水平带式过滤机在氨碱厂的应用与技术改造

孙武周，侯梦迪，刘玉山，邓彩虹，董洪达

(连云港碱业有限公司，江苏 连云港 222042)

真空水平带式过滤机在中国纯碱行业中应用始于21世纪初，最早由大化集团于2009年引进第一台进口带滤机，带滤机以环形橡胶带带动滤布在真空室上滑动，可实现连续抽真空，避免了真空箱移动式的真空切换，故进料、过滤、洗涤、脱水、卸料和滤布的清洗再生，整个过程实现了连续作业，因而其生产能力大、过滤效率高、洗涤效果好，滤饼含湿量低。同时，胶带速度、进料量、料浆浓度、洗涤水量、真空度、洗涤区和干燥区均可根据生产需要进行调节。由于其优越的性能、提高产品质量以及节能减排效果显著，逐渐被纯碱行业接受和认可。继大化集团进口带滤机运行以后，国内陆续新建的纯碱厂(如淮安碱厂、天津碱厂和石联化工等)均采用水平带式真空过滤机，部分已投产的纯碱企业根据其实际情况，在场地以及经济条件允许的情况下，也纷纷采用水平带式真空过滤机替代原有真空转鼓过滤机(如广东南碱、杭州龙山和河南金大地等)。就目前各大碱厂使用情况了解，大部分采用法国RPA的水平带式真空过滤机，少数企业采用意大利EIMCO的水平带式真空过滤机。目前海天化工已经投产运行的国产80 m2带滤机，已经投入运行2年左右，其设备均运行稳定，操作方便，生产指标已经达到进口设备。连云港碱业有限公司纯碱生产能力为118万t/a，根据生产能力配套选用水平带式真空过滤机及附属设备。过滤面积80 m2水平带式真空过滤机处理能力为40万t/a(纯碱)，所以选用过滤面积80 m2带滤机两台及其配套4台滤碱机。按照年操作时间8 000 h，333 d连续作业计算。

表1 重碱成分

1 生产流程

出碱液经管道自流到带滤机表面。皮带向前运行的过程中一方面用洗水洗涤，一方面借来自真空泵气体的抽力使重碱吸附在皮带表面上，至带滤机尾部时变成重碱成品，再通过重碱皮带运往煅烧车间。

冲洗滤布洗水使用煅烧炉气洗涤液，洗涤带滤机尾部滤布后,与带滤机润滑台水(脱盐水)汇总自流入二段滤饼洗水箱作为二段滤饼洗水，三段洗水来自原有洗水总管，洗涤带滤机中部重碱，然后通过真空进入2#、3#气液分离器，进行气液分离后，液体自流到一段洗水贮桶，作为一段滤饼洗水洗涤带滤机头部重碱。洗涤后的洗水进入1#气液分离器，进行气液分离。1#气液分离器底部得到的滤过母液与转鼓滤碱机滤过母液并入母液总管自流进入母液桶。1#气液分离器和2#、3#气液分离器顶部出来的气体汇总后送至原尾气总管，进入滤过净氨塔，废淡液洗涤尾气，滤过尾气再经真空气水分离器分离液滴后，进入新增真空泵及原有两台离心真空机，经真空抽气后高空排放。

2 主要设备的选定

本着成熟可靠、能力大、效率高、能耗低、污染少的原则，同时兼顾我公司的生产特点和操作需求，对国内外普遍使用的大型化、系列化设备在性能及投资方面做了分析比较，确定本套装置所用设备全部立足国内，实现降低能耗，节约投资，提高经济效益的目标。根据装置生产能力及4台配套滤碱机，选用2台80 m2水平带式真空过滤机。

3 生产运行中暴露出的问题

3.1 带滤机母液系统与滤碱机母液系统的衔接问题

2020年6月份带式滤碱机投入运行后，湿重碱水分基本控制在14.5%～15.5%。随着产能增加，配套开两台滤碱机以上时，发现带滤机系统气液分离罐液位高，难以降低液位，母液受阻，流速慢，带滤机重碱含水增加到16.5%～18.5%，纯碱盐分指标严重超标，带滤机负荷只有大幅度降低。从现场看，转鼓滤碱机母液管线低于带滤机母液管线，当转鼓滤碱机母液量增加，从而影响带滤机母液流速，使带滤机系统气液分离罐液位难以降低。

3.2 煅烧炉气洗涤液含氨较高问题

带滤机投用后，两台带滤机总的洗水量在55 m3/h，原转鼓真空滤碱机洗水量正常在90 m3/h。由于带滤机洗水用量减少，由重碱车间送往煅烧车间的轻灰炉气洗涤塔的净氨洗水急剧减少，运行后暴露出以下几个问题：

1)炉气中氨和碱尘洗涤不充分，导致进压缩机前炉气中含氨和碱尘量偏高，在中、末冷却器中形成碳铵复盐结晶，影响重碱车间压缩机稳定运行。

2)炉气洗涤塔出气温度同比上升约3～5 ℃，因温度上升造成进压缩机的炉气体积膨胀，影响重碱车间压缩机打气效率。

3)炉气中含氨较高，在重碱下段气仪表调节阀形成氨结晶，导致重碱碳化塔下段气量越来越少，对碳化塔操作带来较大的生产波动。

4)带滤机采用多个喷嘴冲洗滤布，在带滤机卸料处形成水雾，因使用含氨较高的煅烧炉气洗涤液，导致带滤机生产现场氨味大，操作人员不能正常巡检，30 m以外的主控室含氨较大，对操作控制极为不利。

4 针对问题采取的对策

4.1 带滤机母液管线与滤碱机母液管线断开

出带滤机母液单独铺设一条DN600×50管线，分别进入到煅烧工序冷母液桶A、B。

2020年12月改造后，消除母液管线拥堵，稳定了带滤机系统操作,重碱水分明显降低1.2%左右。湿重碱水分每降低1%，中压蒸汽理论消耗可降低37.2 kg/t，而且，由于进煅烧炉重碱水分降低，减少了返碱量，煅烧炉的生产能力提高了约25%～30%，进一步降低了煅烧炉的能耗。水分分析对比如表2。

4.2 加大煅烧炉气洗涤液量，降低炉气含氨

将重碱车间送煅烧车间的轻灰炉气洗涤塔的净氨洗水由35 m3/h调整为40～50 m3/h，净增加脱盐水量约20 m3/h，但易造成重碱车间净氨洗水桶溢流。为解决此问题,在现有的轻灰洗涤液泵出口总管上新增一条DN80管线至冷母液桶， 将这部分膨胀出来的洗涤液送入冷母液桶作为冷母液使用，可降低热母液塔出汽温度。改造如图1。

表2 带滤机重碱水分

净氨洗水改造项目实施后：炉气在轻灰炉气洗涤塔中洗涤更充分，可进一步提高重碱车间压缩机的运行稳定性；轻灰炉气洗涤塔出气温度降低至36～40 ℃，提高压缩机打气效率。

图1 增加去冷母液桶管线

4.3 带滤机冲洗滤布水改用含氨较低的废淡液

我公司带滤机滤布冲洗水采用煅烧来的炉气洗涤液，炉气洗涤液含氨20～42 tt，导致带滤机现场氨严重超标，给操作工巡检、设备维护带来较大的安全隐患。经讨论，改用含氨较低的废淡液冲洗带机滤布。实施后，带滤机现场、主控室基本没有氨味。