introductory

氨堿法工藝制堿每生產(chǎn)1t純堿要向外排大約10m3的蒸餾廢液，傳統(tǒng)的排渣方式是固液混合物一起排至渣場(chǎng)讓其自然沉降，這就需要修造巨大的渣場(chǎng)，占用大量的土地和龐大的資金。因此要求廢液處理的新方法是關(guān)系到氨堿法生產(chǎn)純堿企業(yè)的生存和發(fā)展。廢液壓濾工程是我廠投產(chǎn)的環(huán)保項(xiàng)目，投資金額4000多萬(wàn)元，其中主要的設(shè)備——filter press。壓濾裝置能夠解決440m3／h的純堿廢液。廢液處理后得到的清液可以作為氯化鈣生產(chǎn)原料，濾餅可以和土石、煤灰混合作為工程土填墊材料。

生產(chǎn)工藝流程及主要設(shè)備

生產(chǎn)方法

廢液經(jīng)過(guò)稠密(在澄清桶內(nèi))后用渣漿泵送人壓濾機(jī)內(nèi)，當(dāng)料漿在壓濾機(jī)內(nèi)達(dá)到要求后，經(jīng)過(guò)擠壓(除去濾餅內(nèi)的水分)、風(fēng)干(除去濾餅表面、層的水分)，得到含水分<46％的濾餅和濁度大約為100ppm的濾液。

工藝流程

廢液池的廢液由泵送往廢液分配槽后進(jìn)入澄清桶的中心套筒。在澄清桶內(nèi)經(jīng)重力沉降后，得到的大部分清液溢流(濁度≤150 ppm)進(jìn)行回收作為氯化鈣生產(chǎn)原料和曬鹽；底流液進(jìn)入泥漿桶。用泥漿泵打入壓濾機(jī)進(jìn)行過(guò)濾，擠壓空壓機(jī)送氣擠壓濾餅。過(guò)濾和擠壓出來(lái)的濾液進(jìn)入濾液收集槽后由排出管排入清液桶外排回收。擠壓過(guò)后，干燥空氣進(jìn)入濾室，把擠壓空氣排出并干燥濾餅達(dá)到適宜狀態(tài)，同時(shí)排空濾室。干燥完成之后，濾布上的濾餅從壓濾機(jī)兩邊排出經(jīng)溜槽至下料運(yùn)輸皮帶后運(yùn)至堆場(chǎng)。

主要設(shè)備

澄清桶主要由桶體、桶底、中心套筒、攪拌器、掃泥耙等組成。攪拌器是由行星擺線針型減速機(jī)驅(qū)動(dòng)，轉(zhuǎn)速是0.09 r／min，桶底得到濃度為6％～10％的料漿(送到壓濾機(jī))。2.3.2壓濾機(jī)設(shè)備構(gòu)造和運(yùn)行簡(jiǎn)介壓濾機(jī)的型號(hào)LAROX PFl448545，過(guò)濾面積為144 m2，生產(chǎn)能力為13 t／h。

壓濾機(jī)可分為3個(gè)部分：主體部分、液壓裝置、控制系統(tǒng)(PLC)。壓濾機(jī)的主體部分是由板框、頂緊機(jī)構(gòu)、濾布輸送裝置、濾布張緊裝置和濾布組成；壓濾機(jī)的運(yùn)行由控制柜全自動(dòng)控制，控制柜配有顯示屏和操作按鈕；壓濾機(jī)控制是以液壓系統(tǒng)為動(dòng)力進(jìn)行操作的，主要由油箱、液壓泵和電機(jī)、閥裝置、蓄能器油路組成。

壓濾機(jī)自動(dòng)化程度高主要體現(xiàn)在夾緊閥上，在工藝要求不能暫時(shí)停車(chē)的情況下，用夾緊閥就可以解決此類(lèi)問(wèn)題。除壓縮空氣閥是氣動(dòng)控制外，其它自動(dòng)閥使用液壓制動(dòng)器。

工藝技術(shù)實(shí)施方案

存在問(wèn)題

1)澄清桶進(jìn)料不易控制、進(jìn)料不穩(wěn)定，篩板常堵，造成澄清桶的分配槽常冒；壓濾機(jī)運(yùn)行不穩(wěn)定都致使澄清桶運(yùn)行不穩(wěn)定。

2)澄清桶的攪拌裝置易壞。

3)泥漿泵區(qū)的閥門(mén)內(nèi)漏嚴(yán)重，部分管線易堵塞、易漏。

4)下料皮帶易跑偏，移動(dòng)皮帶有缺陷，不能正常使用。

5)壓濾機(jī)閥門(mén)(氣動(dòng)和液壓閥門(mén))故障率高，執(zhí)行機(jī)構(gòu)損壞頻繁。

6)壓濾機(jī)的程序、參數(shù)的設(shè)定不合理。

實(shí)施方案

針對(duì)以上影響生產(chǎn)的問(wèn)題，我們對(duì)壓濾系統(tǒng)自試車(chē)以來(lái)進(jìn)行了多次改造，主要的改造有以下幾方面：

1.進(jìn)料分配槽的改進(jìn)分配槽的改進(jìn)主要包括：進(jìn)料管線增設(shè)閥門(mén)、篩板換篩網(wǎng)、分配槽加高、增設(shè)篩網(wǎng)沖洗管線等，都起到了預(yù)期的效果。在其未改進(jìn)前，澄清桶進(jìn)料一直受其限制，進(jìn)料量不好控制，時(shí)常造成澄清桶、壓濾機(jī)的波動(dòng)。改進(jìn)后，進(jìn)料易控、穩(wěn)定，且大大減少鮑爾環(huán)進(jìn)入系統(tǒng)，對(duì)泥漿泵、壓濾機(jī)、雜水泵的影響也因此減少許多。

2.澄清桶攪拌裝置的改進(jìn)針對(duì)澄清桶攪拌裝置易壞的問(wèn)題，采取把澄清桶的攪拌加過(guò)載電流保護(hù)裝置的方法。改進(jìn)后運(yùn)行效果良好。

3.泥漿泵區(qū)的改進(jìn)首先要求泥漿泵出口閥門(mén)全開(kāi)，這樣一方面能夠盡快地提高壓濾機(jī)進(jìn)料壓力，另一方面可以保護(hù)泵出口循環(huán)閥門(mén)。其次對(duì)管線增設(shè)引流支管外排。經(jīng)改進(jìn)后此部分已大大的減少了影響生產(chǎn)的事故。

4.皮帶改造以前下料皮帶易跑偏，主要是由于壓濾機(jī)下料的速度過(guò)快、過(guò)大和下料距離過(guò)長(zhǎng)，瞬間沖擊力太大造成。經(jīng)過(guò)減慢壓濾機(jī)的濾餅卸料速度和抬高下料皮帶，此問(wèn)題得以解決。

5.壓濾機(jī)閥門(mén)的改進(jìn)1)取消V10閥由于V10閥是循環(huán)閥，受泥漿的沖刷較大，運(yùn)行周期只有2～3天，最后取消V10閥換成鑄石管(D950)，運(yùn)行效果良好。2)氣動(dòng)閥V16閥的改進(jìn)對(duì)于壓濾機(jī)的儀表氣動(dòng)閥V16閥常有在風(fēng)干階段打不開(kāi)的情況，將V16閥打在開(kāi)啟3％的狀態(tài)下效果較為理想，故障率大幅度下降。3)液壓閥門(mén)的改進(jìn)液壓閥門(mén)故障率高，執(zhí)行機(jī)構(gòu)損壞頻繁，通過(guò)解體后對(duì)閥門(mén)的仔細(xì)研究，閥門(mén)導(dǎo)桿尾部不能自鎖，脫落后液壓桿將導(dǎo)桿擠彎損壞，通過(guò)改進(jìn)導(dǎo)桿為整體式后，運(yùn)行效果良好。

6.壓濾機(jī)的程序、參數(shù)的修訂壓濾機(jī)的程序、參數(shù)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的運(yùn)行總結(jié)，提煉出最佳的修訂參數(shù)，目前已按照修訂后的工作程序、參數(shù)運(yùn)行。

運(yùn)行情況

壓濾裝置的穩(wěn)定運(yùn)行與否主要是依靠澄清桶和壓濾機(jī)的運(yùn)行狀況穩(wěn)定與否。下面就這兩方面來(lái)介紹一下。

1.澄清工序澄清桶的底流濃度控制在8％～10％；溫度為70～75℃。系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定時(shí)此兩參數(shù)波動(dòng)較大，給壓濾的過(guò)濾階段帶來(lái)較大的影響。目前由于系統(tǒng)穩(wěn)定，給澄清桶的穩(wěn)定運(yùn)行提供了良好的條件。

2.壓濾工序在穩(wěn)定的底流濃度、溫度前提下，對(duì)于壓濾機(jī)的工藝操作體現(xiàn)在4個(gè)主要階段(過(guò)濾、擠壓、風(fēng)干、卸料)中的前3個(gè)階段。控制好前3個(gè)階段(特別是過(guò)濾階段)，壓濾機(jī)基本上能達(dá)到其良好的運(yùn)行狀態(tài)。以1個(gè)循環(huán)為例：進(jìn)20 m3、10％的底流，過(guò)濾結(jié)束后剩余6.5 m3的料漿，其濃度提高到31％，約得到含水分為69％的濾餅，擠壓結(jié)束后約得到含水分為50％～55％的濾餅，風(fēng)干結(jié)束后約得到46％一50％的濾餅(厚度為12。16 mm)，得到濾液為(13.5+3.0+1.0)=17.5 m3的濾液和約4.0 t的濾餅。此循環(huán)過(guò)程在運(yùn)行時(shí)的參數(shù)為：底流濃度10％、底流溫度65—75℃、進(jìn)料速度70％、過(guò)濾壓力0.45MPa、過(guò)濾時(shí)間400 s、擠壓壓力1.10 MPa、擠壓時(shí)間300 s、風(fēng)干壓力0.68 MPa，風(fēng)干時(shí)問(wèn)80 s。

過(guò)濾階段

壓濾機(jī)的負(fù)荷主要取決于濾餅的厚度(濾餅越厚，負(fù)荷越大)。底流溫度越高，從濾布的過(guò)濾越容 易，進(jìn)料越多，壓濾機(jī)的負(fù)荷越大。取底流溫度 65～75℃較為適宜。 進(jìn)料速度控制過(guò)濾壓力，由于其值是壓濾機(jī)的廠家設(shè)置為75％，此參數(shù)(應(yīng)是控制泥漿泵的變頻器)是為保證過(guò)濾壓力(0.45。0.55 MPa為宜)而設(shè)定。過(guò)濾壓力太大對(duì)壓濾機(jī)本體不好；太小壓濾機(jī)的負(fù)荷又起不來(lái)。所以進(jìn)料速度應(yīng)設(shè)定在70％.80％。循環(huán)速度應(yīng)在30％一35％之間，可減少對(duì)泥漿回流管線沖刷。過(guò)濾時(shí)間從壓濾機(jī)的過(guò)濾壓力曲線圖來(lái)看，只 要過(guò)濾壓力經(jīng)過(guò)60。80 S不再有明顯的增長(zhǎng)，此時(shí) 間即為最佳過(guò)濾時(shí)間。

擠壓階段

擠壓階段的擠壓壓力和擠壓時(shí)間主要影響濾餅 的水分，為了更好地除去濾餅中的水分，增 加擠壓時(shí)間是很有必要的。

風(fēng)干階段

風(fēng)干階段的風(fēng)干壓力和風(fēng)干時(shí)間也是影響濾餅 的水分，與擠壓階段的主要區(qū)別是它針對(duì)的是濾餅 表層的水分，可以看得出：對(duì)比擠壓，風(fēng)干應(yīng)設(shè)定為量 大、時(shí)短的形式，時(shí)間太長(zhǎng)，濾餅易干而龜裂，造成出 氣不暢。即在壓濾機(jī)運(yùn)行時(shí)應(yīng)提高擠壓質(zhì)量，控制 風(fēng)干用氣。 另外對(duì)于壓濾機(jī)的運(yùn)行影響較大的就是濾布和 格子板。 濾布需要經(jīng)常清洗。具體辦法是把程序選擇 “結(jié)束”狀況，參數(shù)改為1或2個(gè)循環(huán)即可。清洗格 子板可以用清液泵打清液至低液位的泥漿桶，用“試 驗(yàn)”方式來(lái)運(yùn)行壓濾機(jī)2～3個(gè)循環(huán)。這與傳統(tǒng)的清 洗格子板的方法相比，既省時(shí)、省力，又減少對(duì)壓濾機(jī)的損害。

結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，壓濾系統(tǒng)自進(jìn)行改造后，現(xiàn)在已經(jīng)能 夠連續(xù)穩(wěn)定按照設(shè)計(jì)的要求運(yùn)行。廢液治理能力達(dá) 到設(shè)計(jì)要求，濾餅水分在46％～50％，濾餅厚度在 12～16 mm，產(chǎn)量大約在26 t／h，濾液濁度大約為100 ppm、pH值在6.0～9.0，符合排放要求。

壓濾系統(tǒng)中仍有待需要解決的問(wèn)題：

1)由于濾布刮刀對(duì)緊貼濾布表面的泥漿的刮除效果不好，以及Filter Press Cloth的內(nèi)外側(cè)在過(guò)濾時(shí)均可充 當(dāng)濾面的特點(diǎn)，這樣在卸料時(shí)，一部分泥漿會(huì)落在排濾液的格子板中，而上一循環(huán)未被洗凈的濾布的泥漿在過(guò)濾階段會(huì)由濾液帶出進(jìn)入格子板中，這樣造 成清液桶出渾水。

2)壓濾機(jī)自動(dòng)化控制程度較高，傳感元件感應(yīng) 要求精確，這就要求一些傳感元件的位置不能有稍 微的偏差，否則將報(bào)警停機(jī)。

3)壓濾機(jī)閥芯(特別是液壓的閥套)、濾布運(yùn)行 周期相對(duì)較短。

4)料漿的溫度在系統(tǒng)運(yùn)行中太高，對(duì)壓濾機(jī)設(shè) 備本體(特別是隔膜)損害較大。

作者：蘭孝臣教授，王遠(yuǎn)教授