贫液过滤系统的能耗与环保性能优化策略研究

贫液过滤系统的能耗与环保性能优化策略研究

张念

身份证：321088198905068523

摘要：本文分析了贫液过滤系统的能耗与环保性能，提出了提高过滤系统能耗与环保性能的优化策略。在充分考虑过滤系统的能耗与环保性能的基础上，提出了滤料选择、过滤介质选择、管路设计、运行管理等方面的优化措施。通过对比优化前后过滤器运行效果，分析了不同策略的节能效果。研究结果表明，在保证过滤效果的前提下，采用合理的过滤介质和工艺流程可以显著降低过滤系统能耗，从而提高整个系统运行经济性。

关键词：贫液过滤；能耗与环保；优化策略

1. 贫液过滤系统的能耗与环保性能优化策略研究

1.1 贫液过滤系统能耗分析与评估

本文研究对象为某钛化工企业贫液过滤系统，其过滤介质介质采用不锈钢网加陶瓷球。滤料选用四种，即玻璃纤维，活性炭，陶粒，硅藻土各60m/h滤速。选择滤料的主要参数为过滤流速，滤速。过滤系统有三种不同的运行模式：连续运行、间断运行和部分连续运行。在连续运行模式下，系统的总流量达到了132.45m3/h,而过滤流速则为9m/h；在间歇性运行模式中，总的流量达到了104.43m3/h,而过滤的流速为6m/h；在某些连续操作模式中，总流量达到133.14m3/h,而过滤的流速为7m/h。滤速愈大，过滤器单位时间进出水流量愈大，则系统能耗愈大；同时滤速越快，过滤系统需要消耗的能量就越多。

1.2贫液过滤系统环保性能的考虑及指标的设置

为保证贫液过滤系统环境友好，可考虑如下因素:1.滤料。过滤材料对贫液过滤系统的环保性能有重要影响，在选用滤料时要考虑到它对各种使用环境的适应性、耐腐蚀性以及其他性能。2.过滤介质。当前，贫液过滤的主流介质主要有陶瓷、聚四氟乙烯（PTFE）、聚醚砜（PES）、聚碳酸酯（PC）和玻璃纤维等，而不同的滤料材料和型号都有其独特的性能属性。在实际的工程当中，可以依据实际的情况来选用各种滤料的组合来满足各种使用环境的要求。3.管路设计。管路设计对贫液过滤系统的效率有着至关重要的影响，合理地进行管路设计能够最大限度地降低装置在工作时的能耗及污染物排放量。4.运行管理。贫液过滤系统管理主要有两个方面：一是日常保养，二是定期检修，其中日常保养主要是对滤料进行定期清理，对过滤器进行检查更换等操作，定期检修的重点在于对不同的设备及管路的检验，保养等。

2.贫液过滤系统能量消耗优化策略的讨论

2.1对设备的运行参数进行优化，减少能耗消耗

过滤设备的运行参数设置对于过滤效果有着很大的影响，保证过滤效果同时尽量减小过滤器的运行压力，流量以及温度能够减少系统的运行能耗。贫液过滤系统设计参数通常以过去实际生产经验为基础，所以设计中应充分考虑现场的生产条件，过滤介质性质等、流量和其他因素通过合理的参数设置实现能耗降低。当前，多数过滤设备运行压力较小，适当减小运行压力，同时确保过滤效果，可达到节能的效果。实际生产时，过滤器运行压力应根据现场情况而定。

2.2介绍了智能控制技术以提高能源利用效率

当前，过滤器控制手段多以人工手动为主，运行管理人员只是通过单纯的人工操作来管理与调节过滤器，尚未建立起一套完整的在线智能控制系统。将智能控制技术应用于过滤系统，是最近几年才出现的一项新技术。智能控制技术以专家知识为基础，以计算机算法为手段，模拟人的思维方式来分析判断并优化决策生产过程的各要素，为了使生产过程能够安全，高效，平稳地运行，工业控制技术应运而生。将智能控制技术引入过滤系统，可以达到自动调节，自动控制和自动操作的目的。智能控制技术有较强的自适应能力和抗干扰能力，能迅速适应过滤系统在各种条件下的工作情况。该智能控制系统把过滤系统划分为多个独立子系统，并能根据各个子系统的运行条件要求，对各个子系统的运行状态进行自动调整，以达到生产中各个设备间的相互协调与配合。

3.贫液过滤系统环保性能改善策略的研究

3.1探讨新型过滤材料的使用以降低环境影响

过滤介质指能达到液体过滤目的的物质，它可分为人工合成物质和天然物质两大类。其中人工合成的材料还包括聚合物及纤维等，天然材料主要是煤，石油和天然气。人工合成材料虽然制造成本低，但由于材料本身存在吸附有害物质能力弱和使用寿命短等缺点而限制了它的工业应用。但天然材料是可再生，可循环的环保资源。目前贫液过滤系统用人工合成材料多为纤维毡、石英纤维等。尽管纤维毡有许多优点，但因结构松散，过滤阻力较大，易发生堵塞。但石英纤维因具有极好的过滤性能和卓越的耐高温性，被广泛使用。但石英纤维价格高、易破碎，实际应用时存在费用太高、不易回收的问题。所以，对新型过滤材料的探索和应用，是今后贫液过滤技术的一个主要发展方向。

3.2研究循环利用技术，减少废弃物的排放

1）将贫液分质。通过离心分离和真空蒸发使废渣分离为金属与非金属及其他不同成分的固体来减少废渣中金属元素的含量。2）通过多级过滤，对滤饼进行金属元素回收。通过吸附，沉淀和离子交换除去滤饼中重金属元素或者通过筛分除去滤饼中金属元素。3）利用含矿废水进行后续生产环节的处理。滤出的矿渣与废液混合，添加药剂进一步澄清，应用于后续生产环节中，例如：萃取金属，配制选矿药剂。4）利用滤渣配制混凝土骨料等。通过将过滤后的废渣与新生成的矿渣进行混合，再加入一定量的水泥、水和外加剂，可以制作成混凝土骨料。这种骨料不仅可以作为骨料使用，还可以应用于其他工业领域的工程项目中。

4.贫液过滤系统能耗和环保性能的协同优化战略

4.1综合能耗和环保性能指标制定了综合优化方案

过滤系统能耗包括过滤介质操作和过滤设备操作两个方面。为确保贫液过滤系统良好地工作，必须根据过滤系统实际工作状况，选用适宜的过滤介质，制定合理的工艺流程和选用适当的过滤设备。过滤设备有过滤器，过滤机，磁选机等等，因为过滤器作为贫液过滤系统的主要设备，它的寿命直接影响着整个贫液过滤系统运行效率及经济效益。

4.2倡导绿色制造理念和系统的可持续发展

在环境问题日益凸显的今天，绿色制造作为制造业发展的必然趋势和现阶段工业实现可持续发展重要手段。通过完善生产工艺，优化工艺，使用先进设备等措施可达到节能降耗和增加企业经济效益的目的。绿色制造在钢铁工业中具有良好的应用基础，优化生产工艺和完善生产设备能够改善过滤系统能耗和环保性能。针对过滤系统在设计和运行中存在的问题，本文提出一种基于绿色制造理念的过滤系统优化设计，具体研究内容如下：（1）滤料选型方法；（2）筛选过滤介质的方法；（3）管路设计方法等；（4）运行管理方法等。分析结果表明：相对于优化前，通过合理设计滤料，介质及管路可明显降低过滤系统能耗。

结语

在实际操作过程中要充分考虑到设备及管线等方面的实际状况，并选用合理的操作方式及管理模式。同时对不同种类的过滤系统要采用不同优化措施。基于此，过滤系统的能耗和环保性能才能够得到较好的改善，从而给企业带来更多经济效益。

参考文献

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