真空帶式過濾機與活塞推料離心機在粘膠生產中的應用對比分析

董志強

（唐山三友化工股份有限公司，河北 唐山 063305）

在粘膠纖維生產中會出現中間產物芒硝（Na2SO4·10H2O），中間產物作為產品需要被過濾析出。在進行技術改造前芒硝生產主要使用臥式活塞推料離心機，經過一系列的技術改造，現在使用真空帶式過濾機過濾析出芒硝，下面對比分析兩種設備在使用中的差距。

1 結構及工藝對比

臥式活塞推料離心機（如圖1所示）由大小不一的兩個轉轂、篩網、機殼、轉轂電機、油泵電機、推料電機、推料軸、空心軸和刮刀等部件組成。運行過程中油泵電機帶動推料軸進行往復推料，轉轂電機帶動轉轂旋轉，液體物料從進料管進入轉轂內部，在離心力的作用下均勻分布到轉轂內的篩網壁上，液體穿過篩網和轉轂濾孔排出轉轂，經機殼母液管排回到系統中，固相物截留在轉轂篩網內，形成環形濾餅層。同時內轉轂在油缸的作用下作相對外轉轂的前后往復運動（50次/min ～70次/min） ，靠內轉轂刮刀及下料刮刀將物料刮出。能在全速運轉下，連續進行進料、分離、洗滌、卸料等工序。具有連續操作、運轉平穩、操作簡便、生產能力大、洗滌效果好、濾餅含濕率較低、維修負責、備件消耗高等特點。

真空帶式過濾機（如圖2所示）是一種以真空負壓為推動力實現固液分離的設備，主要包括以下主要部件：真空箱、濾布、氣液分離器、機架。運行過程中通過水環真空泵運轉抽走真空箱的氣體，物料通過布料器均勻分布在濾布上，在真空負壓的作用下，懸浮液中的液體透過過濾介質（濾布）被抽走，而固體顆粒則被介質截留形成濾餅，從而實現液體和固體的分離。帶式過濾機的主要優點是：過濾方向和沉降方向相同，構造簡單，洗液和濾液分離良好，濾餅脫水較好，濾餅卸除徹底，可以處理難過濾的濾漿。缺點是：過濾面積不大，濾布不能充分利用，占地面積大。

2 生產實際使用情況

在芒硝生產過程中，芒硝是從硫酸及硫酸鈉的溶液中被過濾析出的，物料具有腐蝕性和磨損性。

使用臥式活塞推料離心機時在硫酸鈉顆粒的沖刷下和硫酸的腐蝕下設備備件消耗大，與溶液接觸的部件篩網、轉轂壓環、刮刀、布料盤、螺栓等損壞周期平均為兩個月。因備件損壞造成離心機動平衡效果差，還會導致其他問題的產生，生產不能持續穩定運行且檢修勞動強度大。

使用真空帶式過濾機后由于溶液是均勻分布在濾布上，設備基本無振動，由于濾布材質為合成橡膠，溶液對濾布沒有腐蝕，濾布有緩沖作用，溶液對濾布的磨損微乎其微，設備運行相對離心機較穩定。在實際運行過程中各個部件檢修周期平均為4個月，檢修也是周期性的清理和維護，生產連續穩定，維護簡單。

3 運行維護人工對比

每臺離心機運行需要兩人不間斷的看守，離心機的檢修至少需要5人/次，帶式過濾機的運行需要1人不間斷看守，帶式過濾機的維修需要4人/次。使用真空帶式過濾機比使用離心機在日常運行和檢修上都節約人員。

4 費用消耗對比

通過改造，改變芒硝產出形式，降低備件消耗，提高元明粉產量，穩定生產，減少設備故障，降低職工勞動強度。

4.1 備件費用

通過對2016年—2018年實際生產情況，金屬離心機及帶式濾機年消耗統計分析：一臺提硝離心機一年維護費用為27.5萬元，一臺帶式濾機維護費用為0.78萬元，改造后帶式濾機運行，備件費用年可節約27.5-0.78=26.72萬元。

圖1 臥式活塞推料離心機簡圖

4.2 改造后電耗方面

通過設備運行實測電流：新增帶式濾機（5.5kW）實測電流為：3.5A；水環泵電機75kW運行電流實測電流55A，目前如帶式濾機出現檢修，需使用兩臺金屬離心機才能滿足生產：原離心機運行電流：主電機45kW運行電流電流50A，油泵電機22kW運行電流電流30A，開帶式濾機運行，節約用電，按每度電0.46元計算，全年階段運行時間4000h計算，電機實際電流按60%計算 [（45+22）×2-（75+5.5）]×0.6×0.46×4000=5.9萬元，年可節約費用為5.9萬元。

圖2 真空帶式過濾機簡圖

4.3 提高元明粉產量

改造后，帶式濾機過濾提取的芒硝更徹底，折算可提高元明粉產量0.1t/h，元明粉按價格為330元/t，年階段運行按4000h計算，每年元明粉創效0.1×4000×330=13.2萬元。

每臺離心機價格與帶式真空過濾機價格相差無幾，綜上所述每年使用真空帶式過濾機要比使用離心機節約費用約為40.74萬元。