板框压滤机选型分析

项目

在电石法PVC生产过程中，板框压滤机是电 石渣浆处理工序的关键设备。中泰化学目前电石法PVC生 产能力已经达到90万t／a，在行业内位居前列。近 年来，我国政府为了达到节能减排和降低能耗的 目标，要求高耗能产业要率先创建循环经济产业 链。电石渣制水泥工艺路线技术成熟、投资少、收 益率高，因而得到了国家相关部门和业内人士的 普遍认同，所以目前国内多数在建或新建电石法 PVC项目普遍选择配套电石渣制水泥这套工艺路 线来回用电石渣。水泥熟料的生产要求电石渣含 湿质量分数在40％左右，板框压滤机即可将含固 质量分数25％的渣浆处理至含水质量分数达 40％，刚好可以满足水泥生产需要。配套熟料水 泥生产以后，板框压滤机在电石渣制水泥这套工 艺路线上就显得尤为重要，起到了承上启下的作 用，因而在板框压滤机的选型及配套数量上必须 慎重考虑。 中泰化学在建项目4万t／a PVC树脂配套 3万t／a离子膜烧碱拟选用单台800 m2板框压滤 机，根据以前项目建设和生产实践经验，针对本期项 目对板框压滤机在选型和数量上进行了技术方案的优化，下面对此进行简要介绍。

设备选型

中泰化学电石法PVC渣浆处理目前主要以球 墨铸铁型板框压滤机为主，在经过多年使用后发现 存在诸多问题，主要表现在整机质量大、厂房土建投 资大、机组运行部件故障率高、滤布和滤网更换频 繁、员工操作和检修强度大。鉴于上述问题，同时经 过考察板框压滤机制造工艺和使用业绩，认为增强聚丙烯型板框压滤机更适合于该公司生产需要。 增强聚丙烯型板框压滤机与球墨铸铁型板框压滤机 相比具有如下特点。

优点

(1)主梁采用厢式焊接专利技术，与传统大梁相 比抗变形、抗侧弯能力显著提高；主材由Q235改为 Q345R，大梁整体抛丸处理，表面包裹一层不锈钢薄 板，耐腐蚀性增强；主推板、止推板采用焊接结构，表 面经抛丸处理，喷漆后附着力强。

(2)机头采用双油缸压紧，头板压紧时较为平 稳。上下受力一致，不至于压偏，活塞杆裸露部分有 伸缩防尘罩防护，压滤机尾板固定，角度不可调。正 常生产时，可保证压紧滤板间密封不泄漏。

(3)增强聚丙烯滤板质量轻，同时手柄上有托轮 在轨道上滚动，拉板力相应减小，滤板之问碰撞冲击 力减小，有利于延长滤布使用寿命，减轻整机质量， 降低厂房土建投资。

(4)采用变频电动机拉板，压滤机总耗电功率减 小，油站无配套液压电动机，液压系统工作原理相对 简单，故障率降低。根据液压油站使用经验，在满足 相同工况条件下，液压系统元件越少，故障发生率越 低。

(5)滤板上无需使用塑料滤网，长期运行可节省 易损件费用。

缺点

(1)拉板小车设计有润滑油盒，底部有孔，内置 油毛毡，注入机油或废液压油可润滑轨道。但在电 石渣行业使用，由于现场工况恶劣，实用性较差，拉 板小车故障率依然较高。

(2)滤板手柄和手柄导轮均采用增强聚丙烯材 料，由于耐磨性较差，手柄断裂损坏频繁，导轮磨损 严重，增加易损件更换费用。

(3)采用变频电动机拉板，频繁正反转，也可能 导致变频电动机和减速机故障率增加。

(4)增强聚丙烯滤板整体强度和刚性相对于铸 铁滤板要差，使用寿命短。长期运行滤板更换成本相 对较高。

能力测算

依据中泰化学实际生产测算PVC产值与电石 消耗，可以核算得出：W／(PVC)：优(电石)=1： 1．5，m(电石)：m(电石渣)(绝干)=1：1．2，则40 万t／a PVC副产电石渣(含水质量分数40％)量= 40 X 1．5×1．2÷(1—0．4)(滤饼含固量)=120(万 t／a)。  1台XMZ800／2000 X 2000一U压滤机的滤室 容积为1．88 m(长)X 1．88 m(宽)X 0．04 m(滤饼 厚)X 114(滤室数量)=16．12 m3，滤饼(含水质量 分数37％左右的电石渣)密度为1．1 t／m3，压滤机 循环次数为1次／h，滤室充满率(去除支撑点和进 料流道)85％，设备利用率(去除维护保养、检修) 8()％，则单台压滤机处理电石渣量=单台压滤机 容积×滤室充满率X滤饼密度×循环次数X设备 利用率=16．12 x 85％X 1．1 X 1 X 80％=12．06 (t／h)。

40万t／a PVC需要压滤机台数计算如下： 40万PVC需处理的电石渣量=120万t÷ 8 000 h=150 t／h，所需压滤机的台数=150÷12．06 =12．44(台)。 选用内夹套全流通聚合釜，单台聚合釜生产能 力可以达到4．5万t／a，10台聚合釜可以保证45万 t／a PVC生产能力，同时为后续改造增产考虑，配套 板框压滤机也需留有增产空间。 5万t／a PVC需要压滤机台数计算如下： 5万t／a PVC副产电石渣(含水质量分数40％ 湿渣)量=5 X 1．5 X 1．2÷(1—0．4)=15(万t／a)。 5万t／a PVC需处理的电石渣量=15万t÷ 8 000 h=18．75(t／h)，所需压滤机的台数=18．75 ÷12．06=1．55台。

板框压滤机处理能力：

(1)板框压滤机长年使用，设备运行率、出力率、 利用率自然会呈现下降趋势，即在设备使用效率下 降时，为达到预期产能必须在开机数量上予以补齐。 同时增加备机可以降低单台设备利用率，使设备有 充足的时间可以进行维护保养和定期检修。

(2)新疆地区冬季气温低，在PVC实际生产过 程中会对浓缩池浆料密度产生较大影响，使进压滤 机浆料含固量降低、压滤机进料时间延长、滤饼含湿 量增大、卸料时间延长，均会使压滤机处理能力降 低。 综上所述，根据理论计算和实际生产情况，最终 选用2条生产线，单线开7备1，即配置16台 XMZ800／2000 X 2000一U自动厢式板框压滤机较 为妥当。

投资分析

(1)单台压滤机9年易损件消耗：球墨铸铁型板 框压滤机为106．02万元，增强聚丙烯型板框压滤机 为107．94万元，差值1．92万元忽略不计。

(2)单台压滤机一次性投资：球墨铸铁型板框压 滤机为121万元，增强聚丙烯型板框压滤机为76万 元，相差值45万元。

(3)压滤机一次性投资和9年易损件消耗合计： 16台增强聚丙烯型板框压滤机比16台球墨铸铁型 板框压滤机少投资720万元。 (4)球墨铸铁型板框压滤机质量约为115 t／台， 增强聚丙烯型板框压滤机质量约为65 t／台，16台 增强聚丙烯型板框压滤机较球墨铸铁型板框压滤机 轻800 t左右。按以往中泰化学渣浆厂房土建投资 3 600万元计算，800 t质量可节省土建投资暂估 20％测算，渣浆厂房可节省投资约720万元。

结语

40万t／a PVC项目在渣浆处理方面，若选用增强聚丙烯型板框压滤机可节省投资约1 440万元。 由于各PVC生产企业选用的工艺路线及配套设备 有差异，因此测算结果不尽相同。中泰化学以往的 项目投资通常对工艺方案的选择关注度较高，而对 设备选型往往不太重视，经过对本期项目的设备选 型和技术对比，认为在确定工艺路线的情况下合理 选择设备类型和数量，同样可以为企业节省大量投资。