選煤廠用聚丙烯酰胺水溶液的制備、貯存和混合

1、稀釋用水的濃度

為了使聚丙烯酰胺充分溶解，一般要配制濃度為0.1%-0.15%的水溶液。試驗分析了稀釋用水中懸浮物濃度對絮凝效果的影響（見圖3）。當(dāng)水中懸浮物濃度＜200mg/L時，影響微弱，絮凝沉降的澄清水是清凈的；當(dāng)懸浮物濃度超過200mg/L時，大量的懸浮顆粒表面吸附了一定數(shù)量線性高分子，使得聚丙烯酰胺水溶液的絮凝效果明顯惡化，澄清水質(zhì)急劇變濁。由此可見，當(dāng)選煤廠煤泥水深度澄清，循環(huán)水濃度＜0.2g/L時，可以將其作為聚丙烯酰胺稀釋用水；若循環(huán)水濃度較高，則會嚴重影響澄清效果，增加聚丙烯酰胺用量。在這種情況下，建議采用清凈自來水作為稀釋用水，此處補加水量小，不會影響全廠的洗水平衡。

2、貯存

聚丙烯酰胺在常溫下比較穩(wěn)定，高溫、冰凍時易降解（分子鏈被切斷），降低絮凝效果，故其水溶液的貯存溫度應(yīng)控制在2-55℃。

在實驗室研究了水溶液貯存天數(shù)對澄清水濃度的影響（見圖4），從圖中可以看出水溶液存放到第3天時，澄清水濃度已有增高的趨勢，尤其是接觸鐵器的水溶液，絮凝澄清效果變差的情況更為明顯。這是因為鐵制貯存器與聚丙烯酰胺水溶液長時間接觸，會有微量鐵離子溶入液體，它們與聚丙烯酰胺的-CONH2官能團相互吸引而交聯(lián)，形成立體狀（見圖5），從而降低了絮凝能力。因此，聚丙烯酰胺水溶液貯存的時間不宜超過2天，建議不用鐵制貯存器，或在其內(nèi)壁粘貼一層非金屬內(nèi)襯。

3、輸送

選煤廠設(shè)計時，應(yīng)確定將聚丙烯酰胺水溶液自流至澄清濃縮設(shè)備，不要用離心泵輸送，這是因為高分子絮凝劑聚丙烯酰胺經(jīng)高速旋轉(zhuǎn)葉輪剪切后，分子鏈會被剪短，從而影響絮凝效果。若不得不用泵輸送，應(yīng)選用柱塞泵。

4、混合

聚丙烯酰胺水溶液與煤泥水進行充分混合很有必要，可用以下數(shù)字進行簡要說明：設(shè)聚丙烯酰胺水溶液的濃度為0.05%，單位用量為1g（純聚丙烯酰胺）/m3（煤泥水）。則每立方米煤泥水需添加2L聚丙烯酰胺水溶液，二者混合比例為500:1，就純聚丙烯酰胺而言，其混合比例為50萬:1。

表2量筒翻轉(zhuǎn)次數(shù)對沉降效果的影響

翻轉(zhuǎn)次數(shù)	5	10	15	20	25	30
澄清水濃度/mg.L-1	61	40	34	35	39	42

為了達到充分混合的目的，通過一系列試驗研究了量筒翻轉(zhuǎn)次數(shù)對澄清水濃度的影響，試驗結(jié)果見表2和圖6。由試驗數(shù)據(jù)可以清楚地看到，量筒需翻轉(zhuǎn)15次（混合時間18s），才能將聚丙烯酰胺的作用較充分的顯示出來。但翻轉(zhuǎn)次數(shù)過多，將破壞絮團，影響澄清效果，而絮團的強度與煤泥及聚丙烯酰胺性質(zhì)有關(guān)，不同選煤廠的煤泥水與聚丙烯酰胺水溶液的混合程度可能有所區(qū)別。理想的情況是煤泥水進入澄清濃縮設(shè)備之前，不但與聚丙烯酰胺進行充分混合，而且能形成大量絮團，這樣才能充分發(fā)揮設(shè)備的潛力。為此，應(yīng)該做到以下幾點：

① 適當(dāng)延長水溶液添加點到濃縮機的距離；

② 根據(jù)具體情況，盡可能多設(shè)添加點；

③ 減小入料溜槽（或入料管）的坡度，并相應(yīng)增加其過水?dāng)嗝?，延長混合時間。在許可的條件下，在入料溜槽底部逆水流方向垂直焊接若干塊交錯排列的帶篩孔的隔板，使其產(chǎn)生渦流，達到充分混合的目的（見圖7）。