陶瓷膜参考方案Word文件下载.docx
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1999
VOESTALPINE
奥地利
46
EWALDGIEBEL
卢森堡
冷轧乳化液
36
HOESCH
20
1995
THYSSEN
16
DaimlerChrysler
汽车
38
BOSCH
机械
1.4
内
宝山钢铁股份有限公司2030能介厂
80
2002
鞍钢新轧-蒂森克虏伯镀锌钢板有限公司
29
2003
湖南涟源钢铁有限公司
120
2004
广州钢板有限公司
含油废水处理
2005
1.2PallSchumaher陶瓷膜的特点和先进性:
作为全世界最早从事于陶瓷膜生产制造的德国Schumaher公司于2002年加入颇尔集团,成为颇尔的独资子公司,拥有超过80年的丰富的过滤经验.至今拥有超过10年以上的陶瓷膜工业化应用石油化工,钢铁等领域的过滤经验.
其独特的产品生产,设计理念,具有如下区别于其它无机膜制造商的优点:
1.2.1膜的支撑层孔径为6um,区别于其它品牌陶瓷膜支撑层直径
-直接可以保证颇尔的陶瓷膜最大的流量,缘于流体经过膜层后在经过6um的支撑层,没有任何反向阻力.
-大直径的过滤支撑层保证,陶瓷膜在反向清洗时,阻力损失最小,同时效果最佳.
1.2.2膜的孔道直径3.3,3.6,6,7mm.
-颇尔Schumaher的陶瓷膜的孔道直径只控制在3-7mm之间
-孔道直径过大,将导致能量的消耗成倍增加.能量增加的比例为直径平方的比值,即6mm的直径,相同的孔道数量条件下,能量消耗为3mm的4倍
1.2.3膜的孔径分布均匀,分布区间仅为±
15%
-孔径分布的误差越小,则孔的直径越均一,流体的过滤精度越高.
-颇尔Schumaher的陶瓷膜的膜层孔径分布区间仅为±
1.2.4最高的膜通量,缘于最高的孔隙率
-独特的支撑层孔径和高孔隙率,必然使膜可以达到最高的通量
-直接可以节省过滤面积,同时,降低了能量,清洗水,化学试剂等成本消耗
1.2.5膜的清洗再生能力高,多种化学清洗方式相结合直接延长设备使用寿命
-平滑的膜表面可以使日常的化学清洗更容易,膜的通量恢复高
-同时,可以使用含CI-离子的化学清洗剂来达到更好的清洗效果
-在化学清洗无法使膜的通量恢复以后(一般为5-7年后),可以在氧化条件下使用高温灼烧的方式,将长久以来堵塞在膜表面的杂质颗粒灰化,使膜的寿命再延长2-5年.
1.2.6进的膜组件设计,拥有最高的膜装填空间
-最大的膜组件的过滤面积可以达到18m2
-直接节省占地和能量,清洗等消耗
1.2.7运行经济,维修成本低
-前两年几乎不需要任何维保成本
1.2.8100%进行完整性检测
a)完全进行泡点实验,保证膜管的质量
b)两次泡点实验,更好控制膜的孔径分布和精度
1.2.9自动化程度高,拥有PlC和PC控制软件,
-全触膜屏设计
-数据输入和输出,便于QA和QC
1.2.10全世界唯一’自己生产,自己制造,自己服务的陶瓷膜公司
-享有最高的信誉
-完善的膜质量控制,系统设计与制造,安装,调试,检测,服务体系.
自动化控制软件在线运行系统
2.背景
冷轧薄板工程包括酸洗-冷轧联合机组、连续热镀锌机组和彩涂机组等工艺生产线及相关辅助设施。
生产过程中产生大量含油和废乳化液废水。
昆钢冷轧厂废水处理车间,目前有一套无机膜处理含油废水超滤系统,处理量为5m3/h。
由于废水流量增大至11m3/h,原有无机膜超滤系统处理能力已经无法满足处理量上的要求,因此建议冷轧厂污水处理车间利用原有超滤系统的部分设备(主要是槽体、罐体及自控系统)进行扩产改造,再添加一套陶瓷膜超滤系统,处理能力为6m3/h,以满足目前的废水处理要求。
2.1进水指标
废水来源:
冷轧线含油及乳化液废水
处理水量:
6m3/h
进水油含量:
SS浓度:
mg/l
温度:
°
C
PH:
6-9
2.2超滤系统保证指标
处理能力:
渗透液油含量≤mg/l
SS≤30mg/l
2.3超滤系统
一套完整的超滤法处理乳化液污水系统一般由以下三部分组成:
1.预处理部分——主要是平流沉淀池,刮泥刮渣机
2.超滤部分——纸带过滤机,超滤装置
3.后处理部分(废油浓缩)——蒸气加热槽,废油收集槽
根据昆钢冷轧污水处理厂现有装备情况:
乳化液收集池:
300m3×
2
乳化液循环处理箱:
25m3×
漂洗水槽:
10m3
碱洗槽:
5m3
酸洗槽:
纸带过滤机:
m3/h台
利用原有超滤系统的预处理设备和后处理设备,添加一套新的超滤装置主体。
颇尔公司提供超滤部分包括:
陶瓷膜超滤装置主体一套、
磁力纸带过滤机处理能力:
9m3/h
超滤装置生产能力:
8m3/h
撇油机生产能力:
50l/h
3.相关选型
以下计算数据基于颇尔公司在油水分离领域的丰富经验.但任何不同的油水料
液性质都不尽相同。
具体客户的系统数据可能会有所差异。
系统设计依据的主要设计数据:
膜通量:
100LMH(l/m2.h)
料液温度:
50-60℃
3.1组件选型
膜组件型号:
37P37-3.6/0.05um/PTFE
3.1.1选用膜管型号:
TI37036
单支膜管参数:
材质 支撑体材料,过渡层α-Al2O3膜ZrO2
膜孔径 0.05um(50nm)
通道数量 37孔,
膜管通道孔径 3.6mm
单支膜管面积0.418m2
膜管外径:
41.0mm膜管长度:
1000mm
端封:
PTFE(聚四氟乙烯)
纯水通量:
563l/m2.h.Bar
Ph值范围:
1-14
最高使用温度:
180℃
爆破压力:
50Bar膜管密封圈材质:
Viton橡胶
3.1.2选用滤壳
滤壳孔数:
37芯(每个滤壳装37支P37-36膜管),
装填膜面积:
15.5m2
滤壳参数
材质:
不锈钢304
渗透液侧/截流液侧管路连接方式:
法兰连接
密封形式:
O型圈
viton橡胶
测试压力:
15Bar
最大工作压力:
10bar
4.陶瓷膜超滤装置组成描述
4.1相关计算:
处理流量为6m2/h的废水
计算所需膜面积:
6m2/h÷
100l/m2h=60m2
计算所需膜管数量:
60m2÷
0.42m2/支=143支
计算所需37芯滤壳数量:
143÷
37=3.8个
依据超滤装置设计原则,我们选用4个37芯滤壳
实际需要滤壳数量:
4个
实际膜管数量:
4×
37=148支
实际膜面积:
148×
0.42=62.1m2
实际处理能力:
62.1×
100l/m2h=6.2m3/h
所需TI37036膜管148支,37孔滤壳4个。
4.2系统组成
超滤系统设计包含2个并联的循环回路,每个循环回路处理能力分别为3.1m3/h
整个超滤系统的生产能力:
6.2m3/h
系统总共包含4个膜组件,每2个组件串联形成一个循环回路,每个循环回路分别配有一台供料泵和一台循环泵及相应的阀门和在线检测元件。
2个循环回路共用一个循环槽,一套CIP在线清洗系统--包括漂洗槽,碱洗槽,酸洗槽及相应的阀门和在线检测元件,根据昆钢现有超滤系统的情况,本系统所需的循环槽、漂洗槽、酸洗槽、碱洗槽可利用昆钢原有系统的槽体,无需另外添加。
详细组成见附图1
依据业主要求,该超滤系统的2个循环回路与昆钢原有超滤系统(处理量5m3/h)共用一套在线自动控制系统,可在线监测通量、压力、液位、温度等操作信号,当信号发生变化时,自控系统接受信号,作出反应,实施相应的控制操作,有效的控制系统过滤及清洗过程。
过滤时2个循环回路同时进行过滤和清洗操作,如有需要每个回路也可进行单独过滤及清洗操作。
同时在超滤设备安装现场,单独配有操作面板,供系统调试使用。
详细参数见供货范围详述及附表1
4.3控制系统
本系统与原有系统共用的控制系统应该达到以下功能:
各种变送器输出信号至PLC,操作人员可通过上位机进行远程监控;
系统操作分为远程控制和现场控制两种模式,现场操作模式下现场人员可以使用现场操作面板对系统进行调试。
重要过程检测和控制项目
1.泵的开启/关闭,运行监测
2.阀的开启/关闭,开度调节
3.循环箱液位检测及控制(静压式液位计,带远传功能)
4.酸洗箱液位检测及控制(静压式液位计、带远传功能)
5.酸洗箱温度检测及控制(与蒸汽管道上电磁阀连锁)
6.碱洗箱液位检测及控制(静压式液位计、带远传功能)
7.碱洗箱温度检测及控制(与蒸汽管道上电磁阀连锁)
8.漂洗箱液位检测及控制(静压式液位计、带远传功能)
9.漂洗箱温度检测及控制(与蒸汽管道上电磁阀连锁)
10.超滤组件进出口压力检测(带远传功能)
11.超滤通量检测(电磁流量计、带远传功能)
5.超滤系统工艺简述
5.1系统工艺设计:
系统中循环回路的数量基于要求的过滤能力,含油废水性质和操作条件等。
乳化液与含油废水中含有大量铁屑、灰尘等固体杂质,并且排放不均匀,进入
超滤系统时首先通过预处理部分。
采用平流沉淀池,并且在沉淀池应设有蒸汽
加热,使污水中的一部分油经过加热分离而上浮。
同时使废水保持一定的温
度,降低流体粘度,在超滤时可获得更高的通量。
浮油由刮油机刮到池子的一
端后去除,沉淀下来的杂质则由刮油刮渣机刮到池底部的渣坑收集。
废水经过
沉淀池,去除部分铁屑和浮油后,进入陶瓷膜超滤过滤部分,废水经过纸带过滤机进行过滤,以减少进入陶瓷膜超滤系统的油泥和铁屑,以保持超滤膜的高通量和降低膜面的磨损,延长使用寿命。
乳化油废水经过陶瓷膜超滤后,滤过液经过每个单独的循环渗透流出.截溜液实现乳化油的破乳分离后返回至循环罐中。
截流液浓缩到一定浓度后,含油废水送往废油浓缩处理部分,通过蒸汽加热进一步浓缩分离,浓缩后的废油集中于废油收集箱中,外售或焚烧。
废液打回300m3的乳化液收集池。
5.2系统操作描述:
颇尔公司设计制造的陶瓷膜超滤装置总共由2个超滤循环回路并联组成,运行时由调整池过来的废水首先经过纸带过滤机进入循环槽和2个并联的陶瓷膜超滤循环回路,含油的废水经过纸带过滤机,进入到系统的循环槽中。
料液被加热到50°
C以上。
到达一定液位后,启动给料泵,将系统充满后,开动循环泵。
此时,含油的废水开始经过2个浓缩循环回路同时进行过滤。
料液在循环回路中温度始终控制在设定值。
过滤过程中含油废水中的乳化油已部分破乳分离,在循环槽表面形成浮油,可通过循环槽上的撇油机将浮油收集送至废油储槽,当截流液浓度达到一定值时,将浓缩液由泵送至废油浓缩装置。
在装置中将浮油收集,剩余废液打回调整池中与池中废水混合后重新过滤。
当系统运行3-5天后,膜面被污染。
通量会逐渐下降,当通量降低到设计通量后,系统报警,停止进料,系统切换到CIP清洗程序,进行化学清洗。
在系统进行清洗同时,会清洗相应的管路。
清洗完毕后,系统漂洗能力达到6.2m3,重新进行生产过滤。
系统保持过滤周期3-5天。
过滤
过滤分离开始时,系统中充满含油洗液.为了避免气泡在循环回路中对膜和系统性能产生影响,在过滤单元的顶部要经过排气.以充分保证系统中不含任何气泡.循环泵保证料液循环的膜面线速度达到4m/s,供料泵保证膜进口压力为3-3.5bar,通过渗透侧的阀门调节获得合适的通量。
透过液流量的控制是通过管路上的流量计和调节阀来实现.每个循环回路的流量
控制均独立进行。
CIP在线清洗
超滤装置清洗之前,化学清洗液和水准备就绪.排空系统中需清洗的管路,再充满热水在回路中循环后排空。
水清洗后进行碱洗.碱液经过一定时间循环后正向通过膜,返回到CIP站碱液罐.当碱洗达到标准后,碱液将被排放.碱洗后进行清水漂洗,然后再进行酸洗(同碱洗比,时间较碱洗短),和再一次的清水漂洗
纯水通量检测
视通量回复情况,确定化学清洗是否完全
再次开机生产
按照标准开机程序开机,该过滤单元开始正常生产。
5.3自动化控制原理描述
PLC系统改编后,应提供以下报警清单和操作能力:
1、系统报警和过程报警(系统可以具备灯光和声音报警的能力)
2、打印系统报警并做为历史信息储存。
3、打印过程报警,在当前报警清单中显示(直至报警被确认,报警状况被处理),并做为报警历史存储
4、过程报警清单的内容包括报警点的名称、报警的时间和报警点的实时数据,报警的类型以及超极限报警数值。
6.供货范围及技术细节
6.1错流浓缩循环单元
6.1.12个浓缩循环回路
每个循环单元包括:
2个37P型号的膜柱组件,垂直安装形式,过滤面积共为31m²
每个循环回路由以下部件构成:
6.1.1.11台循环泵
制造商:
磨锐进口产品
能力250m³
/h–2.5bar
电机功率:
22kW
6.1.1.21台供料泵
制造商:
能力:
25m³
/h–3bar
5.5kW
6.1.1.31套陶瓷过滤膜组件
2个模柱组件,每个组件装有37根陶瓷膜滤芯,3.6mm孔道
每个模柱组件的过滤面积15.5m²
型号:
37P37-3.6/0.05um/PTFE
6.1.1.4系统支架
矩形结构
用于支撑膜组件和其它辅助部件
可通过支脚调整水平
6.1.1.5阀门与管路
6.1.1.5.1阀门装置
进口SUDMO或其它同质量规格进口气动蝶阀,材质为316L或304SS,衬四氟,带有气动执行机构,带有一个阀位接近开关
6.1.1.5.2管路
料物循环管
产品的进料与输出
滤出液
CIP/冲洗管路
材质304SS
6.1.1.5.3手动截止阀
6.1.1.6自动化附件
6.1.1.6.1用于滤液输出
6.1.1.6.1.1进口E+H或其它同品质规格电磁流量计(非合资品牌)
-电极材料:
0Cr18Ni2Mo2Ti
-材料:
316L
-测量管材质:
不锈钢
-空管检测:
电容式空管检测、报警功能
-安装方式:
法兰安装
-显示器:
LCD背光显示、具有瞬时流量和累计流量同时显示功能
-累计量保护:
转换器带有累计量可插拔芯片,在仪表出现故障时,可查出故障前累计量。
-输出信号:
隔离4~20mADC、脉冲、报警
-电源:
220VAC,50Hz
安装方式:
管道安装
6.1.1.6.1.2进口E+H或其它同品质规格压力传感器
-测量范围:
0~0.5Mpa
-测量精度:
0.075%
-稳定性:
12个月0.1%
-量程比:
10:
1
-零点迁移:
满量程90%
-安装位置:
任选,带现场显示
-线性度>
=0.1%
-结构:
变送器、测量元件一体安装
24VDC(二线制)
-现场显示,4-20mA信号输出
安装方式:
6.1.1.6.1.2进口E+H或其它同品质规格温度传感器
测量范围:
-0-20mA信号输出
6.1.1.7.2用于排气与冲洗
充满/空液位探针,进口品牌GEA
6.2.1.1阀门与管路
进口SUDMO或其它同质量规格进口气动蝶阀,材质为316L或304(Viton密封件),带有气动执行机构,带有一个阀位接近开关
6.2.1.2自动化附件1套
6.2.2.1E+H液位计
-远距离数据传送,
-E+H或其它同质量规格温度传感器
6.3外围配置
6.3.1阀门及管件
进口SUDMO或其它同质量规格进口气动蝶阀,材质为316L或304SS(Viton密封件),衬四氟,带有气动执行机构,带有一个阀位接近开关
6.3.2浓缩的油水混合物排入废油池
6.4.3.1硬件
电机控制柜
型号:
威图
包括
电力供应
主电源开关
电力横切
接触器
电机开关
所有元器件采用西门子产品
6.4.3.3电磁阀箱
品牌:
装有控制过滤器线上的所有气动阀的宝得电磁阀(Burkert),
控制箱表面抛光,防水等级IP54,与主控箱连接部位防水等级达到IP65电力供应,
公共接头部件
数字模拟I/O端子
手动急停开关
气管和气管接头采用进口品牌费斯托(FESTO)
各种气体调压器、调压过滤器、支架和压力表均采用进口诺冠品牌(Norgren)
6.4.3.5系统控制程序
颇尔公司负责以上超滤设备的组装及设备的调试安装,相关人员的技术操作培训。
颇尔公司的供货范围不包括:
建筑物
泵的土建基础
在用户场地内设备的运输,脚手架及吊装装置
在用户场地内系统设备与用户间的连接(电缆和工艺管道)
相关与系统连接的管路(进料,渗透,截留,水,空气,碱液,酸,蒸汽等)
与电控柜的接线
7.质量保证
颇尔公司保证膜管和膜壳的质量保证期为3年。
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- 陶瓷膜 参考 方案