卧螺离心机在氨碱厂盐泥压滤中的应用

李正国，孟庆华

(连云港碱业公司，江苏 连云港 222042)

1 现 状

连云港碱业有限公司氨碱法生产纯碱产能120万t，利用纯碱石灰乳法精制精盐水，澄清桶排盐泥量在60 m3/h，盐泥主要成分：CaCO3：5%，Mg(OH)2：4%，CaSO4、MgSO4、MgCl2、Na2SO4、NaCl：25%，H2O：63%，泥沙：3%；料浆温度38 ℃；泥浆干基固含量为8%～12%。

盐泥压滤的目的是将盐水精制岗位排放的盐泥浆进行固液分离，含氯根液体化盐后返回系统重新利用，对盐泥浆过滤后的盐泥加水混合均匀，配制成合格的白泥浆(氯根：<30 g/L；浆液浓度大于等于≥30%；pH值10～12)送至热电车间用于锅炉烟气脱硫。

盐水车间分别在2013年、2018年新增两台卧式螺旋卸料沉降离心机(型号：CS26-4T，转鼓直径660 mm，设计处理能力50 m3/h；型号：LW760×3040NY，转鼓直径760 mm，设计处理能力：65 m3/h)，拆除三台旧的板框压滤机(型号：XMZ500，即过滤面积500m2，滤板尺寸1500×1500 mm，滤板件数119块，滤室厚度30 mm)。

2 卧螺离心机与板框压滤机的比较

2.1 设备处理能力的比较

卧式螺旋离心机处理能力35 t/h，可实现一台离心机替代2.5台板框压滤机。

2.2 运行成本的比较

板框压滤机与卧式离心机在运行成本方面各有特点，板框压滤机维修费用及人工成本较高，卧螺离心机耗电量和助剂消耗量较大，对比如表1。

表1 运行成本的比较(单位：元)

2.3 操作方式比较及日常维护的优势

卧式螺旋离心机操作比较简单，故障率低。在正常运行状态，两台卧式螺旋离心机仅需一人进行仪表监控操作即可，可实现自动化连续稳定运行。

卧式螺旋离心机维护工作量小、故障率低，日常仅需做好轴承的润滑和半年一次更换传动三角带，三年进行一次返厂修理。

板框压滤机自动化程度低，频繁手动调整进料量及进料压力，且每1～2 h需要3～4人协作卸料。

板框压滤机日常维护工作量大,滤布要进行高压水枪冲洗,滤布、滤板在高压作用下易损坏导致喷料。日常维护中，液压系统的阀组、拉板装置等易出现故障检修。特别在更换滤布和板框方面，工作量非常繁重企业委托第三方检维修单位。整体人工成本高、占地面积大，现场操作环境差。

2.4 结论

卧螺离心机具有占地面积小，投入人力少，固液分离效果佳、检维修费用低、系统集成高、自我保护能力强、安全风险低等特点，适用于我公司的盐泥的处理，处理后制成的白泥浆纯度高、混合均匀、杂物少，氯根低，完全满足热电脱硫的使用,彻底杜绝因白泥浆供应不足或是质量不高造成锅炉烟气脱硫指标不达标情况的发生，大大增加了环保效益。同时也降低岗位职工劳动强度，适应人员不断减少的需要。

卧螺离心机在我公司的应用，切实符合于现代化纯碱生产企业所要求的高效安全设备，带来一场新的生产变革。但离心机在使用过程中也存在一些问题，需要去处理和引起大家的思考和探索改进。

3 卧螺离心机主要构造及原理

卧式螺旋卸料沉降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。在主驱动电机带动下进行高速旋转从而形成离心力，由于离心力的作用，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。

图1 离心机总装图

离心机主要部件说明：

1)进料管：物料从进料管进入离心机进行分离；

2)转鼓：转鼓内完成物料的液固二相分离；

3)螺旋：能连续的把沉渣送至排渣口排出机外；

4)转鼓罩壳：防止离心机运行时物料(滤液、沉渣)飞溅，杜绝安全隐患；

5)传动装置：为离心机总成部件提供动力的装置；

6)皮带罩：防止离心机运行时人员身体接触快速转动的部件被卷入；

7)差速传动装置：使离心机转鼓和螺旋形成差速的主要装置，双变频机型为机械差速器+副电机，液压机型为液压差速器+液压泵站；

8)底架：承载支撑离心机主体的底座机架；

9)大端盖侧轴承座。

4 离心机存在问题及解决办法

4.1 盐泥中有砂子造成离心机振值高

来自石灰车间的灰乳中夹带的砂子配制成合格的苛化液进入钙镁反应器或澄清桶中，通过排盐泥进入离心机。石灰车间灰乳转筛筛孔2.5×2.5 mm，小于2.5 mm的砂子大多进入灰乳中，如若灰乳转筛筛网损坏，进入灰乳系统带入盐水进入离心机的砂子更多。

砂子进入会造成离心机振动值升高，短时间会由3 mm/s升至12 mm/s,极端情况会造成离心机超振动值极限(20 mm/s)保护自停，给设备和生产稳定造成较大影响。

造成离心机螺旋推料器螺旋带顶部碳化钨刮刀磨损，使得转鼓与螺旋推料器刮刀之间间隙(图1中2和3间隔)增大，固体层增厚，增加了转鼓重量，容易造成离心机转鼓不平衡。

解决办法：精制岗位观察石灰来灰乳情况，如出现较大颗粒，主动联系石灰岗位更换或修补灰乳转筛筛网。

流程再造，在盐水精制岗位增加螺旋除砂装置。从配苛化液开始将灰乳和粗盐水混合，进入水力旋流器分离器(FXDS-GK-B，设备尺寸658×326×1653 mm，处理范围大于74 μm)后，混合液从顶部流出，砂子等固体颗粒进入砂水分离器(SF-260,螺旋直径220 mm，电机功率0.55 kW)，经过自然沉淀，通过螺旋除砂绞龙将固体颗粒尤其是大于1.0 mm的颗粒物全部除去，进入料仓汽车运出。保证进入精制系统时就没有砂子等颗粒物，确保没有砂子进入离心机。

此装置从2018年4月投用后，系统中砂子减少90%以上，离心机震值高、螺旋推料刮刀磨损问题得以彻底解决。

4.2 离心机大端轴承容易进水

为追求离心机大直径转鼓，减少转鼓形变，固定转鼓的两侧轴承座距离转鼓箱体外侧距离非常短，尤其是大端侧轴承座(图1中9和4之间)距离箱体仅有30 mm。

由于离心机箱体处挡水环密封不严挡水不彻底，总有部分气液体漏过箱盖与主轴的空隙，沿着主轴透过轴承压盖密封处的毛毡，通过轴承包进入轴承内，短时间就会造成轴承锈蚀、轴承间隙增大；出现轴承异响、噪音大、温度偏高(60 ℃)振动大、不到两个月要更换一次轴承。

解决办法：

1)每班注油，让整个轴承包内充满油脂，水汽无法进入轴承内。

2)原轴承压盖用羊毛毡进行密封，更换轴承时将轴承压盖更换为骨架油封，杜绝水汽进入。

3)增加挡水环；利用轴承箱与离心机箱体之间仅有间隙增加薄双半圆形挡水环，将水挡住。

4)在离心机箱体上增加排气孔，防止气体喷出。

4.3 离心机下料口粘料易堵

盐泥离心后，沉渣中带部分助剂粘度较大，易在离心机下料口粘料，处理不及时容易造成离心机转鼓出料口堵塞，进而造成螺旋推料器堵塞，扭矩瞬间增大，有损坏差速器(国外进口，进货周期长)的风险，给生产带来严重影响。我公司对出离心机后的沉渣用来兑水制作白泥浆。但如果生产水中断且发现不及时，极易堵塞下料口。

1)为避免此种情况发生，在生产水上增加流量计，并接入DCS中，使用我公司制浆专利技术，要求职工1 h巡检一次，设置水量高低限报警值，随时提醒。

2)在离心机下料口处增加200×200 mm观察孔和清理孔，以便发现问题及时处理。

3)在送往热电的白泥浆泵出口管线上增加一管线，在离心机下料口处进行循环。一方面可以大幅度提升白泥浆浓度，二是有循环白泥浆24 h运行，量较生产水量大，基本杜绝下料口堵塞。

4.4 运行费用较高问题

在使用板框压滤机时用的是卧式离心泵Q=30～100 m3/h,H=55 m，配套电机为90 kW，运行电流140 A；现在改为卧式离心泵,Q=10～60 m3/h,H=30 m，电动机N=30 kW，并配备变频器，频率在30 Hz,电流30 A，较原来年节约电费7.2万元/年。

岗位操作人员从14人精简为8人(四班三倒)，节约人工费用60万元/年。

冬季，由于化助剂水温低，造成部分助剂结团，造成浪费。将岗位暖气凝结水引进助剂槽，提高水温。助剂浓度从8‰降至6‰，此两项便可以节约费用30余万元/年。

4.5 离心机的工作能力达不到设计值

两台离心机，不同厂家，通过168 h考核，都只能达到设计值的70%左右。离心机工作转速能够达到其最高转速的60%左右，也不能长期稳定达到其最大转速。

当然也可能是盐泥粘度大，不易从转鼓内壁脱出，容易造成扭矩快速上升，不利于离心机稳定运行。或者是离心机厂家对氨碱厂各个企业具体情况分析不够，没有对症下药。

作为氨碱法纯碱企业，我公司也有自己实际情况，如：盐水精制岗位排放盐泥固含量较低(干基在10%，pH值在10～11)；压滤后要求滤液要清，浊度要低于100 ppm，而对滤饼或滤渣的干基要求低，因为我们要用滤饼加水混合制作白泥浆，送热电脱硫使用。因此各企业在选用时要因企业实际情况而定。

5 总 结

希望制造厂家和企业能够携手共进，把我国离心机研究和应用更进一步。使离心机这种设备如真空带式滤碱机一样，在纯碱行业推广使用，达到提高产品质量，降低能源消耗，增加企业利润的效果。