Hvordan gylleegenskaber, molekylvægt og præparationsbetingelser påvirker flokkuleringsydelse

I kulforberedelsesprocesser er slimvandsbehandling direkte relateret til genvinding af rent kul, udnyttelse af cirkulerende vand og effektivitet for fortykkelse af tailings. For de fleste kulberedningsanlæg,anionisk polyakrylamid(Anionisk polyakrylamid, omtalt som PAM) er et af de almindeligt anvendte høj-molekylære-flokkuleringsmidler. Det kan fremme den hurtige dannelse af større flokke af fine partikler gennem adsorption og brodannelse, og derved forbedre slimsedimentering, fortykkelse og fast-væskeseparation.

Men i den faktiske produktion er et almindeligt problem: Mens laboratoriebægertest viser gode resultater, efter opskalering til fortykningsmidlet, ændres overløbsturbiditeten, underløbsdensiteten eller kemikalieforbruget.

Årsagen er normalt ikke blot et spørgsmål om "om kemikaliet er godt eller ej", men snarere, at opslæmningsegenskaber, polymermolekylvægt, hydrolysegrad, dosering, blandingsforskydning og opløsningsbetingelser tilsammen bestemmer den endelige ydeevne.

Derfor, når du vælger et flokkuleringsmiddel til kulforberedelse, i stedet for blindt at forfølge en højere molekylvægt, er det bedre at tage udgangspunkt i faktiske gylleforhold og udstyrsdriftsmetoder for at etablere produktparametre, der er egnede til din egen proces.

I. Opslæmningskarakteristika er grundlaget for udvælgelse af anionisk PAM

Kulgylle er ikke et materiale med fast sammensætning.

Kulslam produceret fra forskellige mineområder, forskellige kullag eller endda forskellige produktionstider kan variere i fine partikelforhold, lerindhold, mineralsammensætning og koncentration af cirkulerende vand.

Overfladerne af pulveriseret kul og nogle lermineraler bærer normalt en negativ ladning, mens anionisk polyacrylamid indeholder funktionelle grupper, der er i stand til at interagere med partikeloverfladerne. Efter at polymeren er adsorberet på partikeloverfladen, kan den bruge sine lange molekylære kæder til at forbinde flere mikro-partikler og danne større flokke.

Denne proces er almindeligvis kendt som adsorption og brodannelse.

Til kulforberedelsesprocessen skal ideelle flokke samtidig have:

God afsætningshastighed;

Tilstrækkelig flokstyrke;

God forskydningsmodstand;

God kompressions- og afvandingsydelse;

Ingen overdreven resterende polymerdannelse.

Dette er også grunden til, at valget af PAM-molekylvægt til kulfremstilling ikke kan diskuteres isoleret fra specifikke gylleforhold.

1. Lerindhold ændrer faktisk kemisk efterspørgsel

I lav-kul eller kulslam med højt indhold af fint slim kan lermineraler være til stede i store mængder.

Når andelen af ​​fine partikler stiger, skal polymeren ikke kun virke med målslimpartiklerne, men kan også i vid udstrækning forbruges af lerpartikler.

Referencematerialerne indikerer, at når lerindholdet i partikler med en partikelstørrelse på mindre end 45 mikron overstiger 15 %, kan produkter med en hydrolysegrad på 25 % have svært ved at opnå ideel fnugstyrke. En af grundene er, at lerpartikler konkurrerer med pulveriseret kul om polymerens adsorptionssteder.

Derfor, i praktiske anvendelser, hvis egenskaberne af råkul ændrer sig væsentligt, vil blot en forøgelse af flokkuleringsmiddeldoseringen ikke nødvendigvis løse problemet.

En mere fornuftig tilgang er at gen-evaluere:

Slampartikelstørrelse → Lerindhold → Vandkvalitet → Molekylvægt → Hydrolysegrad → Dosering.

Denne tankegang er vigtigere for at bestemme de faktiske specifikationer for anionisk polyacrylamid, der anvendes til kulforberedelse.

II. Hvorfor cirkulerende vandkvalitet påvirker PAM-ydelse

Mange kulberedningsanlæg anvender et cirkulerende vandsystem.

Med forøgelsen af ​​genbrugstider kan opløste faste stoffer samt calcium, magnesium og andre ioner i vandet gradvist akkumuleres.

Disse ioner vil ændre ladningstilstanden og kædekonformationen af ​​polymeren i vand, hvilket får graden af ​​forlængelse af polymerkæden til at ændre sig, og derved påvirke brodannelsesevnen mellem partikler.

Derfor betyder det faktum, at den samme anioniske PAM fungerer godt under ferskvandsforhold, ikke, at den kan opretholde nøjagtig den samme effekt under forhold med høj cirkulerende vandandel.

Dette er også en af ​​grundene til, at siden ofte oplever "gode resultater i starten, men øget kemikalieforbrug efter at have været i drift i en periode."

Når du støder på denne situation, bør du først kontrollere:

Om den cirkulerende vandkvalitet har ændret sig;

Om foderkoncentrationen er steget;

Om andelen af ​​fint slim er steget;

Om polymeren er fuldstændigt opløst;

Om den forberedte opløsning er nedbrudt;

Om forskydningsforholdene ved det faktiske doseringspunkt er ændret.

I stedet for løbende at øge kemikaliedoseringen direkte.

III. Sådan vælger du molekylvægten af ​​anionisk polyakrylamid

Molekylvægt er en meget vigtig indikator, når man vælger PAM, men en højere molekylvægt betyder ikke nødvendigvis bedre ydeevne.

Fra et mekanistisk perspektiv betyder en højere molekylvægt længere polymerkæder, som kan dække flere partikler og danne større flokke.

En for høj molekylvægt kan dog også medføre nogle praktiske problemer:

Øget opløsningstid;

Højere krav til forberedelsessystemet;

Mere følsomhed over for blandingsforskydning;

Hvis opløsningen er utilstrækkelig, kan fordelen ved høj molekylvægt ikke bringes i spil;

Under visse fortykningsbetingelser kan store flokke blive udsat for kraftig forskydning.

Derfor skal doseringen og molekylvægten af ​​kulpræparationsflokkuleringsmidler bestemmes i forbindelse med fortykningsudstyr.

Referenceintervallerne for forskellige fortykningsmiddelkonfigurationer angivet i fastgørelsesmaterialerne er som følger, og faktiske fabriksapplikationer skal stadig verificeres gennem test.

Det skal forklares specielt, at disse parametre tilhører det indledende referenceområde af fabrikstests, snarere end en fast standard, som alle kulminer skal følge.

For eksempel kan et produkt med en molekylvægt på 15 millioner under nogle driftsforhold udkonkurrere et produkt på 22 millioner, muligvis fordi førstnævnte kan opnå mere grundig hydrering inden for en begrænset forberedelses- og blandingstid.

Når man vælger molekylvægten af ​​kulpræparat PAM, bør sedimentationshastighed, flokstyrke, opløsningsevne og udstyrsforskydningsbetingelser undersøges samtidigt.

IV. Forskelligt fortykningsudstyr kræver forskellige flokegenskaber

1. Høj-fortykningsmiddel

Høj-fortykkelsesudstyr med en dybere fødezone og en stejlere keglevinkel stiller højere krav til fnugsætningshastighed og strukturel stabilitet.

Under passende molekylvægt og doseringsbetingelser kan der dannes større flokke, hvilket gør det muligt for fint kulslim hurtigt at trænge ind i underløbet.

For denne type udstyr kan feltscreening starte fra et molekylvægtområde på 18 millioner til 22 millioner og testes i kombination med en hydrolysegrad på 25-30 % og et typisk doseringsområde på 80-150 g/ton faststof.

2. Konventionel fortykningsmiddel

Blandings- og rivedriftstilstandene for konventionelt udstyr kan udsætte flokke for visse mekaniske forskydninger.

Derfor fører blot en forøgelse af molekylvægten ikke nødvendigvis til bedre resultater.

En molekylvægt på 12 millioner til 18 millioner, en hydrolysegrad på 20-25% og 100-200 g/ton faste stoffer kan tjene som testudgangspunkter.

3. Indsæt fortykningsmiddel

Målet med pastafortykkelse er anderledes end blot at forfølge hurtig sedimentering, hvor der lægges mere vægt på endelig underløbskoncentration og fugtfrigivelse.

Referenceområdet angivet i vedhæftningen for pastafortykningsmidler er 22 millioner til 30 millioner molekylvægte, 30-35 % hydrolysegrad og en typisk dosering på 150-300 g/ton faste stoffer.

En højere molekylvægt kan danne en mere komplet fnugstruktur, men man skal også være opmærksom på, at for høj dosering kan øge flokvandretentionen.

Derfor er det endelige mål ikke den "største flok", men en stabil flok, der er hærdbar, komprimerbar og afvandbar.

V. Kulforberedelse Flokkulantdosering: Hvorfor er mere dosering ikke altid bedre?

Under idriftsættelse på-stedet danner mange operatører en intuition:

Turbiditeten stiger → Øg PAM-doseringen.

Denne metode er nogle gange effektiv, men ikke egnet til alle situationer.

Der er et rimeligt arbejdsvindue for flokkuleringsmidler.

Under dette interval kan der ikke dannes tilstrækkelige brostrukturer mellem partikler; efter at have nået et rimeligt interval stabiliseres sedimentations- og klaringseffekterne gradvist; Hvis du fortsætter med at øge dosis, kan det føre til over-flokkulering.

Overdreven polymer kan danne en viskøs struktur på periferien af ​​flokkene, hvilket gør det vanskeligt for fugt at blive udledt fra det indre af flokkene, hvilket i sidste ende i stedet forringer underløbskoncentrationen.

Derfor anbefales det, når du optimerer doseringen af ​​kulforberedende flokkuleringsmidler, samtidig at registrere:

Overløb turbiditet;

Underløbskoncentration;

Sedimentationsgrænsefladehastighed;

Flok størrelse;

Floc forskydningsmodstand;

Kemikalieforbrug pr. ton faststof.

Du kan ikke kun observere en enkelt indikator.

VI. Fra bægerprøver til industrielle fortykningsmidler: hvorfor resultaterne kan variere

Laboratoriebægertest kan hjælpe med at bestemme produkter og tilnærme doseringsintervaller, men de kan ikke fuldstændigt kopiere driftsforhold i industrielt udstyr.

Faktiske fortykningsmidler har:

Foderopholdstid;

Foder godt blandet;

lokal skæring;

Flok transport;

Kompression af fortykkelsesseng;

Cirkulerende vandskift;

Kontinuerlige foderudsving.

Derfor kan det samme produkt, der klarer sig godt i et bægerglas, vise forskellige resultater, når de kommer ind i marken.

En mere rimelig testmetode er at etablere sammenhængskurven for "Dosis - Overløbsklarhed - Underløbstæthed."

Det er særligt vigtigt at bemærke, at hvis overløbet allerede har nået et acceptabelt niveau, fortsætter det med at øge kemikalierne ikke nødvendigvis med at øge underløbsdensiteten.

VII. Foderfortynding er nogle gange mere effektiv end at øge PAM

Dette er en let overset optimeringsretning i kulforberedelsesprocessen.

Testdata i fastgørelsesmaterialerne viser, at forud for polymerinjektion, hvis foderstofkoncentrationen reduceres fra 8% til 4%, under forudsætning af at den absolutte dosering af flokkuleringsmiddel forbliver uændret, kan sedimentationshastigheden øges med 40-60%.

Hovedårsagen er:

Lavere foderkoncentration kan forbedre spredningen af ​​polymer mellem partikler, hvilket giver polymeren flere muligheder for fuldt ud at komme i kontakt med fine partikler.

Når fortykningsmidlet selv har tilstrækkelig forarbejdningskapacitet, i stedet for direkte at øge PAM-forbruget, er det derfor bedre først at evaluere foderkoncentration og fortyndingsbetingelser.

Dette er også en af ​​de vigtige ideer til at reducere enhedsforbruget af anionisk polyacrylamid ved kulforberedelse.

VIII. PAM-opløsningssystem: Hvorfor høj-molekylære-produkter kræver mere opmærksomhed til forberedelse

Mange planter fokuserer deres opmærksomhed på selve PAM-produktet, mens de ignorerer fremstillingen af ​​polymeren.

Faktisk, hvis PAM ikke er fuldt opløst, kan det ikke udøve sin designede molekylvægt og ladningsegenskaber.

Utilstrækkelig opløsning kan give:

Ustabil doseringspumpestrømningshastighed;

Udsving i doseringskoncentrationen;

Blokering af rørledninger;

Ustabil flokkuleringsydelse;

Et fald i den faktiske effektive kemikaliedosis.

Derfor er anvendelsen afanionisk polyakrylamidhandler ikke kun om "hvilket produkt man skal købe", men også om "hvordan man forbereder produktet korrekt."

1. Anbefalet opmærksomhed på efterfyldning-vandtemperatur

Vedhæftede data viser, at når vandtemperaturen er 20-30 grader, kan de fleste anioniske PAM'er opnå en bedre opløsningshastighed.

Når vandtemperaturen er lavere end 15 grader, kan opløsningshastigheden falde betydeligt, og i nogle tilfælde kan fuldstændig hydrering tage 90 minutter eller længere.

Derfor bør kulforberedelsesanlæg, der opererer i kolde omgivelser, være særligt opmærksomme på:

Påfyldning-vandtemperatur + modningstid + blandingsintensitet.

2. Undgå "Fish Eye"-fænomenet

Efter PAM tørt pulver kommer i vand, hvis det kommer i kontakt med vand i store mængder på én gang, dannes der hurtigt et hydreringslag på partikeloverfladen, mens det indre forbliver tørt.

Sådanne utilstrækkeligt opløste agglomerater er almindeligvis kendt som "fiskeøjne".

Når der først er dannet store gelklumper, kan det tage lang tid at hydrere fuldstændigt, og de kan trænge ind i efterfølgende rørledninger.

Derfor bør PAM-doseringssystemet forsøge at opnå ensartet spredning, så tørre pulverpartikler kan komme i fuld kontakt med vand i den indledende fase af indtrængen i vandmassen.

3. Undgå overdreven forskydning under hydreringsfasen

PAM tilhører lang-højkædede-højmolekylære materialer.

Under hydratiseringsstadiet, hvis overdreven stærk mekanisk forskydning anvendes, kan det forårsage polymerkædebrud, hvilket fører til et fald i den effektive molekylvægt.

Derfor er PAM-opløsning ikke "jo hurtigere omrøring, jo bedre."

En mere fornuftig tilgang er:

Hurtig og ensartet befugtning → Skånsom blanding → Fuld modning → Stabil dosering.

Dette er især vigtigt for PAM-produkter til fremstilling af kul med høj-molekylær-vægt.

IX. På-Site Fejldiagnose: Udledning af årsager fra fænomener

Når flokkuleringsydelsen af ​​kulpræpareringssystemet falder, kan der foretages vurderinger ud fra følgende tre retninger.

Situation 1: Doseringsmængde uændret, men overløbsturbiditeten stiger

Tjek først kulgyllen og vandkvaliteten i stedet for straks at øge PAM.

Mulige årsager omfatter:

Øget lerindhold;

Øget andel af fine partikler;

Ændringer i råkuls egenskaber;

Forøgelse af opløste faste stoffer i cirkulerende vand;

Ændringer i vandets hårdhed.

Fastgørelsesmaterialerne peger også på, at under forudsætning af en stabil doseringsmængde, skal ændringer i overløbsturbiditet ofte først undersøges ud fra ændringer i foderegenskaber.

Situation 2: Overløb er klart, men underløbsdensitet falder

Dette kan betyde, at flokkuleringsmidlet bliver overdosis-.

Selvom flokke kan fange fine partikler, bevarer de for meget fugt indeni.

På dette tidspunkt kan du prøve:

Gradvis reduktion af dosis;

Gen-finde det optimale doseringsvindue;

Test af produkter med passende reduceret molekylvægt.

Under nogle driftsforhold kan reducerende kemikalier faktisk forbedre den endelige underløbsdensitet.

Situation 3: For at bevare den oprindelige ydeevne bliver kemikalieforbruget ved med at stige

Denne situation kræver kontrol af PAM-forberedelsessystemet.

Fokus på:

Om det er helt opløst;

Om overdreven forskydning er forekommet;

Om modningstiden er rimelig;

Om den tilberedte opløsning har været opbevaret for længe;

Om viskositeten af ​​opløsningen ved injektionspunktet er faldet væsentligt.

Vedhæftningsmaterialerne tyder på, at sammenligning af opløsningens viskositet ved injektionspunktet med viskositeten af ​​en frisk fremstillet opløsning kan hjælpe med at vurdere, om der er et nedbrydningsproblem i polymerpræparationssystemet.

X. Hvorfor sæsonmæssige ændringer påvirker PAM

Ved egentlig kulpræparatproduktion kan der forekomme forskellige flokkuleringseffekter om vinteren og sommeren.

Vinteren kræver hovedsageligt opmærksomhed på virkningen af ​​lav-temperaturvand på PAM-opløsning og hydreringshastighed.

Hvis-påfyldningsvandets temperatur er for lav, er polymeren muligvis ikke fuldstændigt hydreret, før den går ind i doseringspunktet.

Om sommeren skal man være opmærksom på den biologiske aktivitet af cirkulerende vand og opbevaringstiden for den forberedte opløsning.

Derfor anbefales det for planter med tydelige sæsonændringer løbende at registrere:

Vandtemperatur;

Gyllekoncentration;

Cirkulerende vandkvalitet;

PAM løsning alder;

Faktisk dosering;

Overløb turbiditet;

Underløbskoncentration.

Når disse data danner kontinuerlige optegnelser, er det muligt mere præcist at bedømme, om det er slimforandringer, udstyrsændringer eller PAM-forberedelsestilstandsændringer.

XI. Kan fortykkelse og filtrering bruge den samme PAM?

Dette er et spørgsmål, der bekymrer mange kulberedningsingeniører.

Teoretisk set kan det samme produkt opfylde både krav til fortykkelse og filtrering, men målene for de to processer er ikke helt identiske.

Fortykkelse lægger mere vægt på:

Sedimentationshastighed;

Flok størrelse;

Overløbsklarhed;

Underløbstæthed.

Mens filtrering er mere opmærksom på:

Dannelse af filterkage;

Fugtfrigivelse;

Afløsning af filterkage;

Endeligt fugtindhold.

Derfor, hvis anlægget udfører både fortykkelse og filtrering samtidigt, anbefales det at evaluere ydeevnen af ​​begge led separat.

For systemer med højere filtreringskrav kan produkter med lavere-molekylær-vægt nogle gange være mere egnede til konditionering af filtermedier.

Dette betyder, at PAM-produktudvælgelsen bør dreje sig om de ultimative procesmål i stedet for blindt at forfølge den højeste molekylvægt.

XII. Hvordan ECOLINK TECHNOLOGY hjælper med at vælge kulforberedelse PAM

For kulforberedelsesindustrien er en virkelig værdifuld flokkuleringsmiddelforsyning ikke bare at levere en pose produkt.

ECOLINK TECHNOLOGY, under Shandong Ecolink Technology Co., Ltd., fokuserer på one{2}}levering af vandbehandlingskemikalier og udstyr og kan levere produktmatchning, teknisk support, prøvetestning og relaterede tekniske data omkring specifikke applikationer.

Vores anioniske PAM-produkter har en molekylvægt på over 30 millioner, og hydrolysegraden kan tilpasses efter specifikke applikationer. Vedhæftningsmaterialerne tyder også på, at for planter med forskellige kullag og forskellige gylleegenskaber bør produktscreening kombineres med molekylvægt, hydrolysegrad og fortykningsmiddelkonfiguration i stedet for blot at vedtage en enkelt specifikation.

For kulberedningsanlæg, der har brug for produktscreening, kan følgende grundlæggende oplysninger gives:

Gyllekoncentration;

Partikelstørrelsesfordeling;

Lerindhold;

Cirkulerende vandkvalitet;

Type fortykningsmiddel;

Nuværende PAM-molekylvægt;

Nuværende grad af hydrolyse;

Nuværende dosering;

Overløb turbiditet;

Underløbskoncentration.

Baseret på disse oplysninger kan egnede anioniske polyacrylamidspecifikationer og -testplaner på stedet diskuteres yderligere.

Hvis der er behov for produktevaluering, kontakt venligst:

E-mail: sale02@ecolink-environment.com

XIII. Kerneprincipper for kulforberedelse PAM-udvælgelse

For kulberedningsindustrien har valg af den rigtige PAM ikke et fast svar, der gælder for alle anlæg.

Et virkelig effektivt valg skal normalt overvejes samtidigt:

Gylleegenskaber

Pulveriseret kul, ler, fine partikelforhold og vandkvalitet bestemmer den faktiske efterspørgsel af polymeren.

Molekylvægt

En højere molekylvægt er befordrende for at danne en større brostruktur, men det skal sikres, at den kan opløses fuldt ud og modstå faktisk forskydning.

Grad af hydrolyse

Graden af ​​hydrolyse påvirker polymerens ladningsegenskaber og interaktionen med partikler.

Dosering

Det kan ikke blot forstås som "jo mere, jo bedre"; en balance mellem sedimentering, klaring og afvanding bør søges.

Forberedelsesbetingelser

Vandtemperatur, befugtning, blanding og modningstid påvirker direkte den endelige effektive ydeevne.

Udstyrsforhold

Høj-fortykningsmidler, konventionelle fortykningsmidler og pastafortykningsmidler har forskellige krav til fnugydelse.

Derfor bør det endelige valg af anionisk polyakrylamid til kulforberedelse fastlægges på grundlag af den omfattende vurdering af "Slurry + Vandkvalitet + Udstyr + Forberedelsessystem + Driftsmål."

Konklusion

Kulfremstillingsflokkulering er ikke et simpelt kemisk doseringsproblem, men en omfattende proces, der involverer partikeloverfladekemi, polymeradsorptionsbrodannelse, fast-væskeseparation, fortykningsudstyr og-driftskontrol på stedet.

Når man går fra laboratoriebægertest til industrielle applikationer, er det, der virkelig kræver opmærksomhed, ikke den absolutte værdi af en bestemt parameter, men om produktparametrene matcher-betingelserne på stedet.

For kulforberedelsesanlæg, der skal optimere PAM-forbruget, forbedre overløbsklarheden eller forbedre underløbskoncentrationen, kan emner kontrolleres én efter én fra flere links: gylleegenskaber, molekylvægt, hydrolysegrad, foderkoncentration og PAM-opløsningssystem.

ECOLINK TECHNOLOGY kan leverepolyakrylamidproduktmatchning, prøvetestning og teknisk support til vandbehandling omkring forskellige gylleforhold og fortykningsudstyr, der hjælper kunder med at skifte fra blot at "købe flokkuleringsmidler" til mere systematisk faststof-væskeseparationsoptimering.