立式隔膜壓濾機(jī)在鈦白后處理洗滌過(guò)濾生產(chǎn)中的應(yīng)用探討

賈高文　熊明錫

摘 要：通過(guò)探討臥式和立式兩種不同型式的隔膜壓濾機(jī)在鈦白后處理洗滌過(guò)濾生產(chǎn)中的應(yīng)用情況，立式隔膜壓濾機(jī)在滿足工藝產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，更適用于生產(chǎn)要求，可嘗試推廣。

關(guān)鍵詞：立式隔膜壓濾機(jī)；洗滌過(guò)濾；鈦白；應(yīng)用；探討

1 概述

鈦白工藝后處理生產(chǎn)過(guò)程中，經(jīng)過(guò)包膜處理后的二氧化鈦顆粒表面附著有大量的可溶性鹽，必須在干燥之前予以除去，否則鹽類將在干燥過(guò)程中殘留在鈦白粉產(chǎn)品中，嚴(yán)重影響產(chǎn)品的應(yīng)用性能，特別是研磨分散性和耐候性。因此，必須采用洗滌過(guò)濾的方法除去，其洗滌過(guò)濾設(shè)備主要包括真空轉(zhuǎn)鼓過(guò)濾機(jī)、真空葉濾機(jī)、隔膜壓濾機(jī)。通過(guò)多年的摸索和使用，臥式隔膜壓濾機(jī)技術(shù)及應(yīng)用逐漸成熟，已基本取代真空轉(zhuǎn)鼓和葉濾機(jī)，成為后處理洗滌過(guò)濾設(shè)備的首選。

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)鈦白粉廠大力推進(jìn)設(shè)備大型化、自動(dòng)化的擴(kuò)能改造升級(jí)，洗滌過(guò)濾設(shè)備也將迎來(lái)新一輪的升級(jí)改造和更新?lián)Q代。具有操作維護(hù)難度大、造價(jià)高、專有技術(shù)保密等特點(diǎn)的立式隔膜壓濾機(jī)，因其更具備產(chǎn)能大、洗滌過(guò)濾周期短、全自動(dòng)化操作等優(yōu)點(diǎn)，必將受到更多鈦白生產(chǎn)企業(yè)摸索、試驗(yàn)和探討，以期代替臥式隔膜壓濾機(jī)，在后處理洗滌過(guò)濾工序得到大規(guī)模的推廣和應(yīng)用。

2 產(chǎn)能及選型

以100kt/a鈦白生產(chǎn)線為例，按年工作時(shí)間7200h對(duì)隔膜壓濾機(jī)進(jìn)行選型計(jì)算。

2.1 臥式隔膜壓濾機(jī)

臥式隔膜壓濾機(jī)由機(jī)架、廂式濾板和隔膜濾板、濾布、洗布機(jī)等組成。一個(gè)完整的操作周期包括進(jìn)料、預(yù)壓榨、洗滌、壓榨、反吹、卸料、洗布等過(guò)程，鈦白漿料通過(guò)泵送入隔膜壓濾機(jī)，直至達(dá)到額定進(jìn)料量。在隔膜濾板內(nèi)壓榨水的作用下初步壓緊腔室內(nèi)的二氧化鈦濾餅，在壓縮空氣的作用下吹掃進(jìn)料孔殘留的漿料，然后用脫鹽水對(duì)濾餅進(jìn)行洗滌，除去濾餅中的可溶性鹽，水耗約12t/t鈦白。洗滌后在隔膜腔室中通入壓榨水對(duì)濾餅進(jìn)行壓榨，以降低濾餅的含水率，得到更高的固含量。洗滌過(guò)濾合格后，進(jìn)行卸餅，完成一個(gè)操作周期，過(guò)程約4h。同時(shí)，每天對(duì)濾布進(jìn)行在線高壓洗滌，過(guò)程約2h。

根據(jù)國(guó)內(nèi)鈦白粉廠對(duì)臥式隔膜壓濾機(jī)的選型數(shù)據(jù)，如：過(guò)濾面積為500m2、濾板尺寸為1.5m×2m，116個(gè)濾室，每個(gè)濾餅厚度為40mm，濾室容積為8.12m3。按濾室面積為濾板面積的85%計(jì)算，即單板過(guò)濾面積1.275×1.7=2.1675m2，以出料固含量50%、TiO2漿料密度1614kg/m3、干料密度807kg/m3計(jì)，則每個(gè)洗滌周期的干物料質(zhì)量為：2.1675×0.04×116×1.614×0.50=8.116t，每個(gè)洗滌過(guò)濾周期4h，同時(shí)考慮洗布、卸餅等人工操作的時(shí)間銜接不緊湊，每年單臺(tái)壓濾機(jī)產(chǎn)能為：7200÷4×8.116×95%=13878.6t/a，10萬(wàn)噸產(chǎn)能需該型壓濾機(jī)7.2臺(tái)，取整8臺(tái)。

2.2 立式隔膜壓濾機(jī)

立式隔膜壓濾機(jī)程序控制工作模式有六個(gè)過(guò)程：進(jìn)料、預(yù)壓榨、濾餅洗滌、壓榨脫水、濾餅吹干、卸餅與濾布洗滌，水耗約5t/t鈦白，整個(gè)過(guò)程約20min，可通過(guò)程序設(shè)定實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，過(guò)程無(wú)需人為干預(yù)。

LAROX立式隔膜壓濾機(jī)在國(guó)外鈦白行業(yè)洗滌過(guò)濾的應(yīng)用，產(chǎn)品性能不受影響，具有成功應(yīng)用業(yè)績(jī)。同時(shí)該設(shè)備具有以下特點(diǎn)：全自動(dòng)運(yùn)行，減少操作人員，以及因人工操作引起的對(duì)產(chǎn)品影響和質(zhì)量的波動(dòng)；立式布置，設(shè)備占地面積??；濾板水平放置，每個(gè)腔室單獨(dú)進(jìn)料、進(jìn)水和進(jìn)氣，采用重力+壓力過(guò)濾方法，形成的濾餅厚度及固體顆粒分布均勻，洗滌過(guò)程不會(huì)有短路現(xiàn)象，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定；洗滌水耗量低，最低可達(dá)3.5t/tTiO2；濾餅固含量高；卸料時(shí)間短，卸料同時(shí)清洗濾布，保證生產(chǎn)過(guò)程濾布的透氣性良好；過(guò)濾面積可擴(kuò)展，可有效根據(jù)生產(chǎn)情況調(diào)整設(shè)備生產(chǎn)能力；同時(shí)由于采用一條連續(xù)濾布，更換濾布遠(yuǎn)較臥式隔膜壓濾機(jī)方便、時(shí)間短。但由于設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜、轉(zhuǎn)動(dòng)件多、自動(dòng)化程度高，所以設(shè)備維護(hù)量大，維護(hù)和檢修技術(shù)水平要求較高；濾布既作為過(guò)濾介質(zhì)又作為卸料中的傳輸介質(zhì)，磨損嚴(yán)重、壽命短。

根據(jù)立式隔膜壓濾機(jī)已有經(jīng)驗(yàn)計(jì)算，濕濾餅厚度22mm，固含量65%，TiO2漿料密度1970kg/m3，則單位時(shí)間面積產(chǎn)能為：0.022×1×1970×0.65×（60÷20）=84.513kg/m2.h，若考慮每個(gè)周期5min的時(shí)間余量，0.022×1×1970×0.63×（60÷25）=65.53kg/m2.h，按年生產(chǎn)7200h，則10萬(wàn)噸需過(guò)濾面積為：100000×1000÷65.53÷7200=211.95m2，可選用兩臺(tái)108m2規(guī)格的立式隔膜壓濾機(jī)。進(jìn)一步考慮生產(chǎn)余量，選用兩臺(tái)132m2。

3 投資及對(duì)比

3.1 一次性投資

臥式隔膜壓濾機(jī)主體設(shè)備720萬(wàn)元，壓榨、洗滌等系統(tǒng)及配套設(shè)備設(shè)施1000萬(wàn)元，合計(jì)一次性投資1720萬(wàn)元；立式隔膜壓濾機(jī)主體設(shè)備2280萬(wàn)元，壓榨、洗滌等系統(tǒng)及配套設(shè)備設(shè)施890萬(wàn)元，合計(jì)一次性投資3170萬(wàn)元。立式隔膜壓濾機(jī)一次性投資高出1450萬(wàn)元。

3.2 生產(chǎn)運(yùn)行及維護(hù)成本

臥式隔膜壓濾機(jī)水、電、蒸汽、壓縮空氣、濾布維護(hù)、人工成本、后續(xù)干燥成本等生產(chǎn)年運(yùn)行投資5530萬(wàn)元；立式隔膜壓濾機(jī)水、電、蒸汽、壓縮空氣、濾布維護(hù)、人工成本、后續(xù)干燥成本等生產(chǎn)年運(yùn)行投資3620萬(wàn)元。立式隔膜壓濾機(jī)年生產(chǎn)運(yùn)行及維護(hù)成本低1910萬(wàn)元。

綜合立式與臥式隔膜壓濾機(jī)的設(shè)備購(gòu)置、配套設(shè)備設(shè)施建設(shè)、生產(chǎn)運(yùn)行及維護(hù)成本，投資建設(shè)到生產(chǎn)一年時(shí)間內(nèi)，立式隔膜壓濾機(jī)可節(jié)約460萬(wàn)元；在考慮土建投資、后續(xù)生產(chǎn)運(yùn)行成本等因素，立式隔膜壓濾更節(jié)省投資。

4 維護(hù)及檢修

4.1 日常維護(hù)

日常生產(chǎn)過(guò)程中，正常的設(shè)備緊固、清掃、潤(rùn)滑等維護(hù)，立式隔膜壓濾機(jī)因占地面積小、附屬設(shè)備少，維護(hù)較為簡(jiǎn)單、便捷，但因設(shè)備自動(dòng)化程度高，要求保養(yǎng)勤、維護(hù)效率高、技術(shù)性強(qiáng)；臥式隔膜壓濾機(jī)占地廣、附屬設(shè)備多，維護(hù)勞動(dòng)強(qiáng)度大、維護(hù)時(shí)間長(zhǎng)。

4.2 維修及備件更換

臥式壓濾機(jī)濾板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量較輕，2-3人即可實(shí)現(xiàn)拆裝，過(guò)程中吊車配合作業(yè)，方便快捷，維修簡(jiǎn)單且技術(shù)成熟；在更換濾布時(shí)，由于數(shù)量大，一次性更換耗時(shí)長(zhǎng)。立式壓濾機(jī)整臺(tái)僅一條濾布，熟練工人一人兩小時(shí)即可完成更換；若考慮濾板更換、液壓系統(tǒng)維護(hù)維修、電氣系統(tǒng)故障清除等大修，立式隔膜壓濾機(jī)因存在較強(qiáng)的專業(yè)性和較大的勞動(dòng)強(qiáng)度，需要經(jīng)過(guò)技術(shù)培訓(xùn)和長(zhǎng)期培養(yǎng)的專業(yè)人員，維修困難。由于濾板組結(jié)構(gòu)復(fù)雜，每塊濾板由主板、隔膜、格柵和框架等組成，并附屬導(dǎo)液槽、濾布驅(qū)動(dòng)輥、若干螺栓等，維修、更換、拆裝時(shí)需要借助專用工具、氣動(dòng)扳手、手拉葫蘆、電動(dòng)葫蘆等工具，同時(shí)需配備較多人力，且維修過(guò)程復(fù)雜、專業(yè)技術(shù)性強(qiáng)、拆裝過(guò)程費(fèi)時(shí)費(fèi)力，每年大修的時(shí)間達(dá)150h。

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)比，立式隔膜壓濾機(jī)在鈦白后處理洗滌過(guò)濾生產(chǎn)中有以下特點(diǎn)，在應(yīng)用上更優(yōu)于臥式隔膜壓濾機(jī)。

（1）能滿足鈦白生產(chǎn)工藝要求，且較少人為干擾，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。（2）整體投資更優(yōu)，長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)說(shuō)更節(jié)約投資。（3）操作周期短，更利于產(chǎn)品質(zhì)量的及時(shí)控制。（4）日常維護(hù)量少，節(jié)約人工成本，更利于現(xiàn)代工廠的自動(dòng)化建設(shè)。（5）配套設(shè)施少，相應(yīng)的配套維護(hù)成本更少。

參考文獻(xiàn)

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