OAT是三聚氰胺生产过程中无法避免的高聚 物副产品,在现有技术下尚无法回收利用,属化工 污染废渣。2005年9月,中原大化集团有限责任 公司3万t/a高压法三聚氰胺生产装置一次性投 料成功,在OAT处理工段采用的是意大利欧技公 司提供的超滤系统,而2000年4月和2002年12 月投料生产的第1套和第2套三聚氰胺生产装置 在OAT处理工段采用的是传统的滤叶式过滤器。 笔者拟针对这2种过滤方式的工艺流程和生产运 行效果进行对比分析。
1 滤叶式过滤器工艺流程
从三聚氰胺回收系统结晶形成的OAT和ME 晶体,利用2台卧式叶片过滤器从母液中分离出 来, 2台过滤器1台运行,另1台预涂备用。过滤周 期由工厂的集散控制系统DCS自动控制。生产中 需预涂、过滤、干燥排放3个程序,必要时还需要经 过氨洗程序,最终产生干燥的OAT滤饼和澄清的滤 清液。滤清液送至工艺循环液槽回收再利用,干燥 的OAT和助滤剂滤饼被排放到固体槽,定期掩埋处 理。滤叶式过滤器工艺流程见图1,基本参数见 表1。
2 超滤系统工艺流程
超滤是介于微滤和纳滤之间的一种膜分离技术,超滤系统滤膜孔径分类见表2。OAT料浆结晶形成的悬浊液中,其晶粒直径在1~100 nm之间, 故选用超滤系统。超滤系统工艺流程见图2,基本参数见表3。
本套超滤系统可以满足生产模式、单回路反洗、全回路反洗、化学清洗等4种操作要求。正常生产中至少有2个回路处于生产状态,可切出1个回路进行反洗,全回路反洗和化学清洗平时不使用,主要在停车大修时采用。
超滤系统的主要作用:通过超滤膜工艺分离出富含料浆的滞留液和含有少量三胺和OAT的渗透液。滞留液送至水解系统进行高压裂解,分解成 NH3、CO2、H2O;渗透液送至三胺装置作为工艺循环液使用。超滤系统的设置避免了OAT滤饼的产生, 形成的滞留液全部送往废水处理系统,物料得以回 收和循环利用。
3 超滤系统与滤叶式过滤器性能比较
超滤系统与滤叶式过滤器性能比较见表4。
(1)污染程度。超滤系统正常情况下无排放, 噪声低。滤叶式过滤污染严重,产生的滤饼短时间内无法降解,每年产生约3 100 mOAT滤饼,需挖坑掩埋,既污染环境,又增大了开支。同时在切换过程中会产生高达100 dB的噪声,且产生的粉尘 (SiO2)对操作人员身体损害较大。
(2)现场操作工作量。超滤系统平均每班切换1次前置过滤器,需要8min。滤叶式程序中需手动加100 kg助滤剂,且手动清理滤饼,劳动强度大耗时长,每班需要40 min。
(3)自动化程度。超滤系统80%阀门采用电磁阀,无需人员操作,即使反洗回路也都是在控制室完成。滤叶式过滤器的DCS程序仅是半自动程序,所有操作都需现场人员配合。
(4)占地面积。超滤系统设备紧凑,体积小 滤叶式过滤器体积庞大,占据3层平台,约300 m2。
(5)故障维修率。超滤系统故障少,操作安 全,而滤叶式过滤器采用液压控制系统,所有动力 靠液压油提供,导油管过多,接口处易泄漏,对设备 要求高。同时多处采用感应触电,灵敏度差,给操 作带来麻烦。
(6)操作灵活度。超滤系统的操作方式可选 择范围大,可根据不同的工艺要求提供不同的操作 方式,其控制部分采用西门子SC-PLC控制,可实 现编程操作,能根据工艺需要随时进行调节。滤叶 式过滤器操作裕度小,单过滤器切换时间长达 30 min,一旦负荷过高,备用过滤器来不及准备,将 会出现冒液溢流等情况,污染环境。
(7)设备投资。超滤系统投资300万元,加之 配套的滞留液高压裂解系统,投资较高。滤叶式过 滤器投资270万元,相比之下更经济一些。
4 结语
超滤系统运行稳定,从根本上解决了固体OA污染环境的问题,减轻了操作人员的劳动强度,避免了对操作工的身体危害,且更加环保,具有较高的推广价值。
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