帶式過濾機在純堿廢液分砂過程中的應用

肖燕軍，熊 偉，李建剛

(江西晶昊鹽化有限公司，江西 樟樹 331200)

江西晶昊鹽化有限公司純堿項目于2018年7月28日建成投產，配套建設有廢液分砂裝置，主要設備有旋液分離器和螺旋分砂機，其主要作用是將重堿車間廢液輸送泵送過來的廢液進行固液分離，除掉廢液中的廢渣，分離出來的廢渣外排到廠房外地面再裝車運走。

由于旋液分離器分離效果不佳，很難將廢液中顆粒狀物全部進行分離，且分離出的固體顆粒含較多水分和鹽分，堆放到地面容易污染環境，分離出來的廢渣含鹽分較高(具體成分見表1)也無法再使用。為解決此問題，江西晶昊鹽化有限公司于2020年引進二臺水平真空帶式過濾機，用于廢液分砂系統降低廢渣水分和鹽分，取得較好的效果。

表1 氨堿廢渣成分

1 廢液分砂工藝流程

重堿蒸吸廢液泵輸送過來的廢液進入旋液分離器進行分離，離心分離出的澄清液進入淡鈣液降溫工序進行閃發降溫后送入混合桶。廢液中的大部分固體顆粒由分離器出料口流出，進入到螺旋分砂機進行進一步分離，分離后的廢渣則通過分砂機出口溜子(在帶式過濾機濾液的沖洗下)流入進料桶。當進料桶中的含固率達到 30%左右時，通過進料泵送到帶式過濾機進料口進行過濾。同時使用制鹽冷凝水沖洗濾布。帶濾機分離后的廢渣由汽車運輸至堆場。濾液先后經過排液罐和集液罐，一部分自流進入帶式過濾機濾液桶，通過濾液泵送去沖洗螺旋分砂機出口溜子或送去混合桶；另一部分帶式過濾機濾液與帶式過濾機沖洗廢水流入進料桶調配進料廢液。排液罐和集液罐中的廢氣用水環式真空泵抽走。生產過程中所產生的廢水經水溝流入集液槽中，通過液下泵送出。

圖1 廢液分砂工藝流程

2 水平真空帶式過濾機應用

2.1 水平真空帶式過濾機主要技術參數

總長度 12.7 m

總寬度 1.8 m

處理能力 83 t/h(密度1 250～1 390 kg/m3)

濾餅處理能力 6 t/h

處理廢液量的變化范圍 30%～120%

廢液濃度范圍 30～50 wt%

2.2 水平真空帶式過濾機工藝流程

連續水平真空帶式過濾機以濾布為過濾介質，是充分利用物料重力和真空吸力實現固液分離的高效分離設備。采用整體可拆式的過濾盤作為真空室，濾布由電機拖動連續運行。過濾行程開始時，濾盤在真空狀態下與濾布同步運行；在非真空狀態下，濾盤與濾布作相對運行。由進料桶攪拌后的含水廢渣通過進料泵送至高位槽，經閥門由魚尾形料漿分布器均布在濾帶上，濾布上料漿在真空吸力的作用下進行濾抽。直到真空濾盤碰到接近開關裝置并切斷真空，此時真空濾盤在汽缸的拖動下迅速返回到原始位置，濾帶在電機的拖動下繼續運行，這樣周而復始進行真空抽濾、洗滌、再抽濾，濾餅在卸料輥處被刮刀裝置刮離卸除，濾布經清洗后獲得再生，再經過一組支承輥和糾偏裝置重新進入過濾區。濾液在集液罐中隨著濾盤返回時排出，經收集罐收集后進入濾液桶，經濾液泵送去沖洗螺旋分砂機出口溜子或送去混合桶。

2.3 水平真空帶式過濾機主要部件

1)加料裝置：采用魚尾形加料斗，內有若干條導向筋條，使料漿均布于濾帶上，確保得到良好的、厚薄均勻的濾層，在加料裝置稍后一點地方，裝有橡膠隔離器，以便可控制加料區。由閥門控制加料速度，加料裝置的高低位置及傾斜角方位均可調節。安裝加料裝置時應保證加入料漿的流動方向應與濾布的移動方向相反，加料點應在真空室起點位置或之前，這樣，物料到達濾布上不會立即收到真空的作用，形成一個自然沉降區，粗顆粒可優先沉降，避免破壞濾餅，從而可提高過濾的速率和質量。

圖2 水平真空帶式過濾機結構簡圖

2)洗滌裝置：用于加洗滌液，使用的洗滌液需要有一定的壓力，噴射出來的洗滌液呈平面扇形，安裝時，噴嘴距離濾餅100 mm以上，噴射方向應調節一致，以保證能均勻的噴射于濾餅上。使用時應注意洗滌液要澄清，否則容易堵塞噴嘴孔。

3)頭輪及傳動裝置：頭輪由碳鋼制作，外包耐酸橡膠。傳動裝置由變頻調速電機與減速箱構成。整個動力系統的調速視物料不同而進行調節。一般調節范圍在0.36～6 m/min，張緊后濾布借助濾布與頭輪之間的摩擦力而連續運動，濾布運動的速度即頭輪的線速度應與返回氣缸推出的前移速度相同。

4)濾室裝置：用來提供負壓的主要部件，濾室主要由濾盤、出液管、格柵、多孔濾板，鋼性托架及滾輪組成。濾室上面鋪設濾布，真空吸濾時與濾布同步向前移動。回行時切斷真空通入大氣，濾布與真空室脫開，濾室迅速被返回氣缸拖回。整個濾室裝置一般由數個濾室組成，各個濾室之間由橡膠墊隔開。每個濾室都通過出濾管和吸濾管同集液管系統撓性連接，使濾室在行進中進行抽濾或排空。

整個濾室根據過濾工藝的需要可分成沉降區、過濾區、洗滌區、吸干區。可分別用活動隔離器隔開。各個區域根據需要移動隔離器可得到各種不同的洗液和產品。由于真空室保持水平狀態，整個過濾過程中，濾餅始終處于水平狀態，經過過濾，多次洗滌，干燥后可獲得最佳效果。

5)清洗裝置：用來清洗卸渣后的濾布及橡膠帶，設有噴水管。噴出的壓力水對濾布進行雙面清洗，使濾布每經過一次卸渣后都能獲得清洗再生。

6)機架：由扁管焊接或螺栓連接而成。機架具有足夠的剛性，能很好的承受膠帶的張力，根據現場環境有腐蝕性，機架材質選用不銹鋼。

7)濾布：采用聚酯單絲過濾網，強度高，透氣性好，可肩負過濾與傳送兩種功能，且易于清洗再生。

8)氣控柜：由電磁換向閥、三聯體等組成，主要為調偏氣缸及真空箱支撐氣缸提供氣源。

9)管路系統：包括真空自動排液罐、排液總管、吸液軟管、密封水管等。

10)電控系統：包括驅動電機的啟動和停止，用于操作主電機及變頻調速；濾布調偏、張緊裝置的手動調整及自動控制；真空罐的液面控制等。

11)真空泵：采用水環式真空泵，皮帶輪傳動，配套帶式過濾機使用，最大抽速35 m3/min，日常一開一備。

3 試運行中的問題及解決辦法

3.1 試運行中的問題

3.1.1 進料波動

原設計工藝流程中，進料桶里的廢渣混合液是用進料泵輸送到帶式過濾機，存在的問題：用閥門控制出料量大小時，下料量開大了超出帶式過濾機負荷，容易造成帶式過濾機跳停或拉稀，閥門關小后壓力低易造成輸送管線堵塞，廢渣混合料無法正常輸送，帶式過濾機也不能正常運行。雖經反復嘗試和不斷改造，用泵輸送混合液，不能正常運行。

3.1.2 濾布使用周期短

用濾液沖洗溜管，因為濾液循環使用，其鹽分和活性氧化鈣逐漸增大，導致濾布透水性能下降，使用周期短。

3.1.3 廢渣運輸困難、污染環境

帶式過濾機濾餅原設計是頭部刮刀刮料直接進入下料溜子，用汽車接住后轉運，因廢渣受真空度波動或者操作影響，經常性含水分較多，導致現場地面存留廢液，影響環境衛生。

3.2 解決辦法

3.2.1 改變帶濾機進料口位置和斜度

通過對現場實際運行情況進行分析，取消從進料桶輸送廢液混合砂，改為直接從螺旋分砂機下料口下料，并保證進料管線有一定傾斜角度，同時在分砂機下料口加裝一根沖洗水管，把固液比控制在 30%～50% 之間，經過改造，解決了輸送管線經常性堵塞現象，帶式過濾機運行正常。

3.2.2 分砂機加裝沖洗水

為了進一步降低廢渣中氯化鈉和活性氧化鈣的含量，采取加水洗滌，對廢液分砂工藝再次改進，在螺旋分砂機中部再加裝一根洗水管線，此次改造后，螺旋分砂機起到分砂、攪拌和分離的作用，代替原設計進料桶調節固液比含量和分離的作用，有效的降低廢渣中的氯化鈉和活性氧化鈣含量。不易堵塞濾布，濾布使用周期從5天左右延長到12天。

3.2.3 增加廢渣皮帶輸送機和臨時庫房

針對第3.1.3節的問題，在帶濾機頭部下料溜子出口安裝廢渣皮帶輸送機及走廊平臺，廢渣直接輸送到廢渣臨時庫房，庫房容積能滿足近10天的廢渣存放，待廢渣自然干燥后再由汽車進行轉運，此舉減少了運輸過程中漏液，解決了之前存在諸多環保問題。

4 使用效果

從上述表1、表2數據可知，廢堿渣中NaCl含量由原來9.5%降到1%左右，說明帶濾機對堿渣中氯的去除效果良好，達到了設計要求，洗滌后廢渣達到環保利用要求，同時減少廢液中固體含量，減輕了采鹵輸送泵的磨損，延長了設備使用壽命。

表2 分級清洗后廢堿渣成分組成(單位：%)

5 后續還需改進的問題

1)由于旋液分離器及帶式過濾機進料閥門還處于手動控制，遇到廢液含砂量波動時難以做到及時調整，容易造成帶式過濾機超負荷跳停或者拉稀現象，需要進一步作自動化遠程操作方面的改進，做到進料系統和帶濾機操作智能一體化化控制。

2)帶濾機濾板、格柵容易堵塞結疤，清理難度較大。下一步考慮將濾板、格柵材質改為不銹鋼，定期利用高壓清洗機進行清洗除疤，既不會損壞濾板和格柵，又可以節省大量清理時間，減少勞動強度。

3)帶濾機濾布目前采取在線高壓清洗，能適當延長濾布使用周期。但濾布與廢渣接觸容易磨損，需提高濾布耐磨性，降低備件成本。

4)因石灰石含砂量較多，造成廢液含渣量偏大，帶濾機容易超負荷運行自停，下一步將就提高濾布透水性和提高真空度作深入研究。

6 結 語

水平真空帶式過濾機首次在純堿廢液分砂環保利用項目中使用，取得了較好效果，但使用還不很成熟，運行還不很穩定，我們相信隨著使用經驗的積累和對其技術上改進，會在純堿廢液分砂環保利用生產工藝中發揮其重要的作用。