甘蔗糖蜜酒精生產廢液濃縮污垢分析及控制方案.pdf

1、甘蔗糖蜜酒精生產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,物料在高溫負壓條件下會產生大量污垢附著于換熱設備表面,難以清洗。積垢問題影響傳熱、阻礙流體流動,導致了生產成本的增加,還會導致換熱器局部過熱、腐蝕損傷設備。本文對污垢進行了成分測定,晶相分析;通過模擬實驗研究了濃縮處理中污垢的生成機理;采用除垢與阻垢相結合的多種方法進行了實驗室試驗,提出了污垢控制的可行方案。其研究結果如下:
　　

2、(1)通過化學滴定分析法確定污垢的主要成分為無機難溶性鹽,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,此外還有有機物成分、膠體粒子等。通過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,測定其元素主要構成為 S、O、Ca,通過計算鈣硫摩爾比(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115℃,測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)現晶型較小

3、較密、不規(guī)則、表面粗糙、有聚結現象,能譜圖表明此時晶體元素有S、Ca、O、K,鉀鹽易溶,其主要來源為沉積的酵母細胞。測得廢液的表觀污垢值較大表明此處有大量污垢產生,測得表觀熱解污垢值較高表明此處有相當一部分的有機物處于懸浮狀態(tài)可在重力條件下沉積,現場調研發(fā)現換熱面上有結焦現象,推測其高溫破壞了廢液物料中的有機物及大膠體粒子的穩(wěn)定狀態(tài),有機物、大分子的膠體物質的聚結使懸浮的硫酸鈣小晶體失去穩(wěn)定沉積為垢,有機物遇熱變性結焦于換熱面導致此時的

4、污垢致密不易清除。2＃換熱器中為100℃,溫度下降,硫酸鈣過飽和度升高,促進晶型的生長。通過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)。有機物被破壞后,對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)污垢值所代表的無機物比例有所上升,測定其污垢的化學成分表明此時有多種無機鹽析出,此時晶體較大,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,此時的污垢的性狀表現為結構松散,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。單一的化學阻垢劑阻垢實驗中,最適添加量分別為1號化學阻垢劑和3號化學阻垢劑50mg?L-1,4號化學阻垢劑25mg?L-1。將化學阻垢劑進行最適添加量1:1:1進行復配,進行正交試驗優(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,作用時間40min,

6、此時污垢控制率達到了33.4％。超聲波阻垢實驗作用時間為40min時,頻率為120Hz的條件下其阻垢效果最好,污垢控制率達到了20.2%。
　　(4)本文對F廠的脈沖沉淀裝置進行阻垢效果評價,脈沖沉淀裝置的阻垢效果為26.47%。對F廠脈沖沉淀裝置中添加的聚鋁復合絮凝劑進行實驗分析。研究發(fā)現,絮凝劑過量殘留會對后續(xù)阻垢實驗造成影響,要嚴格控制絮凝劑的添加量。實驗表明,絮凝劑的添加量為6ppm時實驗室阻垢效果最好,污垢控制率達到36