活性白土的洗涤过程是一个脱附过程,酸在水和白土之间重新分配,遵守“分配定律”。当用一定量的水洗涤活性白土时,采用少量多次比多量少次效率高 ,但是生产的效率却降低了。为达到快速漂洗目的,我们设计从反应后的热料浆中直接压滤分离干净未反应完全的浓酸,使物料中的总酸量降低,从而减少了漂洗的次数和漂洗的水量。

隔膜压滤机的滤饼湿含量可以达到34%;自然沉降的水含量达到200%～300% ,以200%计算。在相同的耗水量情况下,经2次漂洗(即3次分酸)后,液相中酸量之比为:

　A₁／A₀=( 34%／200%) = 0. 17³ = 0. 0049。

同样道理可以计算出采用板框压滤机的效果。可见采用隔膜压滤机较自然沉降和板框压滤机的漂洗效率大大的提高了。新工艺采用2次漂洗,每次漂洗加水量按固液比计为1∶6即可达到要求,每吨产品漂洗耗水13 t左右。传统漂洗中沉降分离浓酸,物料中总酸量还很高,人工操作也不稳定,使漂洗的次数达到6次,水量按固液比计为1 ∶15,每t产品漂洗耗水100 t。所以新工艺可同时保证游离酸和活性度两个矛盾的产品指标,且操作简单,流程短,水耗低。

3. 1. 2 用压滤取代传统的自然沉降

现在采用的容积1. 2m³ 厢式隔膜压滤机在0. 5MPa的压力下过滤,用活化后的95℃料浆直接压滤只需要13min,常温料浆压滤需要35min,整个漂洗过程耗时约160min。传统漂洗的每次自然沉降分层需要60min,反复漂洗6次,料浆压滤需要60min,整个过程耗时约510min。

3. 1. 3 隔膜压滤机取代板框压滤机

在新工艺中采用了厢式隔膜式压滤机取代板框压滤机。

厢式隔膜压滤机的特点是当滤饼充满滤室后,由空压机向隔膜板内送入压缩空气,使得板上的两隔膜膨胀挤压滤饼,挤出滤饼中的水分。最后,压缩空气再通过空气管路向滤饼渗透,空气透过滤饼,从而将滤饼孔隙中的水分带走,降低了滤饼含水量。

活性白土的漂洗料浆使用隔膜压滤机进行固液分离,通过隔膜挤压后,滤饼的湿含量可降低至37% ～38% ,再经过空气吹除,滤饼的湿含量仅为30% ～34%左右。传统的漂洗工艺用板框压滤机进行固液分离,滤饼的湿含量在45% ～50%。相比, 隔膜压滤机出来的滤饼水含量降低10%以上。

3. 2 能耗降低

生产能力同样为1 万t/ a,新漂洗工艺总装机容量为265. 5kW,相比传统漂洗工艺总装机容量为423kW。这样新漂洗工艺的电耗仅为传统漂洗工艺的63%。折合每年节约60万度电。同时送到干燥工段的滤饼中含水量的降低也节省了干燥的热能。折合每年约节约热值4000 大卡的煤588 t。

3. 3 有利于环境保护

新漂洗工艺中吨产品仅消耗水13 t,加上分离出来的浓废酸约25 t,可以全部由简单的废酸处理车间完成回收,排出的清水可用于再次洗涤或外排,不会产生污染。传统的漂洗工艺中吨产品耗水100 t,难以回收回用,外排时易造成液体中固体悬浮物和pH值超标。新工艺较传统工艺减少了对环境的影响。

4　结论及展望

生产实践证明,我们对传统活性白土生产工艺中漂洗部分的改进,即改进漂洗的流程、采用隔膜压滤机代替板框压滤机进行固液分离是成功的,给企业带来良好的经济效益。

活性白土的生产工艺应该由人工间歇操作向连续性更强、自动化程度更高的方向发展。

大规模活性白土的生产工艺漂洗分离工段应向活化料浆滤饼的机上洗涤、滤饼的自动卸料、自动清洗滤布的方向发展,只需一台设备就能完成过滤、洗涤、清洁等多个步骤。

所谓机上洗涤是指将活化料浆过滤形成滤饼后,并不先将其卸下再用水漂洗,而是直接将清水用高压水泵输往压滤机,使其均匀通过滤饼,置换滤饼中的母液,以达到有效的洗涤效果。这样大大简化活性白土生产的工艺流程。我们与芬兰的LAROX公司共同完成过滤面积0. 1m2 机上洗涤小试,试验报告中表明活性白土机上洗涤完全可行。今后在十万吨级规模的活性白土生产中必将采用连续性强、自动化程度高、更成熟可靠的漂洗分离工艺。

[作者简介]胡昕伟(1977 - ) ,男,广西南宁人,化工工程师。