鋁加工行業(yè)含油硅藻土處理工藝的研發(fā)

樊振國

(中色科技股份有限公司，河南 洛陽 471039)

在鋁板帶箔軋機的運行過程中，軋輥和軋件之間產(chǎn)生一定的摩擦，將在軋制油里留下大量的鋁屑、鋁粉、灰塵及其他細(xì)小顆粒，因此，軋制油需要通過板式過濾機進(jìn)行過濾凈化，在過濾和凈化中會產(chǎn)生大量的廢棄含油硅藻土。根據(jù)《國家危險廢物名錄》規(guī)定“使用軋制油、冷卻劑及酸進(jìn)行金屬軋制產(chǎn)生的廢礦物油”危險特性為“毒性”(Toxicity，T)。廢棄的含油硅藻土不允許直接填埋，其運輸、貯存、利用或者處置，應(yīng)按照危險廢物的規(guī)定進(jìn)行管理和執(zhí)行。硅藻土過濾飽和后需要進(jìn)行更換，更換掉的含油硅藻土量較大，若處理不當(dāng)，含油硅藻土?xí)ζ髽I(yè)環(huán)境和社會環(huán)境造成污染，也存在一定的安全隱患。

1 含油硅藻土處理工藝研發(fā)的必要性

據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2018年中國鋁加工鋁板帶產(chǎn)量達(dá)到1123萬t，鋁箔產(chǎn)量達(dá)到390萬t；每生產(chǎn)一噸鋁箔產(chǎn)品需要消耗硅藻土約100kg以上，含油硅藻土的待處理量保守估計在50萬t以上。

調(diào)查顯示，目前國內(nèi)鋁軋機生產(chǎn)過程中廢棄的含油硅藻土大多采用酸洗工藝提取硅藻土中的軋制油。酸洗工藝存在以下缺陷：露天浸泡池的硫酸、鹽酸氣體造成大氣污染；軋機使用含酸回用油后，產(chǎn)品質(zhì)量出現(xiàn)問題，同時設(shè)備壽命大大縮減；含酸廢硅藻土亂倒亂放，造成了二次污染。

隨著環(huán)保法規(guī)越來越嚴(yán)格，且現(xiàn)有處理工藝及技術(shù)設(shè)備相對落后，不僅造成了硅藻土中軋制油的浪費，危廢處理費用也較大。目前北京、上海、重慶等直轄市含油硅藻土噸處理費用已達(dá)4000元以上，企業(yè)的生產(chǎn)成本也逐年上升。因此，研發(fā)新型節(jié)能環(huán)保含油硅藻土的處理設(shè)備已迫在眉睫。

2 新的含油硅藻土處理工藝介紹

新的含油硅藻土處理工藝是基于《一種鋁帶箔軋機軋制油再生裝置》(ZL200720092168.5)技術(shù)的基礎(chǔ)上研發(fā)出來的新型節(jié)能環(huán)保工藝，該工藝流程分為送料加熱階段、油氣回收階段和軋制油精餾階段3個階段。

2.1 送料加熱階段

板式過濾機使用過的含油硅藻土在通過振動篩過濾后儲存在硅藻土廢料箱內(nèi)，然后在輸送機的作用下被輸送到加熱流化床內(nèi)，加熱流化床內(nèi)設(shè)置耐高溫電動攪拌裝置，加熱一定時間后，達(dá)到90℃～130℃時，硅藻土內(nèi)的含油基本上全部被蒸發(fā)出來。剩余的硅藻土冷卻后被輸送到排渣箱內(nèi)與新的硅藻土和白土混合料按一定比例混合后重新使用。當(dāng)回用的硅藻土活性不能達(dá)到使用要求時，廢棄的硅藻土可用于制造硅藻土磚或當(dāng)作一般廢棄物填埋處理，可用于園地、牧草地及不種植食用農(nóng)作物的耕地(滿足GB 4284-2018排放要求，含油量≤3000mg/kg)，詳細(xì)流程見圖1。

2.2 油氣回收階段

蒸發(fā)出來的油氣經(jīng)過氣塵分離器凈化后進(jìn)入真空一級冷卻塔及氣液分離器，采用冷卻循環(huán)水使油氣進(jìn)行液化，液化后的軋制油進(jìn)入半成品罐；未被冷卻的氣體在真空作用下進(jìn)入二級冷卻塔繼續(xù)采用循環(huán)水冷卻，液化的軋制油進(jìn)入半成品罐，詳細(xì)流程見圖2。

2.3 軋制油精餾階段

半成品罐內(nèi)的軋制油含水量較高，雜質(zhì)較多，粘度較高，品質(zhì)不能滿足生產(chǎn)使用要求，因此需要進(jìn)一步精餾提純。半成品罐內(nèi)的軋制油在供油泵的作用下泵入精餾填料塔，在真空精餾塔內(nèi)軋制油被再次蒸發(fā)，控制溫度設(shè)定在140℃～150℃，蒸發(fā)后的油氣與回流液在填料發(fā)生熱質(zhì)交換進(jìn)一步提純，氣體軋制油經(jīng)過換熱器冷凝后在氣液分離器內(nèi)分離出來，液態(tài)軋制油進(jìn)入成品罐，流程見圖3。

3 含油硅藻土處理工藝設(shè)備介紹

主要設(shè)備功能如下：

(1)加熱流化床。利用機械攪拌和轉(zhuǎn)動、導(dǎo)熱油電加熱器加熱，使含油硅藻土內(nèi)軋制油充分汽化。

(2)氣塵分離器。將油氣與浮塵進(jìn)行分離，防止塔體堵塞，延長設(shè)備使用周期，降低維護(hù)成本。

(3)一、二級冷卻塔。利用工業(yè)循環(huán)水冷卻，使油氣形成液化。

(4)活性炭吸收器?；钚蕴课掌骺赏耆瘴矚饧八⒁夯?，完全杜絕污染氣體產(chǎn)生排放。

(5)油水分離器。將產(chǎn)生的液體進(jìn)行多層分離，起到油水、雜質(zhì)分離的作用。

(6)精餾塔。設(shè)計有多層氣液分布器、散裝填料，可脫色除雜、降低油品黏度、提高品質(zhì)從而達(dá)到可循環(huán)利用，節(jié)能減排。

(7)導(dǎo)熱油加熱器。導(dǎo)熱油加熱器為整個系統(tǒng)提供熱源，用于含油硅藻土內(nèi)精餾塔內(nèi)的軋制油汽化。

(8)真空成套設(shè)備。使系統(tǒng)保持在-200Pa以內(nèi)運行。

(9)冷卻循環(huán)水系統(tǒng)。冷卻處理整個工藝中產(chǎn)生的各類氣體。

(10)泵組。保證工藝流程穩(wěn)定運行。

4 含油處理設(shè)備經(jīng)濟(jì)性分析

以某公司年產(chǎn)2萬t鋁箔軋機生產(chǎn)線的硅藻土應(yīng)用作模擬計算，每年生產(chǎn)需要200t硅藻土，硅藻土的含油量為30%左右，即含軋制油約60t。按每年生產(chǎn)300d考慮，每周可產(chǎn)生約6.1t含油硅藻土，每周離線處理一次硅藻土，則可設(shè)計一套1.0t/h的含油硅藻土處理設(shè)備，油氣產(chǎn)量約為200l/h，工作6h～7h，項目初投資約200萬元，如表1所示。投資回收期為：200÷100.92=1.98年。

表1 技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析表(年度)

5 結(jié)論

新型含油硅藻土處理設(shè)備2年內(nèi)即可收回初投資，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益；同時每年能減少危險性廢物的排放約200t，并能回收約60t的鋁軋機用軋制油，具有較好的環(huán)境效益。綜上所述，含油硅藻土處理設(shè)備符合國家的節(jié)能減排政策，具有很大的推廣應(yīng)用價值。