挤压法重质纯碱生产系统改造

2016-12-20韩庆龙张光明

纯碱工业 2016年2期

关键词：筛网振动筛筛分

韩庆龙，张光明

(唐山三友化工股份有限公司，河北唐山 063305)

挤压法重质纯碱生产系统改造

韩庆龙，张光明

(唐山三友化工股份有限公司，河北唐山 063305)

对现有挤压法生产重质纯碱工艺流程进行查定分析，查找制约挤压系统产量因素，提出对筛分系统进行改进，达到优化工艺流程，提高挤压系统生产能力的目的。

挤压法；重质纯碱；破碎；筛分

1 挤压法生产重质纯碱原理

挤压法生产重质纯碱是一种以机械作用改变物料物理性能的方法。它是以凉碱后70～110 ℃的轻质纯碱为原料，在辊式挤压机中于15～25 MPa的压力下排出轻灰内的空气，将碱粉增密压成均匀的薄片，然后经破碎筛分处理，将大颗粒和细粉返回挤压机重新挤压，并将粒度在0.1～1.18 mm的物料作为重质纯碱送包装工序，其堆积密度>0.9 t/m3。

2 工艺流程及现状

挤压工序是将轻质纯碱经过挤压机挤压增密，形成压饼，压饼经多级破碎后，成为粗细不均的块状重质纯碱，得到半成品。半成品分配给能够控制半成品输送量的四条计量皮带机，多余的物料返回半成品刮板或挤压机料斗。计量皮带上的半成品均匀进入一级辊式破碎机进行破碎后，落至下方的双层电磁振动筛进行筛分，筛分后中间部分物料作为成品取走，送入1#成品皮带机，筛下细粉经过细粉螺旋返回料仓。筛上粗料经螺旋输送机、计量皮带进入二级辊式破碎机、振动筛进行二级筛分处理。经过二级筛分后得到的成品重灰进入2#成品皮带，与皮带的合格重灰一起经重灰刮板机送至成品车间进行包装。筛下细粉及筛上粗料进入挤压机料斗进行再次挤压。但是，由于设备运行时间长，设备老化，工艺流程复杂，现有的破碎筛分系统处理能力远小于原设计能力，且由于进口设备的维修维护成本较高，为提高生产能力，对破碎筛分系统进行国产化优化改造迫在眉睫，从而缩短工艺流程，简化操作，并且进一步的提高破碎筛分系统的处理能力。

3 制约挤压系统产量原因分析

对挤压工序破碎及筛分系统取样分析，实际数据如表1。

在现挤压机生产能力的情况下(班产90 t左右)，分析上表可看出：1#、4#一级破碎效果不太理想，大颗粒物料较多，相应1#、4#振动筛成品负荷小，试验数据不能证明其筛分能力。在提高挤压机进料量时(班产110 t左右)，1#、4#振动筛负荷增大，现场观察1#、4#筛振动筛分效果差，现生产中，1#、4#振动筛进料量分别约为6～7 t/h。3#破碎机破碎效果尚可，振动筛振动头全部为进口振动头，筛分效果也较好，振动筛进料量约为8 t/h。

5#破碎机破碎效果好，成品含量高，其筛分效果不理想，粗料含50%以上成品进入系统重新循环，影响产品产量，5#振动筛收集处理的为1#筛上经5#破碎后的颗粒，处理量约为4 t/h。6#破碎机破碎效果差于5#破碎机，破碎后大颗粒多，使得6#振动筛筛上物料偏多，导致产量低。6#振动筛收集处理的为3#、4#筛上经6#破碎后的颗粒，处理量约为6 t/h。

分析结论：

1)辊间距不可调导致破碎效果不理想造成1.18 mm筛上大粒多，系统循环量大，导致生产产量偏低。

2)振动筛筛分效果受筛网松紧度、振动头振动及振动臂传振效果、筛网通透性等影响，处理能力不足。

表1 挤压工序破碎及筛分系统取样分析

4 滚筒转筛试验

4.1 试验目的

1)通过模拟试验，测试滚筒筛处理挤压法重灰的筛分效果。

2)测定适当的线速度范围。

3)为下一步的转筛设计与制造提供依据。

4.2 试验用品

1)挤压法5#、6#破碎机出料物料约2.0 t。

2)试验模拟滚筒筛一台，筛网选择0.18 mm孔径，筛分能力约1 t/h，转筛电机配备变频调节器。

3)粒度分析筛、松比重分析仪器等。

4.3 试验过程及现象描述

1)在试验前，观察确认筛网状态良好，无堵塞、孔洞。

2)关闭进料料斗下插板。

3)开启试验转筛，确认转筛及进料转向正确。

4)向小料仓内加碱，并逐渐用进料插板调整转筛进料量，避免物料从进料端直接串入筛下细料。

5)每隔半小时取筛上粗料及筛下细料留样，以备进行筛分效果分析；同时观察物料通过筛网的状况，细料筛出量由进料端至出料端逐渐减少。

6)每隔一小时停止加料，停止转筛运行，观察筛网情况，拍照记录。

7)按照上述试验过程首先将2 t物料进行第一遍筛分，筛分结束后，分别对粗料、细料称重，筛下细料约230 kg(0.18 mm筛下，约占10%)。

8)将细料与筛上粗料按照1:1的比例进行混合后，继续按照上述试验过程进行试验，试验过程中观察筛分效果仍然较好，筛网网孔几乎没有堵塞，停筛观察筛网也没有堵塞。

9)调整转筛变频，提高或降低转筛筛网运行线速度，根据筛下细料出料情况看，线速度过高或者过低后，筛分效果均会变差。

4.4 试验数据及数据分析

1)试验数据

根据上述试验过程取样，使用顶击式标准振动筛进行样品分析，得出结果如表2。

2)试验结果分析

5#、6#破碎机下所取的原料样品经过试验转筛筛分后，对筛上物料进行分析，其中0.18 mm筛上平均含量约为98.88%，0.18 mm筛下物约为1.12%，0.1 mm筛下物约为0.56%，与进料样品相比，筛分效果良好；原料进行筛分后，0.1 mm以下物料含量约为0.56%，能够达到挤压法产品粒度标准0.1 mm筛下小于5%的要求；将第一遍筛分后的筛上、筛下物料按照1:1进行混合，所得混合物料经过试验筛进行筛分，对筛上物料进行分析，其中0.18 mm筛上平均含量约为99.03%，0.18 mm筛下物约为0.97%，0.1 mm筛下物约为0.43%，与进料相比，筛分效果较好；试验滚筒筛进料中0.18 mm筛下细料组分增大至50%后，对筛分效果几乎没有影响，现场观察筛网时，没有堵网眼的现象；滚筒筛筛分后，不影响挤压法重灰的粒度与松比重。

表2 5#、6#破碎样品经试验筛后对筛上物料分析数据

表3 将筛下料及筛上物料按1∶1混合筛分后对筛上物料分析数据

4.5 试验结论

通过对5#、6#破碎后物料进行滚筒筛筛分试验过程以及筛分试验的数据分析，可以得出如下结论：

1)可以利用滚筒筛对挤压法破碎后物料进行筛除细料的筛分，且筛分后不会影响挤压产品质量；试验用六棱滚筒筛各个筛网面外形为梯形面，表面积为(0.2+0.25)×0.94×0.5×6=1.269 m2，处理能力约为1 t/h，若按比例放大后，可以选用20 t/h的滚筒筛进行布置，筛分处理能力提高后可以减少循环量，提高成品产量10～15 t/班。

2)因细料筛分时选用筛分为0.18 mm的孔径，筛网强度较低，故需要设计进料绞龙，进行进料输送并分布，以减缓直接进料对筛网的冲击，导致筛网变形或破损。

3)筛网设计制造时需要设计便于拆装的模式，以便筛网更换及长周期停车时筛网的清洁。

4)进料绞龙与转筛轴设计为两段，便于调整绞龙的进料量，同时便于绞龙的检修、更换。