矿用乳化液处理装置性能研究

刘平

摘 要：乳化液由乳化油乳化入水形成，具有安全，经济，污染少等优点，乳化液逐步取代液压油作为矿井设备的主要工作介质。矿下对乳化液高精度大流量的处理技术成为了一种必需。文章就高精度乳化液处理装置的研制过程中的主要技术指标进行了监测与研究。

关键词：乳化液；高精度；浊度；处理量

中图分类号：TD40 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）25-0034-02

1 概述

国家相关政策规定，煤矿矿下乳化液的使用必须达到一定比例（70%-80%）才能取得相关的开采资格，煤矿综采面急需普通乳化液处理装置。因此，矿下急需大流量、高精度的乳化液处理装置对乳化液进行处理，以避免更大的经济损失。在这一背景下，项目组主导开发了这一套乳化液处理装置。

2 项目工艺系统

针对乳化液类液体杂质特点，宜采用全新的分级处理工艺。其处理过程中主要由增压系统、一级处理系统、二级处理系统（刷网反冲洗系统）、精密处理单元及保安过滤等部分组成。

3 结构设计及加工

选定了工艺路线后，进行设备主体结构设计。基于对国内国外已经成熟的乳化液处理装置结构参考，结合工艺方案，进行了结构主体的设计。

该设备属于成套设备，为了实现工艺目的，设备中有四级处理：一级处理（精度4mm）、二级处理（精度0.2mm）、精密处理单元（10μm）、保安过滤（50μm）。

需要说明的是，进行设备主体结构设计时有两个难点：一是矿井下面空间狭小，操作安装不便，乳化液泵站间距又较大，这就对设备的体积提出了很高的要求。二是必须考虑到主体结构如何实现在线反冲洗要求。

乳化液马达的出现刚好解决了这一困难，因此最终决定采用机械混合搅拌工艺，来实现对超精细纤维滤料的反冲洗。

4 测试结果及分析

4.1 浊度影响测试及研究

在进行浊度测试的时候，需要通过不同的水样进行检测。可以很直观的发现，处理后的水质基本与清水无异。接下来进行了定量的分析。

由图1可以看出，滤速为25m/h时，进水浊度变化幅度很大的情况下仍然能够保证出水浊度的稳定且小于1NTU，表明超精细颗粒滤料具有很好的过滤效果，过滤精度高。对比可以得出，滤速为50m/h时出水浊度仍然很稳定，但由于滤速的增加，达到相同的出水浊度时需要的时间变短，导致过滤周期减小。也就是说，通过增压系统的作用，在单位时间内可以提高处理装置的处理能力，达到大流量、高精度处理的目标。

分析认为，超精细颗粒滤料过滤时，由于水流经过滤层时产生阻力，加上滤层截污后的自重，使滤料层上松下紧，孔隙率由上到下从大到小分布，具有“理想滤料”的显著特点，从而增大了纳污量，提高了过滤精度。

小结：试验表明，在不同滤速、不同进水浊度的情形下，处理装置出水浊度都完全符合要求。

4.2 处理量测试及能效研究

接下来，测试了装置的处理量这一指标。处理量是该设备的一项重要指标，直接关系到设备的实际使用效果和未来的销售，因此对这一指标的检测至关重要。试验时，以浊度为50NTU的原水为水样，工作压力设定为0.5MPa，分五个时段试验去其均值为最后处理量数据。详情见表1：

从表1可以看出，实测设备处理量基本在70左右浮动，能够满足工艺要求70m3/h。考察设备实际运行环境，现场工作压力完全满足高于0.5MPa的基本要求，进水浊度也基本控制在50NTU附近，因此该试验验证的数据具有相当的有效性。

小结：设备完全满足处理量这一工艺指标，而且研究表该处理工艺的水头损失并不会因处理量增加而表现出显著差异，也就是该工艺的能效较好。

4.3 在线反冲洗系统的试验验证

小结：从表2

记录的结果可以看出，处理装置完全满足在线反冲洗时的技术要求。

5 结束语

该套高精度乳化液处理装置，过滤精度高，截污量大，进水浊度在40NTU～60NTU时，滤出水浊度稳定且小于1NTU，对水中悬浮物去除可达99%以上；滤速快，处理量大，能达到70t/h的处理能力，是普通砂率的3.5倍以上；在線反洗且耗水量低，乳化液马达搅拌反冲洗有利于提高滤料的洗净度，具有很强的现实意义。

参考文献：

[1]孟祥和，胡国飞.重金属废水处理[M].北京：化学工业出版社，2000.endprint