带滤机真空集液装置改造

孟庆华，朱星科2，王 磊

(1.连云港碱业有限公司，江苏 连云港 222042；2.金昌氨碱源化工有限公司，甘肃 金昌 737200)

在目前国内纯碱生产系统的滤过工序中采用新型真空带式滤碱机 (以下简称带滤机)，比传统的转鼓滤碱机和离心机具有能耗低、洗水当量低、滤过损失低、操作强度低等优点，已被越来越多的纯碱企业采用，所以国内近十五年真空带式滤碱机的使用已经成为了主流，并且逐步淘汰传统的转鼓滤碱机和离心机。带滤机在我国纯碱行业应用始于21世纪初，起步较晚，而国外一些发达国家在上世纪末或者更早时期完成过滤装置改进，随着国外技术交流以及对引进带滤机消化吸收，带滤机开始应用到国内纯碱生产企业。然而国内使用的带式滤碱机很多为进口设备，其缺点是易损部分使用周期短、价格昂贵、采购难度大，所以最近几年，国内的带滤机制造厂家加大国产化改造和修理力度。本文主要结合国内纯碱厂在使用重碱带式滤碱机过程中母液膨胀的问题进行分析探讨，国产带式滤碱机对真空室的密封带和滑台的结构进行重新设计，提出一些改进措施，有效的降低了母液膨胀，希望能够对国内纯碱厂和带滤机制造厂家有所帮助。

1 母液膨胀的原因及母液膨胀带来的问题

纯碱生产的滤过或者离心机二次脱水过程中，除了固液分离后剩余的液体，还有为了满足产品质量要求降低盐分而加入的洗水等，通常使用煅烧工序送来的炉气洗涤液进行洗盐分，这些液体均进行综合回收，形成了母液。由于母液存在大量的氨，回收后的母液要进行蒸氨处理，蒸氨后的液体基本就是废液，送至渣场或综合利用。带式滤碱机的使用，与传统的转鼓式滤碱机相比较，增加了滤布清洗和密封带滑台润滑用水，两台80 m2的带滤机一般会增加母液量在40 m3/h。母液增加后带来的母液膨胀所产生的后果，就是冲淡了母液的浓度，当用低压汽对其进行蒸氨处理时，低压汽用量增大，造成能耗的增加。同时蒸氨后的废液量也进一步增加，造成了渣场储存压力的增加，特别在目前国家环保形势严峻的情况下。

在传统的工艺操作中，一般减少炉气洗涤液的输送量，将1/3的量输送至冷母液桶。

以下内容主要结合鑫山重工在对带滤机滑台部位的专利技术改造进行阐述，减少了带滤机运行中的用水量，从而缓解了母液膨胀。

2 带滤机真空集液装置的结构及分析

真空集液装置是影响过滤效果的关键部件。

传统设计中，真空集液装置通常由运行胶带、真空盒、摩擦带、集液总管等组成。真空盒是排液胶带底面滤液的汇集处，其中心线应与排液带及中心排孔的中心线相重合，滤液经胶带进入真空箱的滑台后再从下面通道排出。真空盒断面呈V形，材质采用耐腐蚀316L不锈钢制成。带滤机运行时，真空盒固定不动，运行胶带在上面运行。真空盒采用分节联结成整体，每节均有管口与集液总管相连形成真空集液系统。在真空箱与运行胶带间设计有一环形带；并以水进行密封(摩擦带在真空盒的高分子滑台上随胶带运行)，水既可作为密封装置的润滑剂又可作冷却剂，形成非常有效的真空密封；环形摩擦带随胶带一起运动，使水平胶带不受摩损。环形摩擦带在高分子滑台上运行尽管有水润滑但仍有磨损，一定时间后需要更换，为了便于更换摩擦带， 环形摩擦带设计成可更换结构，更换时真空盒处于低位， 有利于更换摩擦带。

3 改进方式

目前进口带式滤碱机使用的运行胶带真空集液装置的支撑多采用传统设计的滑台及摩擦带承托方式，此承托方式结构简单，成本低，但是运行时润滑水量大，润滑水要求是软水，直接造成母液膨胀。大部分厂家为解决母液膨胀问题，将软水更换为废淡液，因废淡液中含氨较高，非常容易损坏滑台与摩擦带，使用寿命不到4个月，靠频繁更换部件，维持正常生产。随着使用过程中操作技术的不断积累，通过对该部位装置的改进，使得原有的真空带式滤碱机运行中存在母液膨胀的问题也得到了很好的解决。

3.1 改进摩擦带的承托方式

进口带滤机及其他生产厂家，在摩擦带的承托方式上基本都是采用滑台模式，这种方式有其自身的优点，但是也存在很多缺点：

1)滑台及摩擦带承托方式，在设备运行时，由于胶带和滑台是面接触，胶带与物料的重量，再加上真空负压所产生的吸力，都增加了摩擦带与滑台之间的摩擦力系数，从而增加了两者之间的摩擦力，这种摩擦力是无用的，只会加上摩擦带和滑台的损坏。所以为了减少两者之间的摩擦力，就必须减少摩擦系数，通常所采用方式就是加入润滑水，润滑水的使用直接导致了母液的膨胀。

2)过多的润滑水会导致运行胶带与主驱动滚筒之间打滑。

3)面接触的摩擦，特别在摩擦带速度提高后，摩擦带容发热，导致摩擦带的拉长、损坏，在回程区域，拉长的摩擦带抖动异常，严重时很容易脱落。因此为了降低该区域的温度，往往会在设备运行时增加润滑水的流量，从而直接增加了洗水当量，进一步导致母液膨胀。

图1 改造前的承托装置

改进措施：通过长期的现场观察和试验，鑫山重工在保证带滤机运行安全稳定的前提下，改进了承托方式，将滑台改为特制高分子托辊(已申请专利)。

图2 改造后的承托装置

托辊的运行属于滚动摩擦，物料负荷加大时摩擦力小，设备可以高速运转，从而可以使得设备提升运行负荷30%以上。同时滑动变为滚动后，摩擦带与承托之间的接触阻力减少，基本不会产生异常温升，所以也进一步减少了润滑水的使用。摩擦带的使用寿命也得到相应的延长。

总之，承托方式的改进，带滤机选用高分子托辊支撑橡胶带后，胶带便于调整，维护方便，且运行时无需加水润滑，摩擦系数低，完全消除了设备胶带打滑现象；该新型托辊更换简便，不用拆卸机架，胶带运行平稳，胶带工作面平整不变形。润滑水的节省直接降低了母液膨胀！

3.2 新增加滑台水回收装置

改变滑台结构后，滑台水多由真空盒外侧溢流，在真空盒外侧下方设置回收水槽，润滑水落入回收水槽内，再进入滑台润滑水储存罐，由水泵重新供给设备使用，循环利用，节约水量达50%，从而解决母液膨胀问题。

表1 真空集液装置改造前后的指标对比

4 缓解母液膨胀其它的工艺改进措施

针对联碱过滤工序特点，鑫山重工对带滤机的母液吸出间区、洗水降氯间区、降水吸干间区，结合现场使用的实际情况，进行了长度精准计算，合理分区，并且设计了一套三级逆流的先进洗涤工艺，控制润滑水、洗涤水用量，洗水当量控制在0.6 m3/t纯碱以下，可以解决了联碱制碱工艺母液膨胀问题。(专利号：ZL201710225426.0)

5 总 结

针对联碱法和氨碱法纯碱生产的工艺特点，对带滤机设备结构不断进行优化设计，除了降低了设备润滑软水耗量，其它各性能均得到有效的提高。与进口带滤机相比，一些核心技术得以突破，对我国纯碱行业可持续高质量发展具有重要意义。