带式过滤机在纯碱废液分砂过程中的应用

肖燕军，熊 伟，李建刚

(江西晶昊盐化有限公司，江西 樟树 331200)

江西晶昊盐化有限公司纯碱项目于2018年7月28日建成投产，配套建设有废液分砂装置，主要设备有旋液分离器和螺旋分砂机，其主要作用是将重碱车间废液输送泵送过来的废液进行固液分离，除掉废液中的废渣，分离出来的废渣外排到厂房外地面再装车运走。

由于旋液分离器分离效果不佳，很难将废液中颗粒状物全部进行分离，且分离出的固体颗粒含较多水分和盐分，堆放到地面容易污染环境，分离出来的废渣含盐分较高(具体成分见表1)也无法再使用。为解决此问题，江西晶昊盐化有限公司于2020年引进二台水平真空带式过滤机，用于废液分砂系统降低废渣水分和盐分，取得较好的效果。

表1 氨碱废渣成分

1 废液分砂工艺流程

重碱蒸吸废液泵输送过来的废液进入旋液分离器进行分离，离心分离出的澄清液进入淡钙液降温工序进行闪发降温后送入混合桶。废液中的大部分固体颗粒由分离器出料口流出，进入到螺旋分砂机进行进一步分离，分离后的废渣则通过分砂机出口溜子(在带式过滤机滤液的冲洗下)流入进料桶。当进料桶中的含固率达到 30%左右时，通过进料泵送到带式过滤机进料口进行过滤。同时使用制盐冷凝水冲洗滤布。带滤机分离后的废渣由汽车运输至堆场。滤液先后经过排液罐和集液罐，一部分自流进入带式过滤机滤液桶，通过滤液泵送去冲洗螺旋分砂机出口溜子或送去混合桶；另一部分带式过滤机滤液与带式过滤机冲洗废水流入进料桶调配进料废液。排液罐和集液罐中的废气用水环式真空泵抽走。生产过程中所产生的废水经水沟流入集液槽中，通过液下泵送出。

图1 废液分砂工艺流程

2 水平真空带式过滤机应用

2.1 水平真空带式过滤机主要技术参数

总长度 12.7 m

总宽度 1.8 m

处理能力 83 t/h(密度1 250～1 390 kg/m3)

滤饼处理能力 6 t/h

处理废液量的变化范围 30%～120%

废液浓度范围 30～50 wt%

2.2 水平真空带式过滤机工艺流程

连续水平真空带式过滤机以滤布为过滤介质，是充分利用物料重力和真空吸力实现固液分离的高效分离设备。采用整体可拆式的过滤盘作为真空室，滤布由电机拖动连续运行。过滤行程开始时，滤盘在真空状态下与滤布同步运行；在非真空状态下，滤盘与滤布作相对运行。由进料桶搅拌后的含水废渣通过进料泵送至高位槽，经阀门由鱼尾形料浆分布器均布在滤带上，滤布上料浆在真空吸力的作用下进行滤抽。直到真空滤盘碰到接近开关装置并切断真空，此时真空滤盘在汽缸的拖动下迅速返回到原始位置，滤带在电机的拖动下继续运行，这样周而复始进行真空抽滤、洗涤、再抽滤，滤饼在卸料辊处被刮刀装置刮离卸除，滤布经清洗后获得再生，再经过一组支承辊和纠偏装置重新进入过滤区。滤液在集液罐中随着滤盘返回时排出，经收集罐收集后进入滤液桶，经滤液泵送去冲洗螺旋分砂机出口溜子或送去混合桶。

2.3 水平真空带式过滤机主要部件

1)加料装置：采用鱼尾形加料斗，内有若干条导向筋条，使料浆均布于滤带上，确保得到良好的、厚薄均匀的滤层，在加料装置稍后一点地方，装有橡胶隔离器，以便可控制加料区。由阀门控制加料速度，加料装置的高低位置及倾斜角方位均可调节。安装加料装置时应保证加入料浆的流动方向应与滤布的移动方向相反，加料点应在真空室起点位置或之前，这样，物料到达滤布上不会立即收到真空的作用，形成一个自然沉降区，粗颗粒可优先沉降，避免破坏滤饼，从而可提高过滤的速率和质量。

图2 水平真空带式过滤机结构简图

2)洗涤装置：用于加洗涤液，使用的洗涤液需要有一定的压力，喷射出来的洗涤液呈平面扇形，安装时，喷嘴距离滤饼100 mm以上，喷射方向应调节一致，以保证能均匀的喷射于滤饼上。使用时应注意洗涤液要澄清，否则容易堵塞喷嘴孔。

3)头轮及传动装置：头轮由碳钢制作，外包耐酸橡胶。传动装置由变频调速电机与减速箱构成。整个动力系统的调速视物料不同而进行调节。一般调节范围在0.36～6 m/min，张紧后滤布借助滤布与头轮之间的摩擦力而连续运动，滤布运动的速度即头轮的线速度应与返回气缸推出的前移速度相同。

4)滤室装置：用来提供负压的主要部件，滤室主要由滤盘、出液管、格栅、多孔滤板，钢性托架及滚轮组成。滤室上面铺设滤布，真空吸滤时与滤布同步向前移动。回行时切断真空通入大气，滤布与真空室脱开，滤室迅速被返回气缸拖回。整个滤室装置一般由数个滤室组成，各个滤室之间由橡胶垫隔开。每个滤室都通过出滤管和吸滤管同集液管系统挠性连接，使滤室在行进中进行抽滤或排空。

整个滤室根据过滤工艺的需要可分成沉降区、过滤区、洗涤区、吸干区。可分别用活动隔离器隔开。各个区域根据需要移动隔离器可得到各种不同的洗液和产品。由于真空室保持水平状态，整个过滤过程中，滤饼始终处于水平状态，经过过滤，多次洗涤，干燥后可获得最佳效果。

5)清洗装置：用来清洗卸渣后的滤布及橡胶带，设有喷水管。喷出的压力水对滤布进行双面清洗，使滤布每经过一次卸渣后都能获得清洗再生。

6)机架：由扁管焊接或螺栓连接而成。机架具有足够的刚性，能很好的承受胶带的张力，根据现场环境有腐蚀性，机架材质选用不锈钢。

7)滤布：采用聚酯单丝过滤网，强度高，透气性好，可肩负过滤与传送两种功能，且易于清洗再生。

8)气控柜：由电磁换向阀、三联体等组成，主要为调偏气缸及真空箱支撑气缸提供气源。

9)管路系统：包括真空自动排液罐、排液总管、吸液软管、密封水管等。

10)电控系统：包括驱动电机的启动和停止，用于操作主电机及变频调速；滤布调偏、张紧装置的手动调整及自动控制；真空罐的液面控制等。

11)真空泵：采用水环式真空泵，皮带轮传动，配套带式过滤机使用，最大抽速35 m3/min，日常一开一备。

3 试运行中的问题及解决办法

3.1 试运行中的问题

3.1.1 进料波动

原设计工艺流程中，进料桶里的废渣混合液是用进料泵输送到带式过滤机，存在的问题：用阀门控制出料量大小时，下料量开大了超出带式过滤机负荷，容易造成带式过滤机跳停或拉稀，阀门关小后压力低易造成输送管线堵塞，废渣混合料无法正常输送，带式过滤机也不能正常运行。虽经反复尝试和不断改造，用泵输送混合液，不能正常运行。

3.1.2 滤布使用周期短

用滤液冲洗溜管，因为滤液循环使用，其盐分和活性氧化钙逐渐增大，导致滤布透水性能下降，使用周期短。

3.1.3 废渣运输困难、污染环境

带式过滤机滤饼原设计是头部刮刀刮料直接进入下料溜子，用汽车接住后转运，因废渣受真空度波动或者操作影响，经常性含水分较多，导致现场地面存留废液，影响环境卫生。

3.2 解决办法

3.2.1 改变带滤机进料口位置和斜度

通过对现场实际运行情况进行分析，取消从进料桶输送废液混合砂，改为直接从螺旋分砂机下料口下料，并保证进料管线有一定倾斜角度，同时在分砂机下料口加装一根冲洗水管，把固液比控制在 30%～50% 之间，经过改造，解决了输送管线经常性堵塞现象，带式过滤机运行正常。

3.2.2 分砂机加装冲洗水

为了进一步降低废渣中氯化钠和活性氧化钙的含量，采取加水洗涤，对废液分砂工艺再次改进，在螺旋分砂机中部再加装一根洗水管线，此次改造后，螺旋分砂机起到分砂、搅拌和分离的作用，代替原设计进料桶调节固液比含量和分离的作用，有效的降低废渣中的氯化钠和活性氧化钙含量。不易堵塞滤布，滤布使用周期从5天左右延长到12天。

3.2.3 增加废渣皮带输送机和临时库房

针对第3.1.3节的问题，在带滤机头部下料溜子出口安装废渣皮带输送机及走廊平台，废渣直接输送到废渣临时库房，库房容积能满足近10天的废渣存放，待废渣自然干燥后再由汽车进行转运，此举减少了运输过程中漏液，解决了之前存在诸多环保问题。

4 使用效果

从上述表1、表2数据可知，废碱渣中NaCl含量由原来9.5%降到1%左右，说明带滤机对碱渣中氯的去除效果良好，达到了设计要求，洗涤后废渣达到环保利用要求，同时减少废液中固体含量，减轻了采卤输送泵的磨损，延长了设备使用寿命。

表2 分级清洗后废碱渣成分组成(单位：%)

5 后续还需改进的问题

1)由于旋液分离器及带式过滤机进料阀门还处于手动控制，遇到废液含砂量波动时难以做到及时调整，容易造成带式过滤机超负荷跳停或者拉稀现象，需要进一步作自动化远程操作方面的改进，做到进料系统和带滤机操作智能一体化化控制。

2)带滤机滤板、格栅容易堵塞结疤，清理难度较大。下一步考虑将滤板、格栅材质改为不锈钢，定期利用高压清洗机进行清洗除疤，既不会损坏滤板和格栅，又可以节省大量清理时间，减少劳动强度。

3)带滤机滤布目前采取在线高压清洗，能适当延长滤布使用周期。但滤布与废渣接触容易磨损，需提高滤布耐磨性，降低备件成本。

4)因石灰石含砂量较多，造成废液含渣量偏大，带滤机容易超负荷运行自停，下一步将就提高滤布透水性和提高真空度作深入研究。

6 结 语

水平真空带式过滤机首次在纯碱废液分砂环保利用项目中使用，取得了较好效果，但使用还不很成熟，运行还不很稳定，我们相信随着使用经验的积累和对其技术上改进，会在纯碱废液分砂环保利用生产工艺中发挥其重要的作用。