板框厢式隔膜压滤机
引言
氨碱法工艺制碱每生产1t纯碱要向外排大约10m3的蒸馏废液，传统的排渣方式是固液混合物一起排至渣场让其自然沉降，这就需要修造巨大的渣场，占用大量的土地和庞大的资金。因此要求废液处理的新方法是关系到氨碱法生产纯碱企业的生存和发展。废液压滤工程是我厂投产的环保项目，投资金额4000多万元，其中主要的设备——压滤机。压滤装置能够解决440m3／h的纯碱废液。废液处理后得到的清液可以作为氯化钙生产原料，滤饼可以和土石、煤灰混合作为工程土填垫材料。
生产工艺流程及主要设备
生产方法
废液经过稠密(在澄清桶内)后用渣浆泵送人压滤机内，当料浆在压滤机内达到要求后，经过挤压(除去滤饼内的水分)、风干(除去滤饼表面、层的水分)，得到含水分<46％的滤饼和浊度大约为100ppm的滤液。
工艺流程
废液池的废液由泵送往废液分配槽后进入澄清桶的中心套筒。在澄清桶内经重力沉降后，得到的大部分清液溢流(浊度≤150 ppm)进行回收作为氯化钙生产原料和晒盐；底流液进入泥浆桶。用泥浆泵打入压滤机进行过滤，挤压空压机送气挤压滤饼。过滤和挤压出来的滤液进入滤液收集槽后由排出管排入清液桶外排回收。挤压过后，干燥空气进入滤室，把挤压空气排出并干燥滤饼达到适宜状态，同时排空滤室。干燥完成之后，滤布上的滤饼从压滤机两边排出经溜槽至下料运输皮带后运至堆场。
主要设备
澄清桶主要由桶体、桶底、中心套筒、搅拌器、扫泥耙等组成。搅拌器是由行星摆线针型减速机驱动，转速是0.09 r／min，桶底得到浓度为6％～10％的料浆(送到压滤机)。2.3.2压滤机设备构造和运行简介压滤机的型号LAROX PFl448545，过滤面积为144 m2，生产能力为13 t／h。
压滤机可分为3个部分：主体部分、液压装置、控制系统(PLC)。压滤机的主体部分是由板框、顶紧机构、滤布输送装置、滤布张紧装置和滤布组成；压滤机的运行由控制柜全自动控制，控制柜配有显示屏和操作按钮；压滤机控制是以液压系统为动力进行操作的，主要由油箱、液压泵和电机、阀装置、蓄能器油路组成。
压滤机自动化程度高主要体现在夹紧阀上，在工艺要求不能暂时停车的情况下，用夹紧阀就可以解决此类问题。除压缩空气阀是气动控制外，其它自动阀使用液压制动器。
工艺技术实施方案
存在问题
1)澄清桶进料不易控制、进料不稳定，筛板常堵，造成澄清桶的分配槽常冒；压滤机运行不稳定都致使澄清桶运行不稳定。
2)澄清桶的搅拌装置易坏。
3)泥浆泵区的阀门内漏严重，部分管线易堵塞、易漏。
4)下料皮带易跑偏，移动皮带有缺陷，不能正常使用。
5)压滤机阀门(气动和液压阀门)故障率高，执行机构损坏频繁。
6)压滤机的程序、参数的设定不合理。
实施方案
针对以上影响生产的问题，我们对压滤系统自试车以来进行了多次改造，主要的改造有以下几方面：
1.进料分配槽的改进分配槽的改进主要包括：进料管线增设阀门、筛板换筛网、分配槽加高、增设筛网冲洗管线等，都起到了预期的效果。在其未改进前，澄清桶进料一直受其限制，进料量不好控制，时常造成澄清桶、压滤机的波动。改进后，进料易控、稳定，且大大减少鲍尔环进入系统，对泥浆泵、压滤机、杂水泵的影响也因此减少许多。
2.澄清桶搅拌装置的改进针对澄清桶搅拌装置易坏的问题，采取把澄清桶的搅拌加过载电流保护装置的方法。改进后运行效果良好。
3.泥浆泵区的改进首先要求泥浆泵出口阀门全开，这样一方面能够尽快地提高压滤机进料压力，另一方面可以保护泵出口循环阀门。其次对管线增设引流支管外排。经改进后此部分已大大的减少了影响生产的事故。
4.皮带改造以前下料皮带易跑偏，主要是由于压滤机下料的速度过快、过大和下料距离过长，瞬间冲击力太大造成。经过减慢压滤机的滤饼卸料速度和抬高下料皮带，此问题得以解决。
5.压滤机阀门的改进1)取消V10阀由于V10阀是循环阀，受泥浆的冲刷较大，运行周期只有2～3天，最后取消V10阀换成铸石管(D950)，运行效果良好。2)气动阀V16阀的改进对于压滤机的仪表气动阀V16阀常有在风干阶段打不开的情况，将V16阀打在开启3％的状态下效果较为理想，故障率大幅度下降。3)液压阀门的改进液压阀门故障率高，执行机构损坏频繁，通过解体后对阀门的仔细研究，阀门导杆尾部不能自锁，脱落后液压杆将导杆挤弯损坏，通过改进导杆为整体式后，运行效果良好。
6.压滤机的程序、参数的修订压滤机的程序、参数经过长期的运行总结，提炼出最佳的修订参数，目前已按照修订后的工作程序、参数运行。
运行情况
压滤装置的稳定运行与否主要是依靠澄清桶和压滤机的运行状况稳定与否。下面就这两方面来介绍一下。
1.澄清工序澄清桶的底流浓度控制在8％～10％；温度为70～75℃。系统运行不稳定时此两参数波动较大，给压滤的过滤阶段带来较大的影响。目前由于系统稳定，给澄清桶的稳定运行提供了良好的条件。
2.压滤工序在稳定的底流浓度、温度前提下，对于压滤机的工艺操作体现在4个主要阶段(过滤、挤压、风干、卸料)中的前3个阶段。控制好前3个阶段(特别是过滤阶段)，压滤机基本上能达到其良好的运行状态。以1个循环为例：进20 m3、10％的底流，过滤结束后剩余6.5 m3的料浆，其浓度提高到31％，约得到含水分为69％的滤饼，挤压结束后约得到含水分为50％～55％的滤饼，风干结束后约得到46％一50％的滤饼(厚度为12。16 mm)，得到滤液为(13.5+3.0+1.0)=17.5 m3的滤液和约4.0 t的滤饼。此循环过程在运行时的参数为：底流浓度10％、底流温度65—75℃、进料速度70％、过滤压力0.45MPa、过滤时间400 s、挤压压力1.10 MPa、挤压时间300 s、风干压力0.68 MPa，风干时问80 s。
过滤阶段
压滤机的负荷主要取决于滤饼的厚度(滤饼越厚，负荷越大)。底流温度越高，从滤布的过滤越容 易，进料越多，压滤机的负荷越大。取底流温度 65～75℃较为适宜。 进料速度控制过滤压力，由于其值是压滤机的厂家设置为75％，此参数(应是控制泥浆泵的变频器)是为保证过滤压力(0.45。0.55 MPa为宜)而设定。过滤压力太大对压滤机本体不好；太小压滤机的负荷又起不来。所以进料速度应设定在70％.80％。循环速度应在30％一35％之间，可减少对泥浆回流管线冲刷。过滤时间从压滤机的过滤压力曲线图来看，只 要过滤压力经过60。80 S不再有明显的增长，此时 间即为最佳过滤时间。
挤压阶段
挤压阶段的挤压压力和挤压时间主要影响滤饼 的水分，为了更好地除去滤饼中的水分，增 加挤压时间是很有必要的。
风干阶段
风干阶段的风干压力和风干时间也是影响滤饼 的水分，与挤压阶段的主要区别是它针对的是滤饼 表层的水分，可以看得出：对比挤压，风干应设定为量 大、时短的形式，时间太长，滤饼易干而龟裂，造成出 气不畅。即在压滤机运行时应提高挤压质量，控制 风干用气。 另外对于压滤机的运行影响较大的就是滤布和 格子板。 滤布需要经常清洗。具体办法是把程序选择 “结束”状况，参数改为1或2个循环即可。清洗格 子板可以用清液泵打清液至低液位的泥浆桶，用“试 验”方式来运行压滤机2～3个循环。这与传统的清 洗格子板的方法相比，既省时、省力，又减少对压滤机的损害。
结 语
综上所述，压滤系统自进行改造后，现在已经能 够连续稳定按照设计的要求运行。废液治理能力达 到设计要求，滤饼水分在46％～50％，滤饼厚度在 12～16 mm，产量大约在26 t／h，滤液浊度大约为100 ppm、pH值在6.0～9.0，符合排放要求。
压滤系统中仍有待需要解决的问题：
1)由于滤布刮刀对紧贴滤布表面的泥浆的刮除效果不好，以及压滤机滤布的内外侧在过滤时均可充 当滤面的特点，这样在卸料时，一部分泥浆会落在排滤液的格子板中，而上一循环未被洗净的滤布的泥浆在过滤阶段会由滤液带出进入格子板中，这样造 成清液桶出浑水。
2)压滤机自动化控制程度较高，传感元件感应 要求精确，这就要求一些传感元件的位置不能有稍 微的偏差，否则将报警停机。
3)压滤机阀芯(特别是液压的阀套)、滤布运行 周期相对较短。
4)料浆的温度在系统运行中太高，对压滤机设 备本体(特别是隔膜)损害较大。
作者：兰孝臣教授，王远教授
