洗煤厂煤泥水与循环水:聚天冬氨酸能用在哪、不能用在哪
洗煤厂是用水大户,也是水循环做得比较到位的行业。重介分选、跳汰、浮选、脱水,每个环节都离不开水,这些水汇到煤泥水系统,浓缩、澄清、回收,再回到生产环节,形成闭路循环。这条闭路走不顺,整个厂的处理能力和精煤回收率都要受影响。
关于聚天冬氨酸(PASP,CAS 25608-40-6)在洗煤厂的应用,市面上有些说法把它讲成"煤泥水沉降剂",这个定位不准确,容易让技术员用错地方。这篇把它能用和不能用的边界划清楚。
一、煤泥水系统的几处堵点
细粒煤泥沉降慢。 小于 0.5 毫米的煤泥,尤其是高灰细泥和黏土矿物,表面带负电、布朗运动强,自然沉降速度慢,浓缩机表面负荷一高就翻池、溢流发黑。
浓缩机压耙。 底流浓度控制不好,耙架扭矩上升,严重时压耙停机,处理量直接掉下来。
循环水浊度高。 澄清水浊度上去,回到重介系统会影响介质密度的稳定性,分选精度下降,精煤灰分波动。
设备与管路结垢。 循环水在系统中不断浓缩,钙镁、硫酸根、碳酸氢根浓度升高,泵壳、管道、筛板、换热器上结碳酸钙和硫酸钙垢,过流面积变小、能耗上升、检修频繁。
药剂成本高。 为了压住浊度,絮凝剂用量一路往上加,吨煤药剂成本居高不下,泥饼水分也跟着上去。
二、PASP 的位置:不是絮凝剂
这一点必须写在前面。聚天冬氨酸是高分子分散剂,它的作用机理是吸附在颗粒表面、靠电荷斥力把颗粒撑开,让它更均匀地分散在水里。而煤泥水沉降需要的是相反的过程——把细颗粒聚成大的絮体,让它快速下沉。两者的方向不一致。
所以在煤泥水里直接投加 PASP,不但不能加速沉降,用量大了还可能让水更浑。煤泥水的澄清,主力还是无机混凝剂配合有机高分子絮凝剂,这一点不要指望用 PASP 替代。
PASP 在洗煤厂真正合适的位置是另外两处:循环水与设备的阻垢,以及煤泥浆的输送降黏。
三、循环水与设备阻垢
结垢从哪里来。 洗煤循环水在闭路里不断蒸发浓缩,加上地下水补水的硬度,碳酸钙、硫酸钙的过饱和度会慢慢升上去。煤泥本身带来的钙镁也会进入水体。
PASP 怎么做。 分子链上的羧基吸附在微晶表面,抑制晶体长大,同时把已经形成的微晶分散在水里,不让它们沉积到管壁和泵壳上。对碳酸钙的效果比较明确,对硫酸钙也有分散作用,具体要看水质条件。
投在哪。 常见的投加点是循环水池出口、循环泵前或者补水线上。液体产品用计量泵连续投加,按循环水量的百万分之几到十几(以商品量计)起步,做梯度看效果。
怎么判断有效。 挂片测垢厚、监测泵的电流和流量、定期拆检换热器,这几个指标比看水清不清靠得住。
四、煤泥浆输送降黏
这是 PASP 在洗煤厂另一个用得上的地方。煤泥浆在管道里输送时,浓度一高、细泥一多,黏度就上来了,泵送阻力大、能耗高,浓度也提不上去。
PASP 作为分散剂加进去,把细颗粒分散开,浆体的表观黏度下降,同样泵送压力下能输送更高的浓度,或者在同样浓度下降低泵送能耗。这个用法在煤化工水煤浆、尾矿浆输送里都有先例,洗煤厂的煤泥浆管道可以参考。
需要提醒的是,降黏和沉降是一对矛盾:分散得越好,沉降越慢。所以这两处用法不能在同一个水体里同时追求,要按系统分段考虑——输送段要分散,澄清段要絮凝。
五、投加与试验怎么做
先测水质。 循环水的钙硬度、总碱度、硫酸根、pH、电导率,煤泥浆的浓度、黏度、粒度分布,这些基础数据是定加药量的前提。
做静态试验。 取实际循环水,加不同浓度的 PASP,在恒定温度下水浴放置,测一定时间后的钙离子保留率和浊度变化,判断阻垢效果。煤泥浆则做漏斗黏度或者旋转黏度计测试。
再做动态试验。 有条件的上动态模拟装置或者挂片试验,验证在流动状态下的实际效果,静态数据不能直接外推。
注意与絮凝剂的间隔。 如果系统里既有 PASP 又有絮凝剂,两处的加药点要拉开距离,中间有足够的混合和反应时间。阴离子型药剂与阳离子絮凝剂直接相遇会失效。
六、几个提醒
一是不要用 PASP 去救溢流浊度。那是絮凝剂和浓缩机负荷的问题,方向不对,加多少都没用。
二是循环水浓缩倍数要控制。PASP 能提高结垢的容忍度,但不能无限制地提高浓缩倍数,补水水质、系统材质、水温都要一并考虑。
三是药剂只是水系统管理的一环。浓缩机底流排放、煤泥回收、补水水质这些操作层面的因素,对结果的影响不比药剂小。
四是采购时把分子量和固含量问清楚。不同分子量的 PASP 在分散和阻垢上的侧重不一样,用错了方向效果差很多。
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