橡膠帶式真空過濾機在NaY分子篩水洗過程中應用

張 偉,朱春燕

(中國石化有限公司催化劑齊魯分公司，山東 淄博 255330)

在催化裂化催化劑制作過程中,改性分子篩是最重要的半成品之一。而NaY分子篩的水洗是制作改性分子篩的第一步。NaY分子篩水洗效果，直接決定著改性分子篩的質量。

自1996年以來，我裝置在分子篩洗滌過濾過程中使用間歇式固定盤式真空帶式過濾機(BHS帶機)。隨著日益增加的催化劑產品的市場需求量，BHS帶機的生產能力已經不能滿足我公司日益發展的需要。橡膠帶式濾機是一種新型、高效、連續操作的固液分離設備。生產過程的過濾、洗滌、卸渣、濾布清洗隨膠帶的運行可依次完成，實現了真正意義上的連續運行，從而過濾效率得到提高，能耗下降。為提高分子篩裝置的生產穩定性和連續性，我公司已經在分子篩一次交換過濾洗滌過程中使用橡膠帶式濾機。并取得了較好的效果[1]。為進一步提高裝置的生產能力和分子篩的質量，擬將橡膠帶式濾機用于NaY分子篩的過濾水洗過程。

1 操作參數的選擇

在改性分子篩的生產中，NaY物料的過濾不存在離子的交換反應，其過程為一般的水洗過程。NaY濾餅的厚度，帶機的真空度以及帶機水洗水量決定了NaY物料的水洗效果。選擇合適的濾餅厚度，帶機的真空度以及帶機水洗水量對于分子篩質量的控制以及生產中的能耗具有重要的意義。

1.1 帶機真空度

對于不可壓縮濾餅，濾液通過這兩個多孔層的速率為[2]：

式中 ： V——濾液量，m3；

θ——過濾時間，s；

A——過濾面積，m2；

△P——濾餅和濾布的總壓強降Pa；

L——濾餅厚度，m；

Le——濾布的當量濾餅厚度，m；

μ——濾液粘度，Pa·S；

r——濾餅的比阻，1/m2。

表1和圖1分別為不同真空度下濾餅中氧化鈉含量的變化及交換段真空度對濾餅形態的影響。由表1和圖1中數據可以看出，帶機真空度為bMPa時，水洗水在卸料前不能被吸干，將導致漿液的比重下降，影響裝置的生產能力。隨著真空度的提高，濾餅能保持較平整的狀態，水洗水在卸料前能完全被吸干，氧化鈉含量降低，產品質量穩步提高。繼續提高真空度至a+0.01MPa后，濾餅中氧化鈉含量明顯降低，合格率基本達到100%。但是當繼續提高真空度≥a+0.015MPa時后，濾餅中氧化鈉含量卻升高，合格率降低至99.9%以下，濾餅中有大量裂紋產生，水洗水通過濾餅裂紋流失，導致水洗效果變差。因此，控制交換段真空度易選取為a+0.01MPa。

表1 帶機真空度對濾餅形態的影響

1.2 帯機水洗水量

NaY過濾水洗的目的是為了洗去吸附在分子篩表面的氧化鈉和SiO2。根據生產需要，水洗后NaY濾餅中氧化鈉含量低于b%即可滿足后續工序的需要。因此，在保證NaY濾餅中氧化鈉低于b%的條件下，盡量降低帯機水洗水用量，以降低水耗，達到節能減排的目的。

在保持其它操作條件不變，改變水洗水流量，得到濾餅中氧化鈉含量的變化如圖2所示。從表中數據可以看出，當降低NaY帶機水洗水流量為c時，濾餅中氧化鈉含量較高，合格率較低，帶機的水洗效果較差。當新鮮水的流量提高為c+0.5m3/h時，帶機的水洗效果變好，濾餅中氧化鈉的合格率提升，但仍低于100%。繼續提高水洗水流量至c+1m3/h后，濾餅中氧化鈉的合格率開始出現100%的狀況，當水洗水流量為c+1.5m3/h時，濾餅中氧化鈉合格率達到100%,完全滿足生產的需要。而舊BHS帶機的水洗水流量一般為c+2.5m3/h。由此可見，使用橡膠帶式濾機后，在保證氧化鈉的合格率在100%的狀況下，NaY帶機的水洗水流量可顯著降低。

1.3 NaY濾餅厚度

由于橡膠帶式濾機的驅動裝置為由電機帶動的橡膠驅動輥，其運行頻率可以進行適當調節，通過調整驅動輥運行速度即可調整過濾時間，即控制濾餅的厚度。原BHS帶式濾機驅動裝置的局限性，濾餅厚度最大可控制在dmm。橡膠帶式濾機濾餅厚度可不受驅動裝置的限制，適當增大濾餅的厚度可延長洗滌用水在濾餅內的停留時間，有利于水洗水對NaY濾餅中氧化鈉的洗滌，使得產品質量的提高。根據本裝置的對于產量的要求，將濾餅厚度在原來濾餅厚度的基礎上進行了增大，在保證水洗水量和帶機真空度不變的情況下，得到濾餅厚度與氧化鈉合格率的關系如圖3所示。

圖3 濾餅厚度對NaY濾餅中氧化鈉合格率的影響

由圖3中數據可明顯看出，當濾餅厚度由dcm提高至d+1cm后，濾餅中氧化鈉的合格率均為100%，說明此時濾餅的水洗效果仍然較好。當繼續增大濾餅厚度值d+1.5cm后，濾餅中氧化鈉的合格率開始下降，當增大至d+2cm后，濾餅中氧化鈉的合格率再次下降。根據本裝置的生產能力，將濾餅厚度控制在d+1cm。因此，在保證氧化鈉的合格率為100%的狀況下，使用橡膠帶式濾機后，裝置的生產能力明顯提高。

2 結論

(1) 經優化后，橡膠帶機濾機用于NaY分子篩的過濾水洗獲得了較大的成功，橡膠帶式濾機可顯著提高裝置的生產能力，降低裝置的水耗。

(2) 根據本裝置的生產要求，在保證氧化鈉合格率為100%的情況下，交換段真空度為a+0.01MPa，水洗水流量為c+1.5m3/h，帶機濾餅厚度為d+1cm，為生產的最優條件。