擠壓法重質純堿生產系統改造

韓慶龍，張光明

(唐山三友化工股份有限公司，河北唐山 063305)

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擠壓法重質純堿生產系統改造

韓慶龍，張光明

(唐山三友化工股份有限公司，河北唐山 063305)

對現有擠壓法生產重質純堿工藝流程進行查定分析，查找制約擠壓系統產量因素，提出對篩分系統進行改進，達到優化工藝流程，提高擠壓系統生產能力的目的。

擠壓法；重質純堿；破碎；篩分

1 擠壓法生產重質純堿原理

擠壓法生產重質純堿是一種以機械作用改變物料物理性能的方法。它是以涼堿后70～110 ℃的輕質純堿為原料，在輥式擠壓機中于15～25 MPa的壓力下排出輕灰內的空氣，將堿粉增密壓成均勻的薄片，然后經破碎篩分處理，將大顆粒和細粉返回擠壓機重新擠壓，并將粒度在0.1～1.18 mm的物料作為重質純堿送包裝工序，其堆積密度>0.9 t/m3。

2 工藝流程及現狀

擠壓工序是將輕質純堿經過擠壓機擠壓增密，形成壓餅，壓餅經多級破碎后，成為粗細不均的塊狀重質純堿，得到半成品。半成品分配給能夠控制半成品輸送量的四條計量皮帶機，多余的物料返回半成品刮板或擠壓機料斗。計量皮帶上的半成品均勻進入一級輥式破碎機進行破碎后，落至下方的雙層電磁振動篩進行篩分，篩分后中間部分物料作為成品取走，送入1#成品皮帶機，篩下細粉經過細粉螺旋返回料倉。篩上粗料經螺旋輸送機、計量皮帶進入二級輥式破碎機、振動篩進行二級篩分處理。經過二級篩分后得到的成品重灰進入2#成品皮帶，與皮帶的合格重灰一起經重灰刮板機送至成品車間進行包裝。篩下細粉及篩上粗料進入擠壓機料斗進行再次擠壓。但是，由于設備運行時間長，設備老化，工藝流程復雜，現有的破碎篩分系統處理能力遠小于原設計能力，且由于進口設備的維修維護成本較高，為提高生產能力，對破碎篩分系統進行國產化優化改造迫在眉睫，從而縮短工藝流程，簡化操作，并且進一步的提高破碎篩分系統的處理能力。

3 制約擠壓系統產量原因分析

對擠壓工序破碎及篩分系統取樣分析，實際數據如表1。

在現擠壓機生產能力的情況下(班產90 t左右)，分析上表可看出：1#、4#一級破碎效果不太理想，大顆粒物料較多，相應1#、4#振動篩成品負荷小，試驗數據不能證明其篩分能力。在提高擠壓機進料量時(班產110 t左右)，1#、4#振動篩負荷增大，現場觀察1#、4#篩振動篩分效果差，現生產中，1#、4#振動篩進料量分別約為6～7 t/h。3#破碎機破碎效果尚可，振動篩振動頭全部為進口振動頭，篩分效果也較好，振動篩進料量約為8 t/h。

5#破碎機破碎效果好，成品含量高，其篩分效果不理想，粗料含50%以上成品進入系統重新循環，影響產品產量，5#振動篩收集處理的為1#篩上經5#破碎后的顆粒，處理量約為4 t/h。6#破碎機破碎效果差于5#破碎機，破碎后大顆粒多，使得6#振動篩篩上物料偏多，導致產量低。6#振動篩收集處理的為3#、4#篩上經6#破碎后的顆粒，處理量約為6 t/h。

分析結論：

1)輥間距不可調導致破碎效果不理想造成1.18 mm篩上大粒多，系統循環量大，導致生產產量偏低。

2)振動篩篩分效果受篩網松緊度、振動頭振動及振動臂傳振效果、篩網通透性等影響，處理能力不足。

表1 擠壓工序破碎及篩分系統取樣分析

4 滾筒轉篩試驗

4.1 試驗目的

1)通過模擬試驗，測試滾筒篩處理擠壓法重灰的篩分效果。

2)測定適當的線速度范圍。

3)為下一步的轉篩設計與制造提供依據。

4.2 試驗用品

1)擠壓法5#、6#破碎機出料物料約2.0 t。

2)試驗模擬滾筒篩一臺，篩網選擇0.18 mm孔徑，篩分能力約1 t/h，轉篩電機配備變頻調節器。

3)粒度分析篩、松比重分析儀器等。

4.3 試驗過程及現象描述

1)在試驗前，觀察確認篩網狀態良好，無堵塞、孔洞。

2)關閉進料料斗下插板。

3)開啟試驗轉篩，確認轉篩及進料轉向正確。

4)向小料倉內加堿，并逐漸用進料插板調整轉篩進料量，避免物料從進料端直接串入篩下細料。

5)每隔半小時取篩上粗料及篩下細料留樣，以備進行篩分效果分析；同時觀察物料通過篩網的狀況，細料篩出量由進料端至出料端逐漸減少。

6)每隔一小時停止加料，停止轉篩運行，觀察篩網情況，拍照記錄。

7)按照上述試驗過程首先將2 t物料進行第一遍篩分，篩分結束后，分別對粗料、細料稱重，篩下細料約230 kg(0.18 mm篩下，約占10%)。

8)將細料與篩上粗料按照1:1的比例進行混合后，繼續按照上述試驗過程進行試驗，試驗過程中觀察篩分效果仍然較好，篩網網孔幾乎沒有堵塞，停篩觀察篩網也沒有堵塞。

9)調整轉篩變頻，提高或降低轉篩篩網運行線速度，根據篩下細料出料情況看，線速度過高或者過低后，篩分效果均會變差。

4.4 試驗數據及數據分析

1)試驗數據

根據上述試驗過程取樣，使用頂擊式標準振動篩進行樣品分析，得出結果如表2。

2)試驗結果分析

5#、6#破碎機下所取的原料樣品經過試驗轉篩篩分后，對篩上物料進行分析，其中0.18 mm篩上平均含量約為98.88%，0.18 mm篩下物約為1.12%，0.1 mm篩下物約為0.56%，與進料樣品相比，篩分效果良好；原料進行篩分后，0.1 mm以下物料含量約為0.56%，能夠達到擠壓法產品粒度標準0.1 mm篩下小于5%的要求；將第一遍篩分后的篩上、篩下物料按照1:1進行混合，所得混合物料經過試驗篩進行篩分，對篩上物料進行分析，其中0.18 mm篩上平均含量約為99.03%，0.18 mm篩下物約為0.97%，0.1 mm篩下物約為0.43%，與進料相比，篩分效果較好；試驗滾筒篩進料中0.18 mm篩下細料組分增大至50%后，對篩分效果幾乎沒有影響，現場觀察篩網時，沒有堵網眼的現象；滾筒篩篩分后，不影響擠壓法重灰的粒度與松比重。

表2 5#、6#破碎樣品經試驗篩后對篩上物料分析數據

表3 將篩下料及篩上物料按1∶1混合篩分后對篩上物料分析數據

4.5 試驗結論

通過對5#、6#破碎后物料進行滾筒篩篩分試驗過程以及篩分試驗的數據分析，可以得出如下結論：

1)可以利用滾筒篩對擠壓法破碎后物料進行篩除細料的篩分，且篩分后不會影響擠壓產品質量；試驗用六棱滾筒篩各個篩網面外形為梯形面，表面積為(0.2+0.25)×0.94×0.5×6=1.269 m2，處理能力約為1 t/h，若按比例放大后，可以選用20 t/h的滾筒篩進行布置，篩分處理能力提高后可以減少循環量，提高成品產量10～15 t/班。

2)因細料篩分時選用篩分為0.18 mm的孔徑，篩網強度較低，故需要設計進料絞龍，進行進料輸送并分布，以減緩直接進料對篩網的沖擊，導致篩網變形或破損。

3)篩網設計制造時需要設計便于拆裝的模式，以便篩網更換及長周期停車時篩網的清潔。

4)進料絞龍與轉篩軸設計為兩段，便于調整絞龍的進料量，同時便于絞龍的檢修、更換。

5 改造方案

1)將1#～4#振動篩拆除，用兩臺國產滾筒篩替代；將5#、6#振動篩拆除，用一臺國產滾筒篩替代。

2)用兩套刮板機將1#～4#破碎后物料分別送至兩臺滾筒篩，進行粗料篩分。

3)粗料篩分后，篩上粗料經原5#、6#破碎后由刮板機經溜管送至一樓半成品刮板。

4)將六樓滾筒篩篩下半成品送往五樓滾筒篩篩除0.18 mm篩下物，細粉經溜管分別送至大料倉、小料倉；篩上成品經四層新增成品刮板送往成品包裝。

改造完成后，系統增加兩套刮板機、三臺滾筒篩，減少六臺振動篩，系統電耗變化較小，更換轉篩后，系統篩分處理能力提高可以減少循環量，提高成品產量10～15 t/班。

TQ114.16

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1005-8370(2016)02-34-03

2015-06-24

韓慶龍，河北工業大學畢業，化學工程與工藝專業，現任唐山三友化工股份有限公司生產技術部工藝技術員。