簡介
加壓過濾機是我國近年來研製成功的一種新型、高效煤泥脫水設備,它主要有5大部件,核心部分是過濾裝置。過濾裝置的工作效果是影響加壓過濾機產品指標的主要因素。加壓過濾機是靠增大壓差來實現物料固液分離的。在過濾壓差提高5～6倍的情況下,過濾裝置具有過濾速度快、部件承受壓力高等特點,這就給加壓過濾機的過濾裝置提出了特殊要求。因此,不是任何一台過濾機都可裝入加壓倉內改裝成加壓過濾機的。基於上述原因,作為加壓過濾機的過濾裝置,在結構設計和參數選擇上比照真空過濾機要相應的改變,以適應加壓過濾機的特定要求。
1、加壓過濾機的工作原理
加壓過濾機是將一特製的過濾裝置裝入壓力容器——加壓倉內,加壓倉內通入一定壓力的壓縮空氣,過濾裝置在正壓差下工作,濾盤在裝有煤漿的過濾槽中轉動。在過濾階段,過濾區的濾盤內腔通過濾液管、分配閥與大氣相通,因此在濾盤內外腔形成壓力差,使煤漿懸浮液中的液體通過過濾介質形成濾液,並經濾液管、分配閥排至機外;同時,在濾盤上截留煤漿懸浮液中的固體顆粒形成濾餅。濾盤離開液面後即進入乾燥區,濾餅內的液體逐漸被蒸發成氣體排出,然後經過過渡區,進入卸料區。卸料區通過分配閥與加壓倉內的壓氣相通,在有一定壓差的狀態下,濾餅由刮刀刮入卸料槽。
2、研製適用於ABS裝置的加壓過濾機
2000年,蘭州石化公司ABS裝置經過擴產改造,裝置生產能力由2×104t/a提高到5×104t/a。其中,新建的3×104t/aABS粉料生產裝置生產是由3台連續進料離心機來完成,其處理ABS粉料能力為8000t/a(乾基)。正常生產時,離心機脫出的母液中含有0.5%(質量分數)左右的ABS細粉料。以6m3/h排放量計算,每天排放到廢水單元的ABS粉料約720kg(乾基),不僅增加了單耗,而且造成了環境污染。因此,研製一套母液粉料回收系統勢在必行。
2001年,基於對加壓過濾機原理及工作過程的的研究,同時借鑑了煤泥脫水行業的成功經驗,經過不斷的實驗和改進,研製了一台過濾截面為15m2的加壓過濾機,套用於ABS母液粉料回收中。經過1年多運行,該過濾機性能穩定、可靠,解決了控制ABS的流失、降低生產單耗等問題,大大提高了裝置外排化污水的水質。
3、加壓過濾機的試驗套用
用於實驗的加壓過濾機採用單層5組、250目的過濾網。離心機母液中固體顆粒含量平均為0.6%(質量分數),加料量為5m3/h。試驗採用手動控制進料,氣動振動下部卸料。試驗共進行了4組,結果如下:過濾時間30min,濾餅重量22.7kg, 濾餅水含率為42%(質量分數),回收率為95.90%;過濾時間45min,濾餅重量34.5kg, 濾餅水含率為49%(質量分數),回收率為95.58%;過濾時間60min,濾餅重量45.2kg, 濾餅水含率為39%(質量分數),回收率為97.87%;過濾時間120min,濾餅重量105.7kg, 濾餅水含率為59%(質量分數),回收率為96.23%。
從試驗數據看,回收效果明顯,具有較好的使用價值。在每次試驗結束後,打開設備檢查濾板情況時發現,在第3、4組試驗中,濾網有較大的變形、扭曲現象。分析其原因認為:主要是濾網間粘料過多,使濾網由於擠壓發生形變,同時濾網本身機械強度不足。
4、工業化試驗的問題及改進措施
4.1 工業化試驗的問題
單層過濾網的強度不足;過濾網(板)上粘結的ABS濾餅通過振動卸料中很難徹底分離;設備何時開始卸料才能保證設備安全運行;設備自動化水平低,現場操作勞動強度大,不適合投入工業化運行。
4.2 試驗存在問題的解決方案
4.2.1 設備及工藝系統的改進措施
將單層過濾網改為多層不鏽鋼複合編制網,過濾元件仍然採用5組。取消原設計中的下部卸料,將卸料方式改為上部卸料。這種改進有利於液體沖刷作用,使濾網(板)能夠充分洗滌乾淨,不需要頻繁打開設備檢查清理殘留濾餅,保證過濾效率和設備的安全可靠性。對於確認卸料開始執行的原則遵Ñ以下兩點:其一,在每一個過濾/濃縮工藝過程結束後,濾網上不應存留物料;其二,在每一個過濾/濃縮工藝過程結束後,進入淤漿槽的回收母液濃度要適當,以不影響淤漿濃度大範圍波動為宜。
4.2.2 控制系統的改進
為了降低現場操作勞動強度,便於工業化放大生產,根據性能考核試驗結果及現場實際操作環境,對於控制系統做了較大的調整和改進。
1 全部控制由中心控制室DCS來完成;
2 濾液管路設定流量調節迴路,與濾液閥聯鎖,流量設定值為6.5m3/h,最大可達到10m /h;
3 濾液儲罐設有低料位聯鎖;
4 現場過濾器設兩個壓力測點,一為現場指示表,另一個為壓力變送器,信號送DCS,當過濾器壓力達到0.3MPa時,停止過濾直接將系統切換到卸料狀態。
5、運行效果
經過放大完善後的母液回收系統,在裝置系統內投入運行3個月,使用狀況良好,ABS粉料的平均回收率達到90%以上,工藝控制系統運行穩定,且大大改善了裝置外排化污水的水質。
6、結論
加壓過濾機在ABS母液自動回收系統的成功使用,降低了ABS生產裝置的生產損耗,減小了對環境的污染。採用密封加壓高效薄板過濾元件、振動和鼓泡相結合的濕法卸料方式,主機物料與系統物料構成閉合系統,物料損失少,DCS自動控制使單機實現自動連續操作,運行成本低,維修簡單,為類似稀薄物料濾液處理提供可借鑑的依據。□
