高先明 ， 代世磊

(河南神馬尼龍化工有限責(zé)任公司 ， 河南 平頂山 467013)

己二酸是一種重要的基礎(chǔ)化工產(chǎn)品，能夠參與成鹽反應(yīng)、酯化反應(yīng)、酰胺化反應(yīng)，還能與二元胺或二元醇縮聚成高分子聚合物，作為主要原料生產(chǎn)尼龍66纖維和尼龍66樹(shù)脂、聚氨酯和增塑劑等，應(yīng)用價(jià)值很高。目前，國(guó)內(nèi)己二酸產(chǎn)能約272萬(wàn)t/a，但平均開(kāi)工率只有一半左右，產(chǎn)能處于過(guò)剩狀態(tài)[1]。只有進(jìn)一步降低成本，提升產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力，才有可能在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占得一席之地。

通過(guò)對(duì)河南神馬尼龍化工有限責(zé)任公司己二酸裝置中脫色過(guò)濾系統(tǒng)的使用現(xiàn)狀進(jìn)行系統(tǒng)分析，探討設(shè)計(jì)優(yōu)化活性炭過(guò)濾系統(tǒng)新工藝，新工藝的實(shí)施降低了高純水單耗，減輕了員工作業(yè)強(qiáng)度，同時(shí)減少了生產(chǎn)廢水排放量，解決了外排水指標(biāo)超標(biāo)的問(wèn)題。

1 活性炭脫色過(guò)濾系統(tǒng)現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)己二酸生產(chǎn)裝置普遍采用硝酸環(huán)己醇氧化法工藝制備己二酸，經(jīng)反應(yīng)、結(jié)晶、離心分離和洗滌后的己二酸濾餅中含有少量的有色雜質(zhì)。因此需要脫色凈化處理來(lái)去除雜質(zhì)，脫色凈化一般采用活性炭，在脫色處理后如何去除掉活性炭成為己二酸結(jié)晶前必須解決的問(wèn)題。

目前的生產(chǎn)過(guò)程中，在活性炭脫色罐中加入活性炭的濃度一般為0.5%左右?；钚蕴课诫s質(zhì)后，由脫色罐泵送往活性炭過(guò)濾器，活性炭過(guò)濾器是一個(gè)燭式過(guò)濾器，內(nèi)含多根過(guò)濾元件，每個(gè)元件上覆蓋有聚丙烯濾布，吸附有色雜質(zhì)后的廢活性炭不能通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)，留在過(guò)濾器內(nèi)，經(jīng)過(guò)活性炭脫色后的液體則通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)，成為精己二酸溶液。精己二酸溶液在過(guò)濾器出口流量計(jì)的控制下，通過(guò)出料流量計(jì)調(diào)節(jié)閥進(jìn)入結(jié)晶進(jìn)料罐。

活性炭過(guò)濾器一般為兩臺(tái)，當(dāng)出口流量計(jì)流量不斷下降，且增大閥開(kāi)度仍不能滿足流量需求時(shí)，說(shuō)明過(guò)濾器內(nèi)廢活性炭已積累較多，需要進(jìn)行切換清洗作業(yè)。此時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)操作人員手動(dòng)對(duì)活性炭過(guò)濾器備臺(tái)進(jìn)行預(yù)熱(采用熱母液進(jìn)行預(yù)熱，從燭式過(guò)濾器的底部進(jìn)入，通過(guò)過(guò)濾元件從頂部排出)，預(yù)熱后將過(guò)濾器手動(dòng)切換至已預(yù)熱的備臺(tái)。切出的活性炭過(guò)濾器首先打開(kāi)底部的置換管道，將過(guò)濾器內(nèi)的物料置換至脫色罐內(nèi)，15 min后置換結(jié)束，關(guān)閉相關(guān)閥門(mén)。再打開(kāi)頂部置換管道及底部排污閥，將過(guò)濾器內(nèi)的廢活性炭排至廢炭收集池。最終，廢炭收集池內(nèi)的廢活性炭溶液，過(guò)濾后固體廢活性炭外送至有資質(zhì)的廠家處理，液體流向地溝。原己二酸活性炭過(guò)濾系統(tǒng)如圖1所示。

圖1 原己二酸活性炭過(guò)濾系統(tǒng)

2 存在問(wèn)題及解決思路

目前活性炭過(guò)濾系統(tǒng)存在以下問(wèn)題：①過(guò)濾器的切換及清洗純手動(dòng)進(jìn)行，操作步驟多，導(dǎo)致人員勞動(dòng)強(qiáng)度大，且容易誤操作。②清洗時(shí)造成大量的水浪費(fèi)，且廢水排往地溝，導(dǎo)致外排水指標(biāo)高，對(duì)污水處理廠造成沖擊。③過(guò)濾系統(tǒng)無(wú)檢測(cè)漏炭裝置，在出現(xiàn)異常漏炭時(shí)無(wú)法第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)，易導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量不合格。④活性炭過(guò)濾單元采用骨筋+濾網(wǎng)的支撐方式，濾網(wǎng)的毛刺易造成濾布破損，從而導(dǎo)致漏炭現(xiàn)象的發(fā)生?；谝陨峡紤]，需要對(duì)活性炭過(guò)濾系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，達(dá)到降低高純水單耗、降低員工勞動(dòng)強(qiáng)度、實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行的目的。

3 實(shí)施優(yōu)化過(guò)程

3.1 增加自動(dòng)化清洗時(shí)序

將現(xiàn)場(chǎng)手閥更換為時(shí)序控制的氣動(dòng)開(kāi)關(guān)閥，將脫色罐泵加入時(shí)序控制中，并在活性炭過(guò)濾器前后增加差壓檢測(cè)儀，通過(guò)壓力差來(lái)判斷過(guò)濾器內(nèi)部的廢活性炭堆積情況，當(dāng)壓力差>0.2 MPa時(shí)(泵的出口壓力為0.6 MPa)，清洗時(shí)序自動(dòng)投用。首先，脫色罐泵入口來(lái)自于脫色罐的閥門(mén)關(guān)閉，來(lái)自熱母液的閥門(mén)打開(kāi)，泵啟動(dòng)，將活性炭過(guò)濾器內(nèi)物料置換進(jìn)入結(jié)晶器進(jìn)料罐。然后，關(guān)閉以上閥門(mén)，并停止泵的運(yùn)轉(zhuǎn)，打開(kāi)活性炭過(guò)濾器頂部加壓開(kāi)關(guān)閥(使用工廠風(fēng)進(jìn)行加壓)，加壓后，活性炭過(guò)濾器底部排污開(kāi)關(guān)閥打開(kāi)，在壓縮空氣的作用下，廢炭溶液被迅速排往廢炭收集池。待以上步驟完成后，對(duì)該過(guò)濾器進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱后恢復(fù)進(jìn)料至正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。以上閥門(mén)的動(dòng)作，泵的啟停全部編寫(xiě)進(jìn)入自動(dòng)化清洗時(shí)序中，時(shí)序自動(dòng)運(yùn)行，避免了人員的誤操作可能導(dǎo)致的異常現(xiàn)象，大大減輕了職工的勞動(dòng)強(qiáng)度。

3.2 對(duì)廢炭收集池內(nèi)排出的廢水進(jìn)行回收

將廢炭收集池原排往地溝的管道改至活性炭脫色罐，對(duì)高純水進(jìn)行回收，降低了高純水單耗，避免了廢水直排地溝對(duì)污水處理系統(tǒng)造成的影響。

3.3 增加漏炭檢測(cè)裝置

在活性炭過(guò)濾器出口至結(jié)晶進(jìn)料罐的管道上增加漏炭檢測(cè)裝置，如發(fā)生漏炭現(xiàn)象，可第一時(shí)間觸發(fā)報(bào)警，工藝人員可迅速前往處置，進(jìn)行切換活性炭過(guò)濾器等操作，保證了產(chǎn)品質(zhì)量。

3.4 改造骨筋+濾網(wǎng)濾棒為鋼管開(kāi)孔濾棒

原骨筋+濾網(wǎng)+濾布的組合濾棒，因?yàn)V網(wǎng)易出現(xiàn)毛刺，容易導(dǎo)致濾布破損，進(jìn)而導(dǎo)致漏炭現(xiàn)象的發(fā)生，故經(jīng)與廠家技術(shù)交流，將其改為不銹鋼鋼管，開(kāi)Φ5 mm小孔的方式。新改造的濾棒表面光滑，強(qiáng)度高，避免了濾布經(jīng)常損壞的現(xiàn)象，保證了裝置的長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行?，F(xiàn)己二酸活性炭過(guò)濾系統(tǒng)見(jiàn)圖2。

圖2 現(xiàn)己二酸活性炭過(guò)濾系統(tǒng)

3.5 將過(guò)濾器進(jìn)料管從底部封頭改至排放管線上

目前生產(chǎn)中過(guò)濾器的進(jìn)料方式普遍采用底部封頭處進(jìn)料。此種進(jìn)料方法容易造成高濃度的己二酸漿料在封頭底部與出渣管之間管線發(fā)生堵塞，需要人工對(duì)其進(jìn)行排堵，不僅增加了人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，還容易產(chǎn)生外排水指標(biāo)超標(biāo)等問(wèn)題。

排渣管線與封頭底部物料不流通，高濃度的己二酸漿料再次結(jié)晶是發(fā)生堵塞的根本原因?，F(xiàn)考慮對(duì)活性炭過(guò)濾器進(jìn)行技術(shù)改造，將進(jìn)料管線由下封頭位置改至排渣管線上。通過(guò)上述措施，徹底解決了管線堵塞問(wèn)題，減輕了職工的勞動(dòng)強(qiáng)度及儀表的損壞率，提高了己二酸生產(chǎn)的運(yùn)行時(shí)間，從而提高了產(chǎn)品的產(chǎn)量。己二酸活性炭過(guò)濾系統(tǒng)進(jìn)料口改造見(jiàn)圖3。

圖3 己二酸活性炭過(guò)濾系統(tǒng)進(jìn)料口改造

4 結(jié)論

活性炭過(guò)濾系統(tǒng)優(yōu)化改造投入后，目前已穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)近一年。排放指標(biāo)均值COD由450 mg/m3降低至370 mg/m3，實(shí)現(xiàn)了達(dá)標(biāo)排放，減輕了污水處理廠的壓力，未出現(xiàn)濾布破損的情況。濾布脫落等現(xiàn)象可通過(guò)漏炭檢測(cè)設(shè)備及時(shí)測(cè)出。產(chǎn)品質(zhì)量的優(yōu)等品率由99.2%提升至99.7%，達(dá)到了減少高純水消耗，裝置長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行，降低產(chǎn)品單耗成本的目的。 通過(guò)設(shè)計(jì)與優(yōu)化，不僅大大提高了清洗效率，減輕了員工的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了活性炭過(guò)濾系統(tǒng)自動(dòng)化水平，解決了濾袋易破損的現(xiàn)象，也解決了廢活性炭濾液直排地溝給污水處理帶來(lái)的壓力及環(huán)保難題。為整套裝置的安全穩(wěn)定長(zhǎng)周期運(yùn)行提供了保障，提高了公司己二酸產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。