隔膜压滤机过滤洗涤在颜料生产中的应用

压滤机过滤洗涤是颜料生产中十分重要的一道工序。颜料在合成与颜料化过程中，不可避免地带 有大量杂质，如不能有效除去，就会造成最终产 品的电导率、pH值、水溶物等指标超标，严重影 响在应用体系中的色光、色力以及分散性等性能。 同时随着能源与环保形势的发展，作为颜料的生 产厂家，需要在满足质量的情况下尽可能地缩短 洗涤时间、减少洗水用量和降低滤饼含水量。可以说，过滤洗涤设备的好坏直接关系到颜料的质 量与成本。 压滤机因其结构简单、操作方便、处理量大和 滤洗一体的特点，一直以来是颜料行业广泛使用的，优良过滤洗涤设备。

板框隔膜厢式压滤机

颜料生产使用的压滤机大体经历了板框式、厢式和现在的隔膜式3个阶段。与板 框式、厢式压滤机以及其它过滤设备相比，隔膜压 滤机的特点是：

①缩短过滤周期；

②改善水洗 的效果，减小洗涤时间与用水量；

③提高滤饼的含 固率：

④节约能耗；

⑤操作简单；

⑥处理量大。

因 此，其迅速成为世界发达国家颜料业普遍采用的主 流过滤洗涤设备。 近年来，国内外交流日益频繁，隔膜压滤机在 国内得到了长足的发展，洗煤、制糖等行业相继试 用成功，并逐步普及。在此背景下，众多大、中型 颜料企业均开始使用隔膜压滤机，取得了一定的效 果，但也遇到了很多问题。一般洗煤等行业使用隔 膜压滤机丰要以过滤压榨为主，关注压滤机的压滤 特性，强调过滤处理量大、周期短、滤饼含水低。 而颜料行业除关注其压滤性能外，更加注重其洗涤 性能的好坏。 在生产实践中，洗煤等行业的操作经验显然不 能伞然满足颜料行业的要求。很多使用者不但刁i能 得到卜述隔膜压滤的多种优点，甚至产生了反效果， 比如洗涤不好(洗涤时间延长，水量增加，滤饼电 导率不合格)、滤板损坏频繁等，或出现其它一些问 题。这一方面固然是因为压滤机本身在设计与材质 上与国外产品存在的差距，另一方面也是由于操作 工艺上的不成熟。因此，针对颜料行业的特点，找到符合产品自身特性的操作工艺是隔膜压滤机应用 成败的关键。

常州市合成材料厂酞菁绿颜料生产采用隔膜 压滤洗涤工艺。根据隔膜滤机厂家的操作说明， 其操作流程为：进料、交叉水洗、压榨、卸饼。 使用情况来看，与原来的厢式滤机水洗效果并无 太大区别，仅仅是提高了滤饼的固含量。根据生 产实践经验，并查阅相关资料，改变操作流程 为：进料、预压榨、中压榨保压下正反交叉水洗、 后压榨、卸饼。其中预压榨压力=中压榨保压压 力≈洗水压力。而预压榨中压榨水洗、水洗温度、 正反水洗交叉时间、龙头开度等因素对洗涤效果 有不同程度的影响。为了真正发挥出隔膜压滤机 的优势，来设计以下试验对这些因素进行摸索与 优化。

单独因素对洗涤效果影响分析

考察预压中压水洗、水洗温度、正反水洗交叉 时间、龙头开度等单独冈素对洗涤效果的影响。洗 涤效果以吨产品达到合格指标所消耗的洗涤用水量 为主要指标来衡量。用水量越少效果越好，反之用 水量大表明效果差。

预压榨中压水洗的影响

选择预压中压水洗压力分别为0 MPa(不预压 中压直接水洗)、0．2 MPa、0．4 MPa、0．6 MPa、0．8 MPa、1．0 MPa进行试验分析。结果分析：压力控制在0．2″-0．6 MPa水 洗效果较为理想。主要是因为进料成饼后，通过预 压榨可使滤饼变薄，含液与杂质减少，同时，中压 水洗阶段滤饼始终处于密实状态，避免了短路现象， 并且因滤饼的阻力增加，水流量减小，暗合少量多 次的漂洗原理，有利于洗涤。但压力进一步增大使 滤饼阻力达到一定程度后，洗水流量过小，洗涤时 间延长，水量增加，难于洗透，且颜料聚集程度过 大，对颜料的品质带来影响。

水洗温度的影响

选择水洗温度分别为30℃、40℃、50℃、 60℃、70℃、80℃进行试验分析。结果分析：水洗温度升高洗涤水量略有 减少，影响不太明显。温度较低时，颜料检测水溶 物指标波动变大，不过也还在合格范围内。高温水 洗热水煤耗成本增加，而低温水洗质量不稳，综合 考虑，水洗温度在40～60℃较为理想。

 

正反水洗交叉时间的影响

选择交叉时间分别为40 min、60 min、80 rain 进行试验分析。结果分析：正反交叉时间越小，也就是 频率越大，水洗效果就越好，也更加均匀。但低于 40 rain时，切换频率太高，操作不便。除非在此引 入自动化的概念。因此，在人工切换的情况下40～ 60 min交叉水洗较为合适。

龙头开度的影响

选择龙头开度分别为22．5。、45。、67．5。、 90。(全开)进行试验分析。果分析：龙头开度过大，导致洗水压 力减弱，虽然流量变大，但由于洗液浓度降低，单 位水量带出杂质变少，因此洗水浪费较大，不过洗 水时间有所缩短。综合来看龙头开度在22．5。～450 较为合适。

正交优化试验

从上述试验结果可以看出，预压榨中压水洗、 交叉时间、龙头开度对洗涤效果的影响较大。因 此，在此基础上采用正交试验方法对操作工艺进 行优化。

正交试验结果与分析

据以上因素水平表，设计9个优化正交试验。 。 为了直观起见，用因素的水平作横坐标，指标 的平均值作纵座标，绘出因素与指标的关系图(或 称趋势图)，】可以看出：因素2(正反交叉时间)的 极差最大为12．16；因素1(预压中压水洗压力)的 极差次之，为7．94；因素3(龙头开度)的极差晟 小为6．16。这说明隔膜滤机洗涤效果的主要影响因 素是正反交叉时间，预压中压水洗压力和龙头开度 是次要因素。另外，从图1～图3也可以看出：正 反交叉时间效应图曲线最陡，预压中压水洗压力效 应图和龙头开度效应图曲线较为平坦，这说明正反 交叉时间的改变对洗涤效果影响较大，而其余两因素的改变对洗涤效果影响相对较小，这也进一步 证明了正反交叉时间是影响洗涤效果的主要因素。 由试验结果可知，酞菁绿颜料使用隔膜滤机洗 涤的最优化条件为：正反交叉时间40 min，预压中 压水洗压力0．5 MPa，龙头开度300。该条件本身已 在正交试验中，且是最好结果。 因为在人工操作条件下，正反交叉时间低于40 miIl会给操作带来不便，因而不再对主要影响因素 正反交叉时间做插点实验，以正交试验结果为最优 化工艺。

经济效益

按优化工艺改进后，连续选取30批生产数据， 与改进前洗涤过程的经济效益简单比较如表7。由 表7可以看出，以年产3000t酞菁绿为例，仅节约 热水一项，就可以节约126万元/年，同时洗涤时间 减少，电能节约，效率提升，产能提高，经济效益 非常好。

结 论

(1)隔膜压滤机因为其特有的隔膜设计，从处 理效率、洗水量、滤饼固含量等多方面改善了颜料 的过滤洗涤效果，从而正被国内的颜料业逐步认识 和推广。与其它行业相比，颜料行业除关注隔膜压 滤机的压滤性能外，更加注重其洗涤性能的好坏。 而决定隔膜压滤机洗涤效果好坏的因素，除压滤机 本身的设计和材质外，关键还在于是否找到适合自 身产品特性的操作工艺。

(2)在酞菁绿G7的过滤洗涤中，本文作者所 在单位改进了隔膜压滤机的操作流程，包括进料、 预压榨、中压榨保压下正反交叉水洗、后压榨、卸 饼。其中预压榨压力=中压榨保压压力≈洗水压力。 并通过试验得到其中洗涤过程的最优化工艺参数： 正反交叉时间40 min，预压中压水洗压力0．5 MPa， 龙头开度30。。按优化工艺操作后，在生产上取得 了良好的效果和可观的经济效益。