帶式真空過濾機是一種新型、高效、連續操作的液固分離設備,具有脫水效果好、單位面積處理量大、卸料徹底、濾布易于清洗、使用壽命長、便于維護等特點,在國內外已經用于礦山、冶金、化工、環保等行業。
近兩年來,鄭州研究院在氧化鋁生產中對不同類型的帶式過濾機進行了試驗與應用,在相應的應用與改進工作中積累了不少經驗。2002年氧化鋁中間試驗廠相繼使用了兩臺先進的國產DU-10m2/1300固定室水平帶式真空過濾機進行氫氧化鋁晶種和產品的過濾洗滌作業,這是國產固定室水平帶式真空過濾設備在氧化鋁工業中首次應用。
帶式真空過濾機自投入使用以來,暴露出一系列問題,包括布料工藝、過濾洗滌制度、濾布選擇縫接、糾偏防皺、洗刷再生、設備材質及維護保養等。經過一系列有針對性的改進后,生產效率逐漸提高。
1、濾布選用、維護及配件材質的選用
生產中濾液浮游物含量主要取決于過濾介質的布孔大小,布孔越小,浮游物含量越低,但孔隙過小會影響設備產能。為了延長濾布的使用壽命,需對濾布進行選用,我們選擇了綜合性能較優的一種進口合成纖維絲濾布,這種濾布雖然價格不菲,但經過長時間實踐應用,其單塊濾布使用壽命已經在1年以上,大大節約了耗材費用。
濾布在運行過程中容易發生偏離和褶皺,因此我們對糾偏裝置進行了改進與優化。帶式過濾機在出廠時已帶有濾布自動糾偏裝置,主要通過改變糾偏輥的角度來糾正濾布跑偏,此裝置在濾布空載過程中發生濾布整體偏移時工作良好,但當設備在帶料正常運行時,一旦發生設備故障或因其他原因使軋輥上附著氫氧化鋁固體,導致濾布產生褶皺造成濾布跑偏,此時的糾偏效果不理想。其解決辦法是,在排除安排誤差后,在設備各軋輥附近加裝軋輥沖洗水,解決各部位軋輥的粘料問題,并與廠家合作對糾偏裝置進行了改進,給濾布一個橫向張力,有效地防止濾布過褶。
另外,為了減少濾布的堵塞,在停機后一段時間內需繼續沖洗濾布。此外,還在過濾機下部加裝一個小濃堿槽,可以在設備停機后定期用熱濃堿煮洗濾布,以溶解濾布空隙中的細小氫氧化鋁,同時可以防止濾布變硬、變脆而老化,使濾布在生產中一直保持良好的過濾性能,必須嚴格把好過濾布接口縫合的質量關,適度控制濾布松緊,停止運行后,要放松張緊輥,以防止濾布收縮變形。
由于整個設備在強堿性環境下運行,所以設備和配件的材質必須在較高溫度下具有良好的化學穩定性,同時應選擇耐腐蝕特別是耐堿腐蝕的材料。如果在設備調試過程中,發現集液平衡排液灌采用的不銹鋼材質不耐強堿,其浮筒采用尼龍材料,應根據需要及時更換為耐堿腐蝕的不銹鋼或合金材料。
2、液固分離工藝的調整
生產工藝造成氫氧化鋁料漿的進料固含較高,料漿流動性不好,布料器布料后不能完全鋪敷在濾布上,產生較嚴重的真空泄漏,影響產品的過濾和設備運行。為此,對固液分離工藝進行調整,在進料前加一定量的母液進行稀釋,以降低進料料漿的固含,提高料漿的流動性,使料漿能夠較為均勻地分布在濾帶上。
帶式過濾機生產運行中所需濾布再生用水量較大。一方面造成水系統平衡困難,另一方面洗水帶料需回收利用。為了節約洗滌再生用水,僅在第二次洗滌時使用熱的新水,將二次洗滌后的濾液用做濾布再生清洗用水,然后將清洗用水用泵返回作為一次洗滌用水,一次洗滌后的濾液(通常成為強濾液)送往蒸發。這樣既可保證產品質量,又解決了洗滌用水量較大的問題,同時還回收了濾布和設備上夾帶的細粒氫氧化鋁。
另外,在氫氧化鋁生產中,需進行中間物料氫氧化鋁晶種的過濾及洗滌,晶種與產品相比,其入料液固比和粒度分布差別較大,如設定同一運行條件進行操作,過濾機不能保持在最佳狀態下運行。故在進行晶種過濾時,需降低濾帶速度,同時減少或取消洗滌用水。因此最好在氫氧化鋁生產中對多臺帶式過濾機設定不同的運行條件,分別對產品和晶種進行過濾分離,使每臺設備運行達到最優狀態。在采取有效的措施使設備達到最佳運行狀態以后,用最小量的洗液獲得較優的洗滌效率,即可獲得合格的母液和濾餅。
據悉,10000t氫氧化鋁產能設備固定投資約為50萬元,通過經濟技術估算,在帶式過濾機正常投產后,與其他生產應用的過濾機相比,可減輕工人勞動強度,改善工作環境,提高過濾質量和產能,且每生產10000t氫氧化鋁減少成本17.2萬元。設資金利息率為10%,5年內即可收回全部投資,經濟效益和社會效益非常顯著。
通過對水平帶式過濾機在氫氧化鋁分離中的應用研究,可以得出以下結論:
①通過一系列的應用改進,國產固定室水平帶式真空過濾機可用于氫氧化鋁液固分離,所得母液和濾餅完全滿足要求。
②可以節約過濾分離工段的材料投資,減少設備及動力消耗,改進操作技術條件及操作環境,降低生產成本。
③濾布運行平穩,很少出現起皺跑偏現象,自動化程度高,工人勞動強度大為降低,濾布使用壽命延長,運行費用降低。
近兩年來,鄭州研究院在氧化鋁生產中對不同類型的帶式過濾機進行了試驗與應用,在相應的應用與改進工作中積累了不少經驗。2002年氧化鋁中間試驗廠相繼使用了兩臺先進的國產DU-10m2/1300固定室水平帶式真空過濾機進行氫氧化鋁晶種和產品的過濾洗滌作業,這是國產固定室水平帶式真空過濾設備在氧化鋁工業中首次應用。
帶式真空過濾機自投入使用以來,暴露出一系列問題,包括布料工藝、過濾洗滌制度、濾布選擇縫接、糾偏防皺、洗刷再生、設備材質及維護保養等。經過一系列有針對性的改進后,生產效率逐漸提高。
1、濾布選用、維護及配件材質的選用
生產中濾液浮游物含量主要取決于過濾介質的布孔大小,布孔越小,浮游物含量越低,但孔隙過小會影響設備產能。為了延長濾布的使用壽命,需對濾布進行選用,我們選擇了綜合性能較優的一種進口合成纖維絲濾布,這種濾布雖然價格不菲,但經過長時間實踐應用,其單塊濾布使用壽命已經在1年以上,大大節約了耗材費用。
濾布在運行過程中容易發生偏離和褶皺,因此我們對糾偏裝置進行了改進與優化。帶式過濾機在出廠時已帶有濾布自動糾偏裝置,主要通過改變糾偏輥的角度來糾正濾布跑偏,此裝置在濾布空載過程中發生濾布整體偏移時工作良好,但當設備在帶料正常運行時,一旦發生設備故障或因其他原因使軋輥上附著氫氧化鋁固體,導致濾布產生褶皺造成濾布跑偏,此時的糾偏效果不理想。其解決辦法是,在排除安排誤差后,在設備各軋輥附近加裝軋輥沖洗水,解決各部位軋輥的粘料問題,并與廠家合作對糾偏裝置進行了改進,給濾布一個橫向張力,有效地防止濾布過褶。
另外,為了減少濾布的堵塞,在停機后一段時間內需繼續沖洗濾布。此外,還在過濾機下部加裝一個小濃堿槽,可以在設備停機后定期用熱濃堿煮洗濾布,以溶解濾布空隙中的細小氫氧化鋁,同時可以防止濾布變硬、變脆而老化,使濾布在生產中一直保持良好的過濾性能,必須嚴格把好過濾布接口縫合的質量關,適度控制濾布松緊,停止運行后,要放松張緊輥,以防止濾布收縮變形。
由于整個設備在強堿性環境下運行,所以設備和配件的材質必須在較高溫度下具有良好的化學穩定性,同時應選擇耐腐蝕特別是耐堿腐蝕的材料。如果在設備調試過程中,發現集液平衡排液灌采用的不銹鋼材質不耐強堿,其浮筒采用尼龍材料,應根據需要及時更換為耐堿腐蝕的不銹鋼或合金材料。
2、液固分離工藝的調整
生產工藝造成氫氧化鋁料漿的進料固含較高,料漿流動性不好,布料器布料后不能完全鋪敷在濾布上,產生較嚴重的真空泄漏,影響產品的過濾和設備運行。為此,對固液分離工藝進行調整,在進料前加一定量的母液進行稀釋,以降低進料料漿的固含,提高料漿的流動性,使料漿能夠較為均勻地分布在濾帶上。
帶式過濾機生產運行中所需濾布再生用水量較大。一方面造成水系統平衡困難,另一方面洗水帶料需回收利用。為了節約洗滌再生用水,僅在第二次洗滌時使用熱的新水,將二次洗滌后的濾液用做濾布再生清洗用水,然后將清洗用水用泵返回作為一次洗滌用水,一次洗滌后的濾液(通常成為強濾液)送往蒸發。這樣既可保證產品質量,又解決了洗滌用水量較大的問題,同時還回收了濾布和設備上夾帶的細粒氫氧化鋁。
另外,在氫氧化鋁生產中,需進行中間物料氫氧化鋁晶種的過濾及洗滌,晶種與產品相比,其入料液固比和粒度分布差別較大,如設定同一運行條件進行操作,過濾機不能保持在最佳狀態下運行。故在進行晶種過濾時,需降低濾帶速度,同時減少或取消洗滌用水。因此最好在氫氧化鋁生產中對多臺帶式過濾機設定不同的運行條件,分別對產品和晶種進行過濾分離,使每臺設備運行達到最優狀態。在采取有效的措施使設備達到最佳運行狀態以后,用最小量的洗液獲得較優的洗滌效率,即可獲得合格的母液和濾餅。
據悉,10000t氫氧化鋁產能設備固定投資約為50萬元,通過經濟技術估算,在帶式過濾機正常投產后,與其他生產應用的過濾機相比,可減輕工人勞動強度,改善工作環境,提高過濾質量和產能,且每生產10000t氫氧化鋁減少成本17.2萬元。設資金利息率為10%,5年內即可收回全部投資,經濟效益和社會效益非常顯著。
通過對水平帶式過濾機在氫氧化鋁分離中的應用研究,可以得出以下結論:
①通過一系列的應用改進,國產固定室水平帶式真空過濾機可用于氫氧化鋁液固分離,所得母液和濾餅完全滿足要求。
②可以節約過濾分離工段的材料投資,減少設備及動力消耗,改進操作技術條件及操作環境,降低生產成本。
③濾布運行平穩,很少出現起皺跑偏現象,自動化程度高,工人勞動強度大為降低,濾布使用壽命延長,運行費用降低。