浅谈卧螺离心机在盐泥固液分离中的应用
2016-12-20张守军
张守军
(连云港碱业有限公司，江苏连云港 222042)
浅谈卧螺离心机在盐泥固液分离中的应用
张守军
(连云港碱业有限公司，江苏连云港 222042)
介绍了液压差速卧螺离心机的工作机理及在盐泥浆液固液分离过程中的应用情况，实践证明在盐泥浆液脱水过程中以离心机代替板框压滤机是可行的。该项目的成功实施对纯碱盐泥脱水、盐分回收具有重要的借鉴意义。
卧式螺旋离心机；盐泥；固液分离；应用
1 盐泥浆液固液分离领域的现状
盐泥浆液是氨碱法生产中利用石灰-纯碱法除去粗盐水中的Ca2+、Mg2+而产生的沉降物，其主要成分包括： NaCl、CaCO3、CaSO4、Mg(OH)2、MgSO4、H2O等。其中固含量约为10%(w/w)，pH值10～12，温度39～42 ℃。目前，盐泥浆大多进行固液分离，盐分进行回收再利用，脱水后泥饼外运堆存。
在泥浆盐分回收利用中我厂先前采用的是XZA(M)Z500/1500型压滤机。其主要结构特点及工作原理：XZA(M)Z500/1500型压滤机主要由主梁、滤板(含滤布)、压紧板、止推板、压紧装置(主要是液压压紧装置)、拉板装置、液压泵站、电控系统及辅助部件等几大部分组成。滤布装在滤板两面。在压紧装置作用下，多块滤板被夹紧在压紧板和止推板之间，每两块滤板之间形成一个封闭的滤室，当给料泵将物料打入滤室后，在入料压力下液相物料(水)通过滤布从滤液孔分离出来，固相物料留在滤室内逐渐形成滤饼，完成压滤机的一个工作循环。
传统的板框压滤机由于自动化程度低需要2～3人进行滤饼卸料，滤布、滤板在高压物料作用下易损坏导致喷料,日常维护中滤布要进行高压水枪冲洗，液压系统的阀组、拉板装置等易出现故障检修，整体人工成本高、占地面积大，现场操作环境差。在当前生产要求日益高效的条件下，需要更加先进的固液分离设备来进行升级替代。
卧式螺旋卸料沉降离心机是目前污泥脱水领域应用广泛且安全可靠、技术先进的设备，具有占用空间小、自动化程度高、可连续稳定生产、操作维修方便、人工使用少等特点，经过调研，该类设备成为我厂板框压滤机的首选替代设备。2013年8月，我厂引入了成都天保1台CS26-4T型卧式螺旋卸料沉降离心机，投入后运行效果基本达到了预期指标。
2 卧式螺旋离心机介绍
2.1 工作原理
图1 卧式螺旋离心机工作原理
卧式螺旋离心机主要是由螺旋体、转鼓与液压差速器三个关键部件组成。待分离的悬浮液通过进料管进入螺旋和转鼓之间的腔体，在主驱动电机带动下螺旋和转鼓进行高速旋转从而形成离心力，转鼓内形成一个环形液池。在离心力作用下，物料中密度大的固体颗粒物沉积在转鼓的内壁上，工作时螺旋体通过液压差速器驱动与转鼓作不等速的相对运动，螺旋体不断将沉积在转鼓内壁上的固体颗粒物刮下来并从排渣口推出，分离后的清液经过螺旋体螺旋内液层通道从转鼓溢流口排出，从而实现固液分离过程。
离心机部件包括：转鼓、螺旋推料器、主驱动电机、液压差速器系统、外壳、底座、隔振器、连接件及控制系统等。
2.2 CS26-4T型卧式螺旋离心机主要特点
1)长度与直径比为4∶1，采用转速高、差速低的系统设计，待分离的悬浮液在腔体内的停留时间长，螺旋对悬浮液的搅动小，分离效果好。
2)差转速自动调节范围(1.0～20.0 r/min)，发生堵料故障时一般无需拆机只要启动螺旋可自动排渣，清除积料。
3)为提升离心机耐磨损、耐腐蚀性能，转鼓、螺旋体材料均采用双相不锈钢A890离心浇注，螺旋叶片采用316L不锈钢；转鼓沿纵长方向点焊316L不锈钢筋条，排泥口采用碳化钨耐磨套，螺旋叶片推料部位耐磨保护采用喷涂碳化钨涂层厚度3 mm。
4)电机及变频器采用ABB品牌，液压差速器采用瑞士VISCOTHERM产品，PLC为西门子S7-200/300，品质好性能可靠。
5)离心机配有自动润滑系统LincolnP301/401,润滑按周期循环运行。
6)系统配置一套PLC控制系统，能根据生产要求从盐泥脱水系统各设备的启动、进料、配药、加药、脱水直至系统停机、清洗全过程自动操作。该系统可以根据负载变化自动调整转鼓与螺旋之间差速。并且有多种异常状态检测、报警和联锁控制功能，以确保脱水系统的运行可靠、安全。
3 工程设计选型
设计技术参数：
单台设备连续进料能力：≥65 m3/h
滤饼含水量： ≤30%(质量比)
滤液中悬浮物含量：≤200 mg/L
离心机运行时间：连续运行
絮凝剂 (分子量≥800万PAM)投加量：≤1 kg/tds (每吨干基固体)
4 装置运行状况
4.1 盐泥固液分离运行数据
表1 运行数据表(2014年9月)
4.2 运行结论
1)卧螺离心机能够有效对盐泥进行固液分离，振值5.3～9.6 mm/s，轴承温度在25.0～31.0 ℃，均能够保持稳定，液压系统稳定，基本能够满足生产需要。
2)卧螺离心机可连续运行，出泥量均匀且出泥的含固体率达到53%以上，有利于外运和堆存，可以有效节省储存空间。
3)卧螺离心机故障率低，自投用以来，出现过偶尔堵料、进料软管接头断裂、主电机轴承振动大、皮带轮磨损等系列问题，通过整改都得到快速解决，主体设备具有良好的运行稳定性。
4)卧螺离心机自动化程度高，操作方便。相对于板框压滤机，卸料时需要3人，日常滤布、滤板清洗、破损更换需要2人，卧螺离离心机1～2人即可操作，可以有效降低劳动用工总量和劳动强度。
5)卧螺离心机具有良好安全环保性能，全封闭式运行，分离效果人为因素影响小，现场环境卫生条件好。而板框压滤机工作时为敞开式，滤布容易阻塞，滤板密封面容易损伤或夹料而造成物料喷出，易形成二次污染，工作环境较差。
5 结 语
卧螺离心机在我厂投入应用已经1年半多了。在盐泥浆的固液分离处理中，无论是技术查定还是生产实际应用卧螺离心机都表现出了良好的设备技术性能，控制技术稳定可靠，生产自动化程度高，生产现场环境整洁，取得了较好的经济效益和社会效益，相信卧螺离心机将在我国纯碱行业得到更加广泛的推广和应用。
TQ114.15
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1005-8370(2016)05-38-03
2016-07-20
张守军(1974—)，1998年7月毕业于南京化工大学应用化学系。连云港碱业有限公司盐水车间设备主任，工程师。
