Фильтрация воды для МНЛЗ в производстве медной катанки
Производство
В процессе производства медной катанки методом непрерывного литья на литейное колесо и на блоки кристаллизатора наносится сажа или графит в качестве термозащиты. Когда расплав подается на литейное колесо или блоки кристаллизатора и происходит формирование заготовки, то термоизолятор на углеродной основе также выполняет роль антиадгезионной смазки. Затем заготовка охлаждается водой перед тем, как уйти на участок прокатки. Данная охладительная вода становится грязной и содержит остатки сажи и графита, что снижает общую производительность, срок службы литейного колеса или кристаллизатора и увеличивает затраты на техническое обслуживание теплообменников и градирни.
Проблема
Ввиду чрезвычайно малого размера частиц углеродного материала, практически не возможно удалить их из охладительной воды традиционными методами фильтрации, включая ультрафильтрацию. Поэтому производители обычно вынуждены либо сливать загрязненную воду в канализацию, либо производить ее очистку и доливать чистую воду, чтобы снизить концентрацию углеродных включений и тем самым обеспечить приемлемый уровень мутности (NTU). И как результат увеличение потребления воды и количества сбросов, а также дополнительные издержки, связанные с необходимостью очисткой сточных вод. Кроме этого, высокая концентрация углеродного материала в воде приводит к закупорке и загрязнению теплообменников и градирен.
Решение
Для решения данной проблемы компания Filtertech разработала собственную систему фильтрации с использованием сухого химического агента, который позволяет сгустить и превратить мелкие частицы в стабильный хлопьевидный осадок. После этого осадок удаляется посредством гравитационного фильтра с глубокой ванной осаждения тип GSF15 или GSF30 (см. ниже).
В процессе используется специальный коагулянт, который не чувствителен к передозировкам и к химической нестабильности.
Процесс
Грязная охладительная вода посредством насоса подается по системе байпас из своего резервуара в смесительный резервуар, который спроектирован под требуемый объем конкретной установки (см. схему на следующей странице).
Система водоподготовки (95 л/мин.)
Коагулянт, находящийся в бункере, добавляется в смесительный резервуар посредством волюметрического дозатора. Дозатор имеет частотно регулируемый привод, который регулирует подачу коагулянта в зависимости от объема подачи грязной воды.
Во время процесса смешивания коагулянт намокает и длинная цепь его молекул раскручивается. Сверхмелкие частицы вовлекаются в молекулу, образуя более крупный флоккулированный осадок в смесительном резервуаре. Специально спроектированный миксер используется для предотвращения уменьшения размера образующихся хлопьев.
После полного смешивания вода самостоятельно перетекает в соседний резервуар, откуда стекает в гравитационный фильтр тип GSF15 или GSF30. После прохождения воды через фильтр твердые частицы удаляются посредством одноразового фильтрационного материала, а очищенная вода стекает в накопительный резервуар для повторного использования. Объем коагулянта и производительность зависят от допустимых параметров по мутности воды (NTU).
Концепция фильтрационной системы
Модели гравитационного фильтра GSF15 и GSF30 имеют следующие конструктивные особенности:
- конструкция из нержавеющей стали 304
- сверхпрочный ленточный конвейер из плоской нержавеющей проволоки 304
- опорные ролики по всей ширине конвейера из нержавеющей стали SCH 40 304 с подшипниками UHMW
- звездочки конвейера изготовлены из высокопрочного полимера со стальными валами
- умеренно наклонный конвейер сбора осадка позволяет удалять широкий спектр твердых частиц и препятствует их возврату обратно в ванну
- удлиненный участок конвейера по выходу из водяной ванны обеспечивает дополнительную сушку осадка перед его выгрузкой в бункер
- регулируемые по высоте подшипники
- прямой привод со встроенным мощным редуктором и электродвигателем закрытого типа с вентиляторным охлаждением мощностью 1/2 л.с.
- бак для отходов с фланцевым разъемом и крышкой смотрового люка
- переливной бак с фланцевым выходным разъемом
- запатентованные лабиринтные уплотнения подвижных соединений со стационарными верхними уплотнениями и затворами из нержавеющей стали/тефлона
- распределительный канал с верхним входным разъемом
- глубокая водяная ванна обеспечивает высокое давление на фильтровальное полотно и максимальное использование всей площади фильтрования
- поплавок диаметром 7” из нержавеющей стали с водомерным колодцем и 3-х позиционным уровнемером для автоматической сигнализации наличия, отсутствия или переизбытка жидкости
- панель управления, 110 В, 1 фаза
- толчковый выключатель, установленный на фильтре
- датчик окончания фильтровального полотна
- рулон фильтровального полотна длиной 114м
Опции:
- конструкция из нержавеющей стали 316
- функция вакуумной и дифференциальной сушки
- намотчик использованного фильтровального полотна
- бункер для сбора отходов/полотна
- функция контроля уровня жидкости
Расходы для обеспечения работы данной фильтрационной системы складываются из стоимости коагулянта, фильтровального полотна, электроэнергии, и минимальных трудозатрат обслуживающего персонала.
Результат
Результатом (см. фото ниже) инновационного метода фильтрации охладительной воды МНЛЗ является существенно чистая технологическая вода, повышение качества продукции, увеличение рабочего времени, снижение расходов по замене/ремонту литейного колеса/блоков кристаллизатора, а также техническому обслуживанию теплообменника и градирни. Исключается или существенно снижается сброс воды с содержанием углеродных примесей с возможностью безопасного помещения грязной воды в контейнер для последующей утилизации.
Система является полностью автоматической с непрерывной циркуляцией, обеспечивающей значительное снижение мутности воды (NTU). Производительность данных систем от 19000 л/день до 570000 л/день. Общие примерные издержки, включая коагулянт, фильтровальное полотно и электроэнергию в среднем ниже 0.09$/галлон подготовленной воды. Амортизация оборудования обеспечивается менее чем за 11 месяцев с учетом экономии на техническом обслуживании и увеличения производительности.
