帶濾機真空集液裝置改造

孟慶華，朱星科2，王 磊

(1.連云港堿業有限公司，江蘇 連云港 222042；2.金昌氨堿源化工有限公司，甘肅 金昌 737200)

在目前國內純堿生產系統的濾過工序中采用新型真空帶式濾堿機 (以下簡稱帶濾機)，比傳統的轉鼓濾堿機和離心機具有能耗低、洗水當量低、濾過損失低、操作強度低等優點，已被越來越多的純堿企業采用，所以國內近十五年真空帶式濾堿機的使用已經成為了主流，并且逐步淘汰傳統的轉鼓濾堿機和離心機。帶濾機在我國純堿行業應用始于21世紀初，起步較晚，而國外一些發達國家在上世紀末或者更早時期完成過濾裝置改進，隨著國外技術交流以及對引進帶濾機消化吸收，帶濾機開始應用到國內純堿生產企業。然而國內使用的帶式濾堿機很多為進口設備，其缺點是易損部分使用周期短、價格昂貴、采購難度大，所以最近幾年，國內的帶濾機制造廠家加大國產化改造和修理力度。本文主要結合國內純堿廠在使用重堿帶式濾堿機過程中母液膨脹的問題進行分析探討，國產帶式濾堿機對真空室的密封帶和滑臺的結構進行重新設計，提出一些改進措施，有效的降低了母液膨脹，希望能夠對國內純堿廠和帶濾機制造廠家有所幫助。

1 母液膨脹的原因及母液膨脹帶來的問題

純堿生產的濾過或者離心機二次脫水過程中，除了固液分離后剩余的液體，還有為了滿足產品質量要求降低鹽分而加入的洗水等，通常使用煅燒工序送來的爐氣洗滌液進行洗鹽分，這些液體均進行綜合回收，形成了母液。由于母液存在大量的氨，回收后的母液要進行蒸氨處理，蒸氨后的液體基本就是廢液，送至渣場或綜合利用。帶式濾堿機的使用，與傳統的轉鼓式濾堿機相比較，增加了濾布清洗和密封帶滑臺潤滑用水，兩臺80 m2的帶濾機一般會增加母液量在40 m3/h。母液增加后帶來的母液膨脹所產生的后果，就是沖淡了母液的濃度，當用低壓汽對其進行蒸氨處理時，低壓汽用量增大，造成能耗的增加。同時蒸氨后的廢液量也進一步增加，造成了渣場儲存壓力的增加，特別在目前國家環保形勢嚴峻的情況下。

在傳統的工藝操作中，一般減少爐氣洗滌液的輸送量，將1/3的量輸送至冷母液桶。

以下內容主要結合鑫山重工在對帶濾機滑臺部位的專利技術改造進行闡述，減少了帶濾機運行中的用水量，從而緩解了母液膨脹。

2 帶濾機真空集液裝置的結構及分析

真空集液裝置是影響過濾效果的關鍵部件。

傳統設計中，真空集液裝置通常由運行膠帶、真空盒、摩擦帶、集液總管等組成。真空盒是排液膠帶底面濾液的匯集處，其中心線應與排液帶及中心排孔的中心線相重合，濾液經膠帶進入真空箱的滑臺后再從下面通道排出。真空盒斷面呈V形，材質采用耐腐蝕316L不銹鋼制成。帶濾機運行時，真空盒固定不動，運行膠帶在上面運行。真空盒采用分節聯結成整體，每節均有管口與集液總管相連形成真空集液系統。在真空箱與運行膠帶間設計有一環形帶；并以水進行密封(摩擦帶在真空盒的高分子滑臺上隨膠帶運行)，水既可作為密封裝置的潤滑劑又可作冷卻劑，形成非常有效的真空密封；環形摩擦帶隨膠帶一起運動，使水平膠帶不受摩損。環形摩擦帶在高分子滑臺上運行盡管有水潤滑但仍有磨損，一定時間后需要更換，為了便于更換摩擦帶， 環形摩擦帶設計成可更換結構，更換時真空盒處于低位， 有利于更換摩擦帶。

3 改進方式

目前進口帶式濾堿機使用的運行膠帶真空集液裝置的支撐多采用傳統設計的滑臺及摩擦帶承托方式，此承托方式結構簡單，成本低，但是運行時潤滑水量大，潤滑水要求是軟水，直接造成母液膨脹。大部分廠家為解決母液膨脹問題，將軟水更換為廢淡液，因廢淡液中含氨較高，非常容易損壞滑臺與摩擦帶，使用壽命不到4個月，靠頻繁更換部件，維持正常生產。隨著使用過程中操作技術的不斷積累，通過對該部位裝置的改進，使得原有的真空帶式濾堿機運行中存在母液膨脹的問題也得到了很好的解決。

3.1 改進摩擦帶的承托方式

進口帶濾機及其他生產廠家，在摩擦帶的承托方式上基本都是采用滑臺模式，這種方式有其自身的優點，但是也存在很多缺點：

1)滑臺及摩擦帶承托方式，在設備運行時，由于膠帶和滑臺是面接觸，膠帶與物料的重量，再加上真空負壓所產生的吸力，都增加了摩擦帶與滑臺之間的摩擦力系數，從而增加了兩者之間的摩擦力，這種摩擦力是無用的，只會加上摩擦帶和滑臺的損壞。所以為了減少兩者之間的摩擦力，就必須減少摩擦系數，通常所采用方式就是加入潤滑水，潤滑水的使用直接導致了母液的膨脹。

2)過多的潤滑水會導致運行膠帶與主驅動滾筒之間打滑。

3)面接觸的摩擦，特別在摩擦帶速度提高后，摩擦帶容發熱，導致摩擦帶的拉長、損壞，在回程區域，拉長的摩擦帶抖動異常，嚴重時很容易脫落。因此為了降低該區域的溫度，往往會在設備運行時增加潤滑水的流量，從而直接增加了洗水當量，進一步導致母液膨脹。

圖1 改造前的承托裝置

改進措施：通過長期的現場觀察和試驗，鑫山重工在保證帶濾機運行安全穩定的前提下，改進了承托方式，將滑臺改為特制高分子托輥(已申請專利)。

圖2 改造后的承托裝置

托輥的運行屬于滾動摩擦，物料負荷加大時摩擦力小，設備可以高速運轉，從而可以使得設備提升運行負荷30%以上。同時滑動變為滾動后，摩擦帶與承托之間的接觸阻力減少，基本不會產生異常溫升，所以也進一步減少了潤滑水的使用。摩擦帶的使用壽命也得到相應的延長。

總之，承托方式的改進，帶濾機選用高分子托輥支撐橡膠帶后，膠帶便于調整，維護方便，且運行時無需加水潤滑，摩擦系數低，完全消除了設備膠帶打滑現象；該新型托輥更換簡便，不用拆卸機架，膠帶運行平穩，膠帶工作面平整不變形。潤滑水的節省直接降低了母液膨脹！

3.2 新增加滑臺水回收裝置

改變滑臺結構后，滑臺水多由真空盒外側溢流，在真空盒外側下方設置回收水槽，潤滑水落入回收水槽內，再進入滑臺潤滑水儲存罐，由水泵重新供給設備使用，循環利用，節約水量達50%，從而解決母液膨脹問題。

表1 真空集液裝置改造前后的指標對比

4 緩解母液膨脹其它的工藝改進措施

針對聯堿過濾工序特點，鑫山重工對帶濾機的母液吸出間區、洗水降氯間區、降水吸干間區，結合現場使用的實際情況，進行了長度精準計算，合理分區，并且設計了一套三級逆流的先進洗滌工藝，控制潤滑水、洗滌水用量，洗水當量控制在0.6 m3/t純堿以下，可以解決了聯堿制堿工藝母液膨脹問題。(專利號：ZL201710225426.0)

5 總 結

針對聯堿法和氨堿法純堿生產的工藝特點，對帶濾機設備結構不斷進行優化設計，除了降低了設備潤滑軟水耗量，其它各性能均得到有效的提高。與進口帶濾機相比，一些核心技術得以突破，對我國純堿行業可持續高質量發展具有重要意義。