含油汙泥真空帶式壓榨脫水機理論及結構研究



在油田行業對原油進行機械脫水的時候,都會產生含油汙泥,油田和煉油廠以及石化企業汙水處理部門在處理含油汙泥的過程中,也會產生含有汙泥。
在我國,開采大部分油田主要是根據最早的模式,也就是灌水保持地層壓力的模式進行開采油田。近年來許多廠家都在挖掘油田行業,導致原油中含水率升高。目前世界各國普遍采用的汙泥脫水的方法是脫水,使用的設備龐大並且複雜。從二十世紀八十年代開始,我國逐漸挖掘帶式壓濾機的開發,在理論層次以及工業領脫水機域取得巨大進步。隨著固液分離適用領域的逐漸廣泛,對過濾壓榨理論及過濾機的結構研究具有非常關鍵的學術意義和社會使用價值。本文主要研究過濾和壓榨理論和有關汙泥脫水性能的脫水因素。結合帶式真空過濾機和帶式壓濾機的一些特點,對其結構進行優化設計。

一般情況下,固液分離越難,懸浮液的穩定性越好。因此在進行固液分離之前,要對預處理穩定性高的懸浮液,降低其穩定性,預處理方法主要分為凝聚和絮凝。一般汙泥,如果想得到很好的脫水效果,在進行預處理後再對汙泥進行機械脫水。比較常見的凝聚方法主要是向汙泥中投加電解質鋁鹽以及鐵鹽、無機鹽等凝聚劑,但含油汙泥與其他汙泥不相同,其過濾難度遠大於其他汙泥。國內外人士曾研究市政汙水處理廠的剩餘汙泥和石油化工行業的含油汙泥,以及二者的脫水性能。得出相應的實驗結論:含油汙泥與一般市政汙泥進行了比較,平均比阻含油汙泥較大,含油汙泥壓縮性系數更大,因此,預處理含油汙泥的過程中,投加凝聚劑和絮凝劑不能過濾設備從根本上有效解決問題。含油汙泥粘度和過濾比阻都很大,且油性液體含量較高,隨著脫水的逐漸進行,濾餅層的厚度也開始發生變化,在一定程度上增加了比阻,過濾阻力增加。在過濾和壓榨過程中,這些變形粒子極易吸附在濾帶上,堵塞濾孔,加大了脫水的難度。因此,在對含油汙泥進行機械脫水之前,還需要增加一些其他的預處理手段來強化,比方說破乳劑和加熱等。BurnoSnade認為,含油汙泥預處理應可以分為兩個步驟,開始需要投加矽藻、石灰和飛灰等固體粉末做調節劑,然後均勻混合;接著,將有機絮凝劑加入,再進行機械脫水。用矽藻土等細小粉末作為調節劑,是為了讓容易發生變形的含油汙泥粒子形成堅固的汙泥顆粒,使泥餅顯示出毛細結構,來提水流通道。並且,這些固體粉末調節劑使汙泥粒子的密度和水的密度差異變大,利於機械脫水。

水平帶式真空過濾設備主要分為固定室式、連續移動室式、濾帶間歇移動式等類型。本文處理含油汙泥的真空帶式壓榨脫水機中的真空過濾、輥式剪切壓榨、楔形壓榨過程都是連續進行,連續移動室式真空過濾設備是一種新型過濾機,它具有很多優點,主要特點是用很多分合的小濾盤形成整體式真空濾盤。這宗設備的缺點是構造要求較高,維護比較麻煩。而移動式結構的原理比其他結構簡單,他具有良好的真空度,在維護的過程中費用不高並且運行方便可靠,移動結構已經廣泛地應用於水平帶式真空過濾機。這個結構的濾帶特點是運用環形濾帶被普通濾帶而代替,當真空室移動到下一個某位置時,可以使真空得到解除,最終使得真空室迅速保持原來位置,進入下一個階段繼續循環。

對汙泥脫水來講,合適的工藝流程能使汙泥脫水得到很好的效果。與此同時,含油汙泥能否順利脫水,與其預處理的好壞聯系緊密。真空機械脫水之前,首先對汙泥進行充分混合。下圖所示是含油汙泥脫水的工藝流程詳圖。過濾開始的時候,打開真空切換控制閥,通過集液管與濾室連接,混合液通過高位槽控制。變頻調速器通過頭輪傳動機構驅動調節濾帶的運行速度,濾盤與濾帶同步,真空濾盤由往複氣缸推動,利用往複氣缸的進、出氣流量變化調節移動速度。當濾盤運行到設定位置感應到開關時,真空切換閥開始啟動,關閉真空,濾帶仍向前移動,往複氣缸迅速拖回濾盤。

在真空帶式壓榨脫水機的設計是濾帶是開放式,兩側不密封的。本文經過改造,含油汙泥經真空過濾和楔形壓榨區後達到半固體狀態,承壓能力增加。但如果剪切力太大,汙泥還會從濾帶兩側流出。並且,濾帶在壓榨輥很容易跑偏。為解決這一問題,通常在壓榨輥鋼制直圓柱上墊上一層橡膠,隨著橡膠層摩擦系數的增大,帶傳動的運行逐漸發生變化,導致汙泥跑泥,濾帶跑偏。


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