等，液体流向仰角不同，清液在桶内各层的停留时间也不同, 因而表现在各层出口氨ii浊度也不同。五层道尔型桶内第一 层停留时间最短，所以容易冒浑。而蜂窝型澄清桶除了由于 其自身具有的特点外，还由于它有只有两层，清液在桶内停 留时间相对较长，这些都有利于出口氨ii浊度的降低。(4)操作稳定性能好根据操作人员的实践体会，以及测定过程中的观察，发 现两种澄清设备在氨ii处理量相同、波动幅度基本一样时， 蜂窝型澄清桶恢复较快。道尔型澄清设备的浑浊层高，沉降距离大，清液层矮， 稳定性差。而蜂窝型澄清设备，固体颗粒的沉降曲线是被限 制在每个蜂窝型斜管内，沉降是在管内完成，沉降距离大为 缩短，稳定性好。5总结(1) 蜂窝型澄清设备具有以下优点：生产能力大；出 口氨ii浊度低；操作稳定性好。(2) 蜂窝型澄清桶的合适氨ii处理量为160m3/h,沉降 过程中清液上升速度为1. 341m/h,效率高。(3) 对聚丙烯塑料制作的蜂窝型斜管的使用寿命和结 疤等情况，有待于在生产实践中做更长时间的观察。(4) 稳定流量，减少操作波动，对任何澄清设备都是 必要的，为了达到此目的，除了加强生产调度，保证操作平 稳外，尚应考虑在开用多台设备时，进出口的管线如何合理 配置，使其流量能按要求做到调节自如。参考文献1葛永兴