Hvordan slurryegenskaper, molekylvekt og forberedelsesforhold påvirker flokkuleringsytelsen

I kullfremstillingsprosesser er slimvannsbehandling direkte relatert til ren kullgjenvinning, sirkulerende vannutnyttelse og fortykningseffektivitet av avgangsmasser. For de fleste kullberedningsanlegg,anionisk polyakrylamid(Anionisk polyakrylamid, referert til som PAM) er en av de ofte brukte høy-molekylære- flokkuleringsmidlene. Det kan fremme rask dannelse av større flokker av fine partikler gjennom adsorpsjon og brodannelse, og dermed forbedre slimsedimentering, fortykning og fast-væskeseparasjon.

Men i faktisk produksjon er et vanlig problem: mens laboratorietester viser gode resultater, etter oppskalering til fortykningsmiddelet, endres overløpsturbiditeten, underløpstettheten eller kjemisk forbruk.

Årsaken er vanligvis ikke bare et spørsmål om "om kjemikaliet er bra eller ikke", men heller at slurryegenskaper, polymermolekylvekt, hydrolysegrad, dosering, blandingsskjærkraft og oppløsningsforhold i fellesskap bestemmer den endelige ytelsen.

Derfor, når du velger et flokkuleringsmiddel for kullfremstilling, i stedet for blindt å forfølge en høyere molekylvekt, er det bedre å starte fra faktiske slurryforhold og utstyrsdriftsmetoder for å etablere produktparametere som er egnet for din egen prosess.

I. Oppslemmingsegenskaper er grunnlaget for valg av anionisk PAM

Kullslurry er ikke et materiale med fast sammensetning.

Kullslam produsert fra forskjellige gruveområder, forskjellige kullsømmer, eller til og med forskjellige produksjonstider, kan variere i fine partikkelforhold, leireinnhold, mineralsammensetning og sirkulerende vannionkonsentrasjon.

Overflatene av pulverisert kull og noen leirmineraler har vanligvis en negativ ladning, mens anionisk polyakrylamid inneholder funksjonelle grupper som er i stand til å samhandle med partikkeloverflatene. Etter at polymeren er adsorbert på partikkeloverflaten, kan den bruke sine lange molekylkjeder til å koble sammen flere mikro-partikler og danne større flokker.

Denne prosessen er vanligvis kjent som adsorpsjon og brodannelse.

For kullfremstillingsprosessen må ideelle flokker samtidig ha:

God sedimenteringshastighet;

Tilstrekkelig flokkstyrke;

God skjærmotstand;

God kompresjons- og avvanningsytelse;

Ingen overdreven gjenværende polymergenerering.

Dette er også grunnen til at valg av PAM-molekylvekt for kullfremstilling ikke kan diskuteres isolert fra spesifikke slurryforhold.

1. Leireinnhold endrer faktisk kjemisk etterspørsel

I lav-kull eller kulloppslemming med høyt innhold av fint slim, kan leiremineraler være tilstede i store mengder.

Når andelen av fine partikler øker, trenger polymeren ikke bare å virke med målslimpartiklene, men kan også i stor grad konsumeres av leirpartikler.

Referansematerialene indikerer at når leireinnholdet i partikler med en partikkelstørrelse på mindre enn 45 mikron overstiger 15 %, kan produkter med en hydrolysegrad på 25 % finne det vanskelig å oppnå ideell flokkstyrke. En av grunnene er at leirpartikler konkurrerer med pulverisert kull om adsorpsjonsstedene til polymeren.

Derfor, i praktiske anvendelser, hvis egenskapene til råkull endres betydelig, vil det å øke flokkuleringsmiddeldosen ikke nødvendigvis løse problemet.

En mer fornuftig tilnærming er å re-evaluere:

Slurry partikkelstørrelse → Leireinnhold → Vannkvalitet → Molekylvekt → Hydrolysegrad → Dosering.

Dette settet med tenkning er viktigere for å bestemme de faktiske spesifikasjonene til anionisk polyakrylamid som brukes i kullfremstilling.

II. Hvorfor sirkulerende vannkvalitet påvirker PAM-ytelsen

Mange kullberedningsanlegg tar i bruk et sirkulerende vannsystem.

Med økende resirkuleringstider kan oppløste faste stoffer så vel som kalsium, magnesium og andre ioner i vannet gradvis akkumuleres.

Disse ionene vil endre ladningstilstanden og kjedekonformasjonen til polymeren i vann, noe som fører til at graden av forlengelse av polymerkjeden endres, og dermed påvirke brodannende evne mellom partiklene.

Det faktum at den samme anioniske PAM fungerer godt under ferskvannsforhold betyr derfor ikke at den kan opprettholde nøyaktig samme effekt under forhold med høy sirkulerende vannandel.

Dette er også en av grunnene til at siden ofte opplever «gode resultater i starten, men økt kjemikalieforbruk etter drift i en periode».

Når du støter på denne situasjonen, bør du først sjekke:

Om den sirkulerende vannkvaliteten har endret seg;

Om fôrkonsentrasjonen har økt;

Om andelen finslim har økt;

Hvorvidt polymeren er fullstendig oppløst;

Hvorvidt den tilberedte løsningen har degradert;

Om skjærforholdene ved det faktiske doseringspunktet har endret seg.

Heller enn å kontinuerlig øke kjemikaliedoseringen direkte.

III. Hvordan velge molekylvekten til anionisk polyakrylamid

Molekylvekt er en veldig viktig indikator når du velger PAM, men en høyere molekylvekt betyr ikke nødvendigvis bedre ytelse.

Fra et mekanistisk perspektiv betyr en høyere molekylvekt lengre polymerkjeder, som kan dekke flere partikler og danne større flokker.

Imidlertid kan en for høy molekylvekt også gi noen praktiske problemer:

Økt oppløsningstid;

Høyere krav til forberedelsessystemet;

Mer følsomhet for blandingsskjær;

Hvis oppløsningen er utilstrekkelig, kan ikke fordelen med høy molekylvekt bringes inn i bildet;

Under visse fortykningsforhold kan store flokker bli utsatt for sterk skjærkraft.

Derfor må doseringen og molekylvekten til flokkuleringsmidler for kullpreparater bestemmes i forbindelse med fortykningsutstyr.

Referanseområdene for forskjellige konfigurasjoner for fortykningsmiddel gitt i festematerialene er som følger, og faktiske fabrikkapplikasjoner må fortsatt verifiseres gjennom tester.

Det må forklares spesielt at disse parameterne tilhører det innledende referanseområdet for fabrikktester, i stedet for en fast standard som alle kullgruver må følge.

For eksempel, under noen driftsforhold, kan et produkt med 15 millioner molekylvekt utkonkurrere et produkt på 22 millioner, muligens fordi førstnevnte kan oppnå mer grundig hydrering innen en begrenset tilberedning og blandetid.

Derfor, når du velger molekylvekten til kullpreparat PAM, bør sedimentasjonshastighet, flokkstyrke, oppløsningsytelse og utstyrsskjærforhold undersøkes samtidig.

IV. Ulikt fortykningsutstyr krever forskjellige flokkegenskaper

1. Høy-fortykker

Høy-fortykningsutstyr med en dypere matesone og en brattere kjeglevinkel har høyere krav til flokkavsetningshastighet og strukturell stabilitet.

Under passende molekylvekt og doseringsforhold kan det dannes større flokker, noe som gjør at fint kullslim raskt kan komme inn i undervannet.

For denne typen utstyr kan feltscreening starte fra et molekylvektsområde på 18 millioner til 22 millioner, og testes i kombinasjon med en hydrolysegrad på 25-30 % og et typisk doseringsområde på 80-150 g/tonn faste stoffer.

2. Konvensjonell fortykningsmiddel

Blande- og rivedriftsmodusene til konvensjonelt utstyr kan utsette flokker for visse mekaniske skjæringer.

Derfor fører bare det å øke molekylvekten ikke nødvendigvis til bedre resultater.

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

3. Lim inn fortykningsmiddel

Målet med fortykning av pasta er forskjellig fra bare å forfølge rask sedimentering, legge mer vekt på endelig underløpskonsentrasjon og fuktighetsfrigjøring.

Referanseområdet gitt i vedlegget for pastafortykningsmidler er 22 millioner til 30 millioner molekylvekter, 30-35 % hydrolysegrad, og en typisk dosering på 150-300 g/tonn faste stoffer.

En høyere molekylvekt kan danne en mer fullstendig flokkstruktur, men man må også være oppmerksom på at for høy dosering kan øke flokkvannretensjonen.

Derfor er det endelige målet ikke den "største flokken", men en stabil flokk som er herdbar, komprimerbar og avvannbar.

V. Kullforberedelse flokkuleringsmiddeldosering: Hvorfor er mer dosering ikke alltid bedre?

Under -idriftsettelse på stedet danner mange operatører en intuisjon:

Turbiditeten øker → Øk PAM-dosen.

Denne metoden er noen ganger effektiv, men ikke egnet for alle situasjoner.

Det er et rimelig arbeidsvindu for flokkuleringsmidler.

Under dette området kan det ikke dannes tilstrekkelige brostrukturer mellom partikler; etter å ha nådd et rimelig område, stabiliseres sedimentasjons- og klaringseffektene gradvis; Hvis du fortsetter å øke dosen, kan det føre til over{0}}flokkulering.

For mye polymer kan danne en viskøs struktur på periferien av flokkene, noe som gjør det vanskelig for fuktighet å slippe ut fra det indre av flokkene, og til slutt svekke understrømningskonsentrasjonen i stedet.

Derfor, når du optimaliserer doseringen av flokkuleringsmidler for kullpreparat, anbefales det å registrere samtidig:

Overløp turbiditet;

Underløpskonsentrasjon;

Sedimentasjonsgrensesnitthastighet;

Flok størrelse;

Floc skjærmotstand;

Kjemikalieforbruk per tonn faste stoffer.

Du kan ikke observere bare en enkelt indikator.

VI. Fra begertester til industrielle fortykningsmidler: hvorfor resultatene kan variere

Laboratoriebegertester kan bidra til å bestemme produkter og omtrentlige doseringsområder, men de kan ikke fullstendig gjenskape driftsforholdene i industrielt utstyr.

Faktiske fortykningsmidler har:

Fôrets oppholdstid;

Fôr godt blande;

lokal skjæring;

Floc transport;

Tykkelse seng kompresjon;

Sirkulerende vannskift;

Kontinuerlige fôrsvingninger.

Derfor kan det samme produktet som fungerer godt i et beger, vise forskjellige resultater når de går inn i feltet.

En mer fornuftig testmetode er å etablere forholdskurven for "Dosering - Overløpsklarhet - Underløpstetthet."

Det er spesielt viktig å merke seg at hvis overløpet allerede har nådd et akseptabelt nivå, fortsetter ikke å fortsette å øke kjemikaliene nødvendigvis å øke underløpstettheten.

VII. Fôrfortynning er noen ganger mer effektivt enn å øke PAM

Dette er en lett oversett optimaliseringsretning i kullfremstillingsprosessen.

Testdata i festematerialene viser at før polymerinjeksjon, hvis konsentrasjonen av matefaststoff reduseres fra 8 % til 4 %, under forutsetning av at den absolutte dosen av flokkuleringsmiddel forblir uendret, kan sedimentasjonshastigheten økes med 40-60 %.

Hovedårsaken er:

Lavere matekonsentrasjon kan forbedre spredningen av polymer mellom partikler, og gi polymeren flere muligheter til å komme i full kontakt med fine partikler.

Derfor, når fortykningsmidlet i seg selv har tilstrekkelig prosesseringskapasitet, i stedet for å øke PAM-bruken direkte, er det bedre å først evaluere fôrkonsentrasjonen og fortynningsforholdene.

Dette er også en av de viktige ideene for å redusere enhetsforbruket av anionisk polyakrylamid i kullfremstilling.

VIII. PAM-oppløsningssystem: Hvorfor høy-molekylære-produkter krever mer oppmerksomhet til forberedelse

Mange planter fokuserer oppmerksomheten på selve PAM-produktet, mens de ignorerer fremstillingen av polymeren.

Faktisk, hvis PAM ikke er fullstendig oppløst, kan det ikke utøve sin utformede molekylvekt og ladningsegenskaper.

Utilstrekkelig oppløsning kan gi:

Ustabil strømningshastighet for doseringspumpe;

Doseringskonsentrasjonssvingninger;

Blokkering av rørledningen;

Ustabil flokkuleringsytelse;

En reduksjon i den faktiske effektive kjemiske doseringen.

Derfor er anvendelsen avanionisk polyakrylamidhandler ikke bare om "hvilket produkt du skal kjøpe", men også om "hvordan du skal forberede produktet på riktig måte."

1. Anbefalt oppmerksomhet for å fylle opp-vanntemperaturen

Vedleggsdata viser at når vanntemperaturen er 20-30 grader, kan de fleste anioniske PAM-er oppnå en bedre oppløsningshastighet.

Når vanntemperaturen er lavere enn 15 grader, kan oppløsningshastigheten reduseres betydelig, og i noen tilfeller kan fullstendig hydrering ta 90 minutter eller lenger.

Derfor bør kullberedningsanlegg som opererer i kalde omgivelser være spesielt oppmerksomme på:

Fyll opp-vanntemperatur + modningstid + blandeintensitet.

2. Unngå "Fish Eye"-fenomenet

Etter at PAM tørt pulver kommer inn i vann, hvis det kommer i kontakt med vann i store mengder på en gang, dannes det lett raskt et hydreringslag på partikkeloverflaten, mens innsiden forblir tørr.

Slike utilstrekkelig oppløste agglomerater er vanligvis kjent som "fiskeøyne".

Når store gelklumper er dannet, kan det ta lang tid å hydrere fullstendig, og de kan komme inn i påfølgende rørledninger.

Derfor bør PAM-doseringssystemet prøve å oppnå ensartet spredning, slik at tørre pulverpartikler kan komme i full kontakt med vann i den innledende fasen av å komme inn i vannforekomsten.

3. Unngå overdreven skjærkraft under hydreringsfasen

PAM tilhører langkjedede-høymolekylære materialer.

Under hydratiseringsstadiet, hvis overdreven sterk mekanisk skjærkraft brukes, kan det forårsake polymerkjedebrudd, noe som fører til en reduksjon i effektiv molekylvekt.

Derfor er PAM-oppløsning ikke "jo raskere omrøring, jo bedre."

En mer fornuftig tilnærming er:

Rask og jevn fukting → Skånsom blanding → Full modning → Stabil dosering.

Dette er spesielt viktig for PAM-produkter med høy-molekylær-vekt.

IX. På-Site Feil Diagnose: Deducing Causes from Phenomena

Når flokkuleringsytelsen til kullberedningssystemet synker, kan vurderinger gjøres fra følgende tre retninger.

Situasjon 1: Doseringsmengde uendret, men overløpsturbiditeten øker

Kontroller først kullslurryen og vannkvaliteten, i stedet for å øke PAM umiddelbart.

Mulige årsaker inkluderer:

Økt leireinnhold;

Økt andel av fine partikler;

Endringer i råkullegenskaper;

Økt oppløste faste stoffer i sirkulerende vann;

Endringer i vannhardhet.

Festematerialene påpeker også at under forutsetning av stabil doseringsmengde, må endringer i overløpsturbiditet ofte undersøkes fra endringer i fôregenskaper først.

Situasjon 2: Overløp er klart, men underløpstetthet synker

Dette kan bety at flokkuleringsmidlet blir overdosert-.

Selv om flokker kan fange opp fine partikler, holder de for mye fuktighet inne.

På dette tidspunktet kan du prøve:

Gradvis redusere dosen;

Re-finne det optimale doseringsvinduet;

Testing av produkter med passende redusert molekylvekt.

Under noen driftsforhold kan reduserende kjemikalier faktisk forbedre den endelige understrømstettheten.

Situasjon 3: Kjemikalieforbruket fortsetter å øke for å opprettholde original ytelse

Denne situasjonen krever kontroll av PAM-forberedelsessystemet.

Fokus på:

Om det er helt oppløst;

Hvorvidt overdreven skjæring har skjedd;

Om modningstiden er rimelig;

Om den tilberedte løsningen har vært lagret for lenge;

Hvorvidt viskositeten til løsningen ved injeksjonspunktet har falt betydelig.

Festematerialene antyder at å sammenligne viskositeten til løsningen ved injeksjonspunktet med den til en fersk tilberedt løsning kan hjelpe til med å bedømme om det er et nedbrytningsproblem i polymerprepareringssystemet.

X. Hvorfor sesongmessige endringer påvirker PAM

I selve kullberedningsproduksjonen kan det oppstå ulike flokkuleringseffekter om vinteren og sommeren.

Vinteren krever hovedsakelig oppmerksomhet til virkningen av lav-temperaturvann på PAM-oppløsning og hydreringshastighet.

Hvis påfyllingsvanntemperaturen er for lav, kan det hende at polymeren ikke er fullstendig hydrert før den går inn i doseringspunktet.

Om sommeren må det tas hensyn til den biologiske aktiviteten til sirkulerende vann og lagringstiden til den forberedte løsningen.

Derfor, for planter med åpenbare sesongmessige endringer, anbefales det å kontinuerlig registrere:

Vanntemperatur;

Slurry konsentrasjon;

Sirkulerende vannkvalitet;

PAM løsning alder;

Faktisk dosering;

Overløp turbiditet;

Underløpskonsentrasjon.

Når disse dataene danner kontinuerlige poster, er det mulig å mer nøyaktig bedømme om det er slimforandringer, utstyrsendringer eller endringer i PAM-preparatets tilstand.

XI. Kan fortykkelse og filtrering bruke samme PAM?

Dette er et spørsmål som bekymrer mange kullforberedende ingeniører.

Teoretisk kan det samme produktet oppfylle både krav til fortykning og filtrering, men målene for de to prosessene er ikke helt identiske.

Tykking legger mer vekt på:

Sedimentasjonshastighet;

Flok størrelse;

Overløp klarhet;

Underløpstetthet.

Mens filtrering legger mer vekt på:

Filterkakedannelse;

Frigjøring av fuktighet;

Filterkake løsner;

Endelig fuktighetsinnhold.

Derfor, hvis anlegget utfører både fortykning og filtrering samtidig, anbefales det å evaluere ytelsen til begge leddene separat.

For systemer med høyere filtreringskrav kan produkter med lavere-molekylær-vekt noen ganger være mer egnet for behandling av filtermedier.

Dette betyr at PAM-produktutvalget bør dreie seg om de endelige prosessmålene, i stedet for blindt å forfølge den høyeste molekylvekten.

XII. Hvordan ECOLINK TECHNOLOGY hjelper til med å velge kullforberedelse PAM

For kullberedningsindustrien er en virkelig verdifull flokkuleringsmiddelforsyning ikke bare å gi en pose med produkt.

ECOLINK TECHNOLOGY, under Shandong Ecolink Technology Co., Ltd., fokuserer på én-forsyning av vannbehandlingskjemikalier og utstyr, og kan tilby produktmatching, teknisk støtte, prøvetesting og relaterte tekniske data rundt spesifikke applikasjoner.

Våre anioniske PAM-produkter har en molekylvekt på over 30 millioner, og hydrolysegraden kan tilpasses etter spesifikke bruksområder. Festematerialene antyder også at for anlegg med forskjellige kullsømmer og forskjellige slurryegenskaper, bør produktscreening kombineres med molekylvekt, hydrolysegrad og konfigurasjon av fortykningsmiddel, i stedet for bare å ta i bruk en enkelt spesifikasjon.

For kullbearbeidingsanlegg som trenger produktscreening, kan følgende grunnleggende informasjon gis:

Slurry konsentrasjon;

Partikkelstørrelsesfordeling;

Innhold av leire;

Sirkulerende vannkvalitet;

Type fortykningsmiddel;

Nåværende PAM molekylvekt;

Nåværende grad av hydrolyse;

Nåværende dosering;

Overløp turbiditet;

Underløpskonsentrasjon.

Basert på denne informasjonen kan egnede anioniske polyakrylamidspesifikasjoner og-testplaner på stedet diskuteres videre.

Hvis produktevaluering er nødvendig, vennligst kontakt:

E-post: sale02@ecolink-environment.com

XIII. Kjerneprinsipper for kullforberedelse PAM-valg

For kullberedingsindustrien har valg av riktig PAM ikke et fast svar som gjelder for alle anlegg.

Et virkelig effektivt valg må vanligvis vurderes samtidig:

Slurry egenskaper

Pulverisert kull, leire, andel av fine partikler og vannkvalitet bestemmer den faktiske etterspørselen til polymeren.

Molekylvekt

En høyere molekylvekt bidrar til å danne en større brostruktur, men det må sikres at den kan være fullstendig oppløst og tåle faktisk skjærkraft.

Grad av hydrolyse

Graden av hydrolyse påvirker ladningsegenskapene til polymeren og interaksjonen med partikler.

Dosering

Det kan ikke bare forstås som "jo mer, jo bedre"; en balanse mellom sedimentering, klaring og avvanning bør søkes.

Forberedelsesforhold

Vanntemperatur, fukting, blanding og modningstid påvirker direkte den endelige effektive ytelsen.

Utstyrsforhold

Høy-fortykningsmidler, konvensjonelle fortykningsmidler og pastafortykningsmidler har forskjellige krav til flokkytelse.

Derfor bør det endelige utvalget av anionisk polyakrylamid for kullfremstilling fastsettes på grunnlag av den omfattende vurderingen av "Slurry + Water Quality + Equipment + Preparation System + Operating Objectives."

Konklusjon

Kullfremstillingsflokkulering er ikke et enkelt kjemisk doseringsproblem, men en omfattende prosess som involverer partikkeloverflatekjemi, polymeradsorpsjonsbrodannelse, fast-væskeseparasjon, fortykningsutstyr og-driftskontroll på stedet.

Når du går fra laboratoriebegertester til industrielle applikasjoner, er det som virkelig trenger oppmerksomhet ikke den absolutte verdien av en bestemt parameter, men om produktparametrene samsvarer med-forholdene på stedet.

For kullberedningsanlegg som trenger å optimere PAM-forbruket, forbedre overløpsklarheten eller forbedre underløpskonsentrasjonen, kan elementer kontrolleres én etter én fra flere lenker: slurryegenskaper, molekylvekt, hydrolysegrad, matekonsentrasjon og PAM-oppløsningssystem.

ECOLINK TECHNOLOGY kan tilbypolyakrylamidproduktmatching, prøvetesting og teknisk støtte for vannbehandling rundt forskjellige slurryforhold og fortykningsutstyr, noe som hjelper kundene med å skifte fra bare å "kjøpe flokkuleringsmidler" til mer systematisk optimalisering av fast-væskeseparasjon.