研發團隊

研發歷程

黃立自1997年涉及微孔陶瓷膜及微孔陶瓷膜過濾機的研發工作,并于1999年申請微孔陶瓷膜過濾機的發明專利,2004年正式在萍鄉鋼鐵廠焦化廠進行焦化廠剩余氨水除油和脫氨氮的試驗及焦化剩余氨水的污水處理裝置的研發工作,至今到2015年整整10年間,黃立一直致力于煤化工污水的治理研究工作。


化驗室 煤化工污水,主要是煤氣洗滌水喝裝置反應水,尤其是炭污水和煤制氣,煤制油的污水十分難以處理,主要原因包括1.無水腫含油量高,導致侯旭東物化和生化工段難以正常運行;2.污水中有大量的酚及稠環芳烴等難以生物降解的有機物,一般生化工藝難以處理達標。


2004年,黃立在萍鋼焦化廠做污水處理試驗時就發現,要將剩余氨水處理達標,必須處理污水中的油,需要一種高效的油水分離器,否則后續無法達到處理目的。


煤化工污水中的油的存在方式主要有:

1.游離油,比水輕的油,懸浮在水中的油;2.結合油,油色水,水色油,油色灰,吸附在水體中懸浮物上的油,吸附在水體中懸浮物體內的油,溶解于水中的油。

另外,污水中還含有大量的酚、奈、苯、膠質物、瀝青質的物質,而懸浮物主要是以煤風化后的細小顆粒為主,同時還會有一部分焦炭粉末。

煤化工污水來源以煤氣洗滌水為主,煤氣洗滌帶有強烈的極性,其過程中洗滌下來的物質帶有大量的表面能量,附有大量的電荷,故污水中的懸浮物。

中國是煤化工大國,煤化工污水的治理關乎煤化工的生存和發展。全國有許多專家和學者在研究如何將煤化工污水進行油水分離,現有技術:重力除油、氣浮除油、活性炭吸附除油、中空纖維吸附除油、樹脂吸附除油、表面活性炭破乳除油、微孔陶瓷膜超濾除油、燒結金屬膜超濾除油、極性中空纖維膜滲透除油、石英砂機械過濾除油、據結除油、斜板沉淀除油等。現有除油技術的除油效果都不佳,表現為以下幾種:1.除油率低,2.除油運行費用高,3.除油設備無法長周期運行。主要原因是現有設備沒有考慮如何去除污水中的灰分懸浮物,而大量的油附著在懸浮物表面或于灰分懸浮物內部,不除灰分懸浮物,就不能除去油。


攪拌機1 自2004年起,黃立試驗過多種材料和方法,直到2013年黃立將吸附除油、重力除油、聚結除油、微孔陶瓷過濾除油技術綜合運用,在同凱科技劉立剛同志運用自控系統的協助下,才初步解決污水處理除油的問題。

2014年10月份同凱科技第一套自動化控制的油水分離器在新疆哈密淖毛湖廣匯新能源公司中試,,取得了優良的效果,2015年同凱科技第一套商品化油水分離裝置在河南安陽利源焦化集團旗下的利源化工科技有限公司一次開車,實際運行取得了優良的效果。


TKFY系列油水分離裝置的技術原理如下:

1.采用改性的微孔陶瓷吸附水體中的含油灰分懸浮物,通過在微孔陶瓷表面覆載TKGX極性高分子物質,利用開方式碳碳嵌合接合原理,改性的微孔陶瓷能吸附水中極大部分的含油灰分懸浮物,達到吸附攔截水體中灰分懸浮物的目的。依此原理設計制造的TKFY系列油水分離裝置之吸附儲油罐能吸附攔截水體中≥99%的灰分懸浮物,實現油水分離的一步。


2.采用氧化聚丙烯蜂窩填料,吸附水體中游離的油,依據斯托克斯原理,水體在流動中由于水和油的密度不一樣,在流暢中設計制造成三相油水分離器。水體上層為比水輕的油,水體下層為比水重的油,再根據油和水的電阻率不一樣,采用精密電導率儀來控制溢流的電磁閥開閉,達到油和水分離的第二步。


3.采用改性的蜂窩陶瓷管制造成高效的聚結膜陶瓷管,設計制造捕聚油水分離器,將水體中懸浮的細小油珠和乳化油捕聚聚合成大顆粒的油滴,再根據油與水的密度不一樣,將比水輕的油由聚結分離器頂部分離出來,將比水重的油由聚結器底部分離出來,實現油水分離的第三步。


4.采用親水憎油的膜覆載微孔陶瓷表面,達到在一定壓力下,只能允許水通過而油無法通過微孔陶瓷膜。設計制造極性膜微孔陶瓷過濾器。將水體中大分子油性物質攔截后,再依據水和油密度不一樣,將比水輕的油從微孔陶瓷膜過濾器頂部分離出來,將比水重的油從微孔陶瓷膜過濾器下部分離出來,實現油水分離的第四步。


綜合以上四個步驟TKFY系列油水分離裝置在煤化工油水分離項目上的應用效果:

柱塞成型機 出水油含量≤50mg/L,油的除去率≥90%,而且油還能回收。

 

水中的COD,采用氯化氧化去除COD做了一系列試驗,去除COD的效果能達到去除率≥75%,但氯氣有毒, 操作不方便,而且水中氯離子的超標又會生產含氯的中間體,固氯化不采用。

采用芳頓試劑法,用硫酸亞鐵和雙氧水配合,事發氧化COD的去除率≥40%,但處理后的水顯紅色而且產生大量污泥,處理后的水硫酸根離子超標,固芳頓法不采用。

采用O3法氧化去除COD,去除率≥75%,但處理后顯紅色,容易生產氧化物中間體,處理費用太高,故O3法氧化也不理想。

2009年黃立在湘東弘源焦化廠的鐵炭微電解催化劑去除COD試驗,COD的去除率僅有30%左右,而且鐵炭解催化劑很容易鈍化失效,不能長周期運行,故鐵炭微電解也不理想。

2013年黃立在現同凱科技總工程曾宇的啟發下,在武漢大學化工學院王光華教授的指導下,從理論和實踐上打通思想,研制出固體填料形態的TKCR,在河南利源焦化處理廠連續三個月試驗,取得了很好的效果。

又在萍鋼焦化廠連續6個月試驗,同樣也取得了很好的效果。

2014年在萍鄉永勝化工有限公司進行了3m3/h塔式去除COD的中試,也取得了很好的效果。

2014年下半年至2015年8月在萍鄉眾大新材料有限公司造紙廠污水處理站進行了3m3/h塔式去除COD的中試,效果很好。

2015年8月在得利桑德集團吳迪博士和華電集團陳松博士的啟發下,研制出粉末狀的TKCR濕法氧化除COD催化劑。至今一系列小試,中試都取得了很明顯的效果。


TKCR催化劑的技術原理:
1.深度氧化除COD,必須解決催化劑在水中的接觸表面積的問題, 如果催化劑的有效表面積不夠大,則反應效率也不大。


2.必須解決催化劑的耐水浸的問題,如果催化劑在水體中很容易分解,則催化劑使用壽命短。


3.必須解決催化劑耐腐蝕性的問題,如果催化劑很快與水中的酸堿反應,則催化劑的效率也不高。


4.必須解決催化劑的活性問題,如果催化劑的活性不夠,則反應時間長,消耗氧化劑的量就大,造成催化反應與氧化劑分解不同步,容易影響氧化效果不佳。


5.必須解決催化劑長途運輸和長時間儲存的安全性問題。


6.必須解決催化劑生產成本的問題,入伙生產成本過高,造成水處理運行運費高的話,也不利于催化劑市場化擴大。

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