一種排鹽立盤過濾機濾布自動再生裝置研究和應用

付軍

（中鋁中州鋁業有限公司，焦作 454002）

1 前言

氧化鋁生產中由于鋁礦石原料中含有碳酸鹽、添加的石灰中含有未燒透的夾生塊（CaCO3)、以及鋁酸鈉溶液吸收空氣中的CO2等原因，使循環母液在每一輪拜耳法循環過程中大約3%的苛性堿轉化成碳酸鈉，碳酸堿越積越多，這些生成的碳堿Na2CO3對氧化鋁生產系統造成很大的影響，具有很強的副作用，其中包括在管道和蒸發器內結疤嚴重，影響傳熱效率和系統穩定，使溶出和蒸發能耗升高，同時降低氧化鋁溶出率和分解率，所以必須把碳堿分離、結晶析出、過濾出來。

2 生產現狀

堿法氧化鋁生產中，需要將排鹽底流液相固相加以分離的生產過程非常重要。確保經過分離后使指標符合生產要求，結為晶體的碳酸鈉得到分離，同時確保濾布使用周期得到延長。在某氧化鋁廠目前的生產中，一般采用立盤過濾機對排鹽底流進行液固分離。現有的立盤過濾機濾布再生方式為運行3小時后，停車放料改流程，用熱水在盤面外邊沖刷濾布，洗掉濾布經緯間碳酸鈉晶體，使濾布透氣性得到改善，整個過程流程進水約30m3左右，濾布再生時間（生產中斷）約1小時，整個生產過程過濾機運轉率損失增加，流程進水增加，員工勞動強度增加，生產的經濟運行效果變差。

某廠排鹽主要設備為5個蒸發機組帶的強制效，配套兩臺27m2/臺水平帶式過濾機，兩臺20m2/臺轉鼓過濾機1臺120m2立盤過濾機。通過計算系統碳堿比15%左右時強制效析鹽能力約6700噸/月。目前流程能力排鹽6700±噸/月，僅維持系統碳堿比不變，如果降低碳堿比則需提高過濾設備運轉效率提高系統排鹽。

3 原因分析

目前的排鹽立盤過濾機在運行3小時后，因為碳堿吸附結晶造成濾布透氣性差，過濾機運行效率低下，而用傳統的水煮再生濾布，要經過停車、放料、進水、水煮，停車、放水、進料、開車這幾個步驟，整個過程流程進水約30m3左右，濾布再生時間（生產中斷）約1小時，整個生產過程過濾機運轉率損失增加，流程進水增加，員工勞動強度增加，生產的經濟運行效果變差。

4 解決方案

針對上述問題，我們對立盤過濾機增加濾布自動再生裝置，解決立盤過濾機設計上的缺陷，提高立盤過濾機運行周期，同時減輕員工勞動強度。

4.1 立盤過濾機原理

立盤過濾機的一個完整過程要經過過濾、洗滌、脫水、卸料四個工序，分配盤的作用是保證各隔開的小濾室依次完成以上過程。分配盤有不動的閥座（也稱定盤，），隨中心筒轉動的閥盤（也叫動盤）轉動過程上的孔在不同的位置形成正壓吸干，吹風卸餅，負壓過濾功能，同時中心軸不僅起到濾盤支撐作用，同時也是氣、液進出濾盤的通道。物料進入半圓槽后，通過壓差，濾液和濾餅分離，濾液進入底流系統，濾餅進入濾餅槽，可隨噴液進入下一道工序。全廠風為過濾機提供卸餅的動力，通過旋轉，和分配盤上的孔在不同的位置形成正壓吸干，吹風卸餅，在卸餅區保證濾餅正常脫落，風包是減少風壓波動的作用，保證過濾機設備運行穩定。

圖1 為立盤各區分布情況

圖2 為動盤和靜盤結構圖

4.2 解決方案

在吹風流程上增加熱水沖洗流程，見圖三。過濾機在運行過程中，運轉至立盤過濾機卸餅區，利用吹風流程增加一個自動控制進水流程，通過電動閥門3控制間斷引導熱水通過，熱水通過中心軸經過氣、液進出濾盤的通道，對濾布進行再生，通過時間繼電器2控制電動閥門，使熱水在規定時間里對濾布進行沖洗，電動閥設置于熱水管道上，控制熱水間斷通過，熱水通過吹風流程進入中心軸經過氣、液進出濾盤的通道。沖洗掉濾布經緯間碳酸鈉晶體，使濾布透氣性得到改善。

圖3 為立盤過濾機流程圖

5 應用過程和效果

2019年2月4日至2019年7月31日在蒸發車間立盤過濾機新增濾布自動再生裝置，設定每10分鐘自動沖洗一次，一次沖洗一分鐘，為保證整個運行數據的準確性及可對比性，立盤過濾機總進料及其它操作保持穩定，同時對運行數據采集及分析。

2019年2月4日開始運行至3月10日檢修換布，周期34天。

5.1 運行前后數據對比及分析

表1 過濾機運行原始數據平均對比表

結合上原始數據平均對比表，在立盤自動再生系統投用后第一周期34天時間里，整個立盤運行效率較高，排鹽量明顯提高。3月11日開始一直到7月份運行效果良好，見下表2統計數據。

5.2 實施效果

拜耳法生產過程排除流程的碳酸鹽方法很多，比如將達到一定濃度的溶液降低溫度，提高溶液濃度，增加溶液停留時間，包括加種子等等，本文提到的是通過提高過濾機的運行工況達到提高排鹽量，通過驗證每班排鹽能增加約5t，每班流程減少進水約40m3，設備的運行質量得到明顯提高，節約了大量的生產成本，穩定了生產流程，指標也得到優化。

下圖為2019年精液系統碳堿比趨圖

6 效益計算

2019年立盤自動再生系統投用后，系統碳堿比明顯降低，立盤過濾機運行效率明顯提高。統計顯示3月11日到7月31日，按每班立盤過濾機水煮2次計算，共計426個班次，通過濾布再生立盤過濾機共計少進水約17040m3水。

6.1 節汽費用：

按汽水比0.26計算，蒸汽價格為91元/t計算。一個月30天共90個班次，每班次流程少進水40m3。

節汽費用：0.26×40×90×91=85176元/月

月增效85176元

6.2 排鹽產量提高：

2019年濾布再生系統的投入使用，使系統排鹽量得到提高，溶出器和蒸發器以及管道結疤情況得到改善，能耗進一步降低，同時對氧化鋁溶出率和分解率得到改善。

6.3 其他及人工費費用：

濾布再生是過濾機運轉率得到提高，濾布使用周期延長，員工倒流程操作頻次減少，勞動強度降低，整個排鹽生產運行運行工況得到優化，運行質量提高。

7 結語

通過對排鹽立盤過濾機運行工況的攻關，增加濾布再生自動控制系統，提高了過濾機運行效率，減輕崗位員工工作強度，進一步優化生產指標，對整個生產有著積極的意義。