陶瓷膜除油技术的研究与应用  
                           
　　马永伟 白巧枝 顾兴林 郝学民  
                
　　（安阳钢铁集团股份公司焦化厂， 安阳 455004）  
     
　　近年来，随着炼焦厂的规模增大， 产生的剩余氨水量也不断增加， 剩余氨水中焦油的脱除成为当前急待解决的问题。以前的几种除油方法都存在一定的问题， 如砂石过滤器易堵塞、静止除油法除油效率低、焦油浮选器投资太高及 FJL 射流气浮除油机操作较复杂。本文对陶瓷膜除油技术进行了介绍。  
    
　　1 工艺流程  
    
　　从机械化澄清槽来的氨水先流入剩余氨水槽，经泵送到螺旋板换热器换热后再到陶瓷膜分离器过滤除油， 剩余氨水送到蒸氨氨水槽， 轻油从分离器顶部排出， 重油从底部排出。在剩余氨水出口用蒸汽和水反冲洗， 工艺流程见图 1。  

                     
　　2 陶瓷膜分离器与其他除油方法的比较  
     
　　（1） 砂石过滤器与陶瓷膜过滤器的比较。砂石过滤器容易堵塞， 不能再生， 使用时间短，1年就需更换内部滤砂。陶瓷膜分离器使用一段时间后也会堵塞， 用热水反冲洗是一种非常有效的再生方法。当陶瓷膜分离器阻力超过 1kPA 时， 打开蒸汽和水反冲洗 15Mｉｎ， 就能够恢复内部填料的通透性， 使过滤性能恢复到原来的水平。图 2 是反冲洗与透过速度的关系， 用热水反冲洗不仅能除去覆盖在填料表面的滤饼油渣， 还能除去膜孔中的细小颗粒， 使透过速度恢复到原有水平。  

                   
　　（2） 静置除油与陶瓷膜除油的比较。静置除油就是把剩余氨水放在大容积的贮槽内， 油滴靠重力作用下沉。静置除油法只能除去直径较大的油滴，除油效率在 50％以下。陶瓷膜除油在最初过滤阶段， 依靠庞大的微孔和强大的表面能， 将固液两相中的固相颗粒截留或吸附在表面上。当过滤一段时间后， 在陶瓷膜的外面形成了滤饼， 滤饼就成了过滤的主要介质。表1是静置除油与陶瓷膜除油效率的比较， 采取陶瓷膜除油后， 效率由 40％左右提高到 70％以上。  

                    
　　（3） 焦油浮选器和陶瓷膜除油的比较。我厂为了彻底解决剩余氨水的带油问题， 曾用焦油浮选器代替砂石过滤器处理剩余氨水， 取得了较好效果。但是用焦油浮选器除油投资太高， 图 3 是焦油浮选器和陶瓷膜分离器除油的投资比较， 除油量每增加10M3／h， 焦油浮选器投资要比陶瓷膜分离器的投资高 10 万元以上。

   
                    
　　（4） FJL 射流气浮机与陶瓷膜除油的比较。射流气浮除油操作麻烦， 因为需要加入浮选剂或混凝剂， 使废水中直径 0．25～25μM 的乳化分散油和悬浮颗粒吸附在微气泡上， 并随微气泡上浮到水面形成浮油以便于油水分离。此外， 少量进入气浮机的油渣容易使曝气器发生堵塞， 因而要时常卸下曝气器进行清理。为进一步提高除油效率， 还需要加入絮凝剂， 如 PAM （聚丙烯酰胺） 及聚合铁等药剂。陶瓷膜分离器除油则能省去许多麻烦， 只需定期用蒸汽和水反冲洗就行。陶瓷膜分离器在使用过程中， 随着填料内部的微孔逐渐被堵塞， 以及填料外面的滤饼逐渐增厚， 氨水进出口的压力差会逐渐变大， 当大于 1kPA 时， 就需要用蒸汽和水反冲洗。  
   
　　反冲洗时把分离器的氨水进出口阀门关闭， 把轻油阀门关闭， 把底部重油阀门打开， 打开反冲洗蒸汽和水进行冲洗， 当分离器的氨水进出口压力差小于0．2kPA 时， 表明冲洗工作完毕， 可重新开启陶瓷膜分离器。  
    
　　3 陶瓷膜除油的操作条件  
    
　　为了获得最佳操作条件， 我们在预备实验的基础上， 结合本实验的具体情况， 选 L9 （34） 正交表来安排实验。其中影响因素主要有 4 个： 温度、浓度、流量和反冲洗时间。其中温度靠螺旋板换热器控制， 浓度靠进口加水量来控制， 流量靠转子流量计来控制， 实验结果见表 2， 极差分析见表 3。  

                  
　　由极差分析可知， 影响陶瓷膜除油效率的因素依次为： 浓度、流量、反冲时间、温度。最佳操作条件确定为： 温度＝50℃， 流量为额定流量 （本实验所采用的陶瓷膜过滤器的额定流量为 1M3／h）， 反冲时间＝20Min， 浓度越高除油效率越高。  
    
　　4 结论  
     
　　（1） 陶瓷膜除油技术克服了以前多种除油方法存在的问题， 对炼焦行业剩余氨水的处理具有重要意义。  
    
　　（2） 陶瓷膜除油可以使焦油和水重复利用， 达到节能降耗和保护环境的目的。