國產聯堿水平真空帶濾機的應用

王福航

（大化集團大連化工股份有限公司，遼寧 大連 116308）

濾堿機是純堿生產中主要設備之一，2006年在大化集團60萬t／a聯堿裝置搬遷改造項目中，國內首次引進2臺水平帶式真空過濾機用于純堿生產裝置。由于進口設備的采購和維護成本較高，售后服務不方便，促使聯堿用帶濾機的研制受到業內人士的重視，我們針對聯堿行業應用水平帶式真空過濾機存在的問題，對聯堿用帶濾機進行研究和設備的創新研制，經調研、設計、制造、安裝、調試過程、歷經兩年多時間，實現了將國產化水平帶式真空過濾機用于聯堿重堿過濾。

1 國產聯堿水平真空帶濾機的研制

重堿的過濾技術性能直接關系到整個純堿生產的產量、質量、能源、工藝消耗、煅燒工序的生產能力以及企業清潔生產水平。特別是在聯堿工藝中，濾堿機洗水當量直接影響母液的平衡，從而影響整個聯堿工藝的運行、生產廢水的排放。

水平真空帶式過濾機在布料、過濾、洗滌、干燥和卸料等方面比傳統的轉鼓真空過濾機具有無法比擬的優越性，并且具有集成化、自動化、大型化、高效率等特性，得到了純堿行業的青睞。尤其是水平真空帶式過濾機用于聯堿更能體現出其優越性，特別是可以實現在較小洗水當量條件下，獲得較高質量的純堿產品，易于控制母液平衡等優勢。

由于聯堿和氨堿工藝有所差異，對重堿過濾設備的要求也會有變化，由于聯堿碳化取出液的固液比、取出液當量及結晶顆粒大小等均有差異，因此，帶濾機在濾餅形成（過濾段）、濾餅洗滌（洗滌段）、濾餅脫水（干燥段）、卸料和濾布洗滌等過程均需重新確定，以滿足于聯堿生產要求。為規避風險，經有過充分討論，我們選擇了先引進消化、再做適應性改造、再進行創新研制的技術路線，同時采用設計和生產相結合，共同研發的方法，實現了水平真空帶式過濾機成功用于聯堿的目標。

2 國產聯堿帶濾機的技術創新

我們通過對進口水平帶式真空濾堿機的消化、吸收和改造，并針對聯堿工藝的技術特點，在國產水平帶式真空濾堿機的研制中進行了如下的技術創新。

1）國內首家制定了用于聯堿生產用水平帶式真空過濾機的設計、制造、安裝和檢驗標準。整體設備全部采用國產配件，實現了全部國產化，利用最短的時間解決了依賴進口的問題，節約外匯、節約投資。

2）針對聯堿母液當量大、固含量低的特點，創新研制了多管進料的箱式布料器，通過在出料口設置帶有可調配重的調節門，實現大流量條件下（400 m3／h）的均勻布料。解決了進口設備布料不均、無法調節的難題。

3）為了進一步降低重堿水分含量，利用水平帶式真空過濾機的干燥段較長的特點，創新研制了重堿預干燥裝置，設置于水平帶式真空過濾機的干燥段，利用低壓飽和蒸汽的溫度對重堿進行預干燥，使得重堿水分降低1%～1.5%，燒成率提高0.5%～1.5%，50～90 kPa的低壓蒸汽消耗僅為20～35kg／t堿。

4）針對濾布帶堿問題，創新研制了濾布清掃專用滾刷代替刮刀，使得濾布帶堿量由2%～3%降低到0.5%～1%，不僅減少了堿的損失，而且延長了濾布的使用壽命。

5）針對聯堿過濾的特殊工況，采用模壓皮帶工作面溝槽方式，開發設計了專用的模具用于制作專用橡膠過濾帶，使得氣液通道更加通暢，過濾速率增加，有效改善固液分離效果，提高過濾能力，降低濾餅含水率，提高濾餅厚度。

6）為了實現生產低鹽和超低鹽純堿產品，清水段采用五噴管噴淋洗滌裝置，通過調解控制噴淋管使用數量來控制調節洗水當量，從而控制重堿含鹽量。同時高效噴嘴的選用，有利于提高洗滌效率，確保重堿含鹽量控制在0.09%～0.25%之間。

7）通過洗水的有效調節使洗水當量更低，達到0.52～0.58m3／t堿，低于同行業最好水平的0.68m3／t堿，使得聯堿系統母液處于收縮狀態，實現更多的洗鹽膨脹鹵水回用，實現了聯堿特有的二次加鹽新技術。

8）為了改善現場環境，在過濾機的布料段、過濾段和洗滌段的上方設置了排氣罩，避免了有害氣體的逸散。

3 國產聯堿帶濾機應用情況

成功研制出的國產化水平帶式真空過濾機，優化了結構設計、部件選型以及材料選擇，較之前引進的進口設備設計更加合理，完全滿足長周期穩定運行的要求。水平真空帶式過濾機帶料試車，一次開車成功。試運行期間運行條件數據見表1。

表1 國產水平真空帶式過濾機運行條件數據

在運行期間，對水平真空帶式過濾機出料成分進行了測定分析，采用國產帶濾機的蒸汽預干燥技術前后的重堿成分及燒成率情況見表2。

采用國產帶濾機的蒸汽預干燥技術后，輕灰煅燒蒸汽平均消耗1 311kg／t堿，如果不應用預干燥技術輕灰煅燒蒸汽消耗為1 350～1 400kg／t堿。

表2 重堿全分析測定表（%）

表3 國產帶濾機與進口帶濾機、同行業指標對比表

4 經濟效益分析（一次性直接效益）

根據現場查定數據，設備能力為30萬t／a的國產水平帶式真空過濾機運行后與進口水平帶式真空過濾機和同行業較好水平比較，證明國產水平帶式真空過濾機的應用極大的改善了純堿生產工藝條件：

1）洗滌水當量與國內較好水平相比平均降低了0.16m3／t堿，使得聯堿系統母液收縮，實現我廠特定洗鹽工藝條件下的洗鹽膨脹鹵水回用。

2）重堿燒成率提高了1%，水分平均下降了2.8%，可以節約中壓蒸汽100kg／t堿。（經測算水分下降1%可節約中壓蒸汽35～40kg／t堿）

3）與轉鼓真空過濾機相比增加耗電5kWh／t堿。

5 改進方向

聯堿母液當量大、固含量低，對提高設備能力不利，對碳化取出液進行預濃縮將有利于提高過濾機的生產能力。因此，開發研制過濾機進料的預濃縮裝置是系統改進的方向之一。

過濾機干燥段設置預干燥裝置有待于進一步完善，進一步降低水分仍有一定的空間。

由于水平帶式真空過濾機運行時間比較短，設備能力及性能參數有待于進一步驗證。