板框厢式隔膜压滤机
引言
新疆天业研究院（天业院）使用天业集团电石厂生产电石筛分下的粉料，粉料主要成分为氧化钙和乙二醇生产放空排出的高纯CO2气体为原料生产的轻质碳酸钙及活性碳酸钙，是国内首套应用全废渣和废气生产碳酸钙的企业。干燥系统为适用各种沉体的碳酸钙，使用压滤机为一级干燥，在使用中根据生产条件，总结并改进了压滤机的步序，提高了运行的稳定性。
1压滤机压滤机是利用一种特殊的过滤介质，对原料施加一定的压力，使得液体渗析出来的一种常用固液分离设备。18世纪初压滤机应用于化工生产，今广泛应用于化工、制药、冶金、染料、食品、酿造、陶瓷及环保等行业。压滤机由机架、压紧机构和过滤机构组成。压紧机构可分为手动压紧、机械压紧、液压压紧3种，常用的机构是液压压紧机构。过滤部分由整齐排列在主梁上的滤板和夹在滤板之间的过滤介质（滤布）组成。过滤开始时，滤浆在进料泵的压力作用下，经止推板的进料口进入各滤室内，滤浆借助进料泵产生的压力进行固液分离。由于滤布的作用，使固体留在滤室内形成滤饼，滤液由水嘴或出液阀排出。若滤饼需要洗涤，可由止推板上的洗涤口通入洗涤水，对滤饼进行洗涤；若需要含水率较低的滤饼，可以使用膜板隔板组合板，在进浆结束后进入压榨工序，在压榨泵加压作用下进一步脱水，同时可增加吹饼工序，从洗涤口通入压缩空气，透过滤饼层，吹出滤饼中的一部分水分。过滤板材质通常选用增强聚丙烯压滤机滤板和铸铁过滤板。其中，增强聚丙烯压滤机滤板具有化学性能稳定，耐压、耐热、耐腐蚀、无毒、重量轻、表面平整光滑、密封好和易洗涤等特点。
2压滤机在天业院干燥工段的使用天业院主要生产碳酸钙产品，在干燥工段中使用了2台压滤机用于初级浆液脱水。将碳酸钙浆液压滤脱水，脱水后的滤饼经过破碎进入下一级干燥设备。所用设备为隔膜式压滤机，中心进浆，滤板是明流下排水的类型，有压榨功能，中心孔反吹，防止中心孔进浆堵塞。过滤过程：滤板压紧处于保压状态，中心进浆，在滤室内形成滤饼，当上浆压力达到上限，滤饼厚度达到最大时，停止上浆，反吹中心孔，将中心吹通，进入压榨阶段。在压榨泵加压作用下，滤饼被压实，进一步脱水。脱水完成后滤板松开，进入卸饼操作。滤饼经过破碎后进入下一级的干燥设备。
3压滤机使用中存在的问题和解决方案
3.1存在的问题
（1）压滤机系统本身操作动作稳定，设备运行可靠。但经过压滤后的滤饼水分高，压滤后形成的滤饼粘板严重，卸饼时需要人工辅助清理滤布表面的粘料。人工清理时，需要暂停程序，清理好后，再启动程序，每一片滤饼均要检查清理干净，否则会造成下次上浆时夹料板间跑浆。人工暂停，清理再启动，人工劳动频次高，人员清理板面效果不好时，会在下一循环时加剧水分下降，造成生产效率下降。
（2）卸下的滤饼因含水分高，破碎困难，在输送时黏附输送皮带表面，进入下级设备粘壁加重，设备表面附着一层厚壁，造成换热困难，设备工作效率降低，产品的最终水分控制困难。
（3）产品水分超标时，需要停机，对粘壁的设备经行表面清理。清理后的设备换热效果好，但是由于进料水分高，粘壁的现象严重，需对设备不定时的清理，故不能保证工作的连续性和水分控制的稳定性，给产品的品质带来不稳定的因素。
3.2解决方案降低员工的劳动强度和保证产品的水分指标稳定性是亟需解决的问题，应通过改进优化方案来解决。
3.3滤饼水分高是引发问题的根本原因将原料样品送厂家做压滤实验，验证不同工艺参数下，滤饼水分的变化，并确认滤布的选择没有问题。厂家给出的改进工艺条件如下。
（1）提高压榨压力，并稳定最高压力。在保证设备安全的条件下，适当的提高压榨压力，可降低滤饼水分。
（2）增加滤饼反吹功能可降低滤饼水分。根据厂家给出的改进工艺条件，首先调整稳定压榨压力：原安装的压榨系统使用多级高压泵，压榨时人工手动控制泵出口的回流阀门，根据压力上升情况，前期关闭回流阀，压力上升后调整回流阀门开度大小，达到控制压榨压力的目的，压榨一次流程需要人工操作约20min。由于人员操作及时性困难，常出现压榨压力不稳定和憋泵等情况。改造方案：在泵出口管线上安装压力变送器，回流管线上安装调节阀，使用PID控制调节器控制调节阀的开度，实时调整压榨压力的大小，确保压榨压力稳定平稳，不低压和不超压。
3.4在压榨阶段增加吹饼过程原成套机组上没有吹饼的设备和管线，机型是隔膜型，滤板是明流下排水的类型。按照厂家给出的意见更换所有的隔板和滤布，采用上角进气反吹，下角排水的模式，隔板使用上四角开孔，上两角孔进气反吹，下两角孔排水，滤布根据情况开角孔，每台机组需要更换一半的滤板（隔板全换，膜板不换）。根据实际情况采用现有的隔板，上下翻转，使用原排水口，改为进气和排水公用口，在进浆和压榨前期作为排水口使用，吹饼时，作为进气口使用，排水从膜板的排水口排除。增加上部的进气和排水管线，及相应的操作阀门。反吹时间根据滤饼的最终水分情况调整。
3.5优化人工的卸饼操作对卸饼时的取板和拉板控制，人员操作清理滤布是在拉板到位，去取板之前暂停程序，清理检查完毕后启动程序。清理一片滤饼需要人工操作2次拉杆暂停和启动。由于每个操作人员的熟练程度不一，故卸饼的间隔时间不一致，时常出现输送皮带堆料和走空的现象。改进方案：在取板的电气控制中增加一步时间延时，使用时间继电器控制，在拉板到位去取板时延时动作，保证操作人员有足够的时间清理完成；操作人员只需把控好清理检查滤布时间即可，时间不够时可拉动暂停和启动拉杆；减少人员的手动操作，降低劳动强度，提高处理效率。
4压滤机改进方案的实施
（1）对压榨压力变送器、回流调节阀和调节控制器安装到位，同时对PID调节参数整定。保证了不用人员参与，自动调节，不低压运行，也不会出现高压危险。压力到设定值后稳定运行，泵不憋压，平稳运行。
（2）对所有的隔板经行翻转处理，支架连杆重新固定安装，加装耐压软连接接管，与新增的排水和进气管线连接，保证滤板灵活移动的同时实现进气和排水的功能，对滤布经行翻转处理。操作时，进入压榨工序后，间隔一定时间后，隔板上端排水改为进气，实现对滤饼的吹风操作。吹风时间根据压缩空气压力保证的情况下合理控制。
（3）在PLC控制取板的继电器输出回路中，增加一个延时继电器，PLC输出取板指令后，到达延时时间取板继电器开始动作，保证人员有足够的时间清理检查滤布，通过延时继电器的时间控制达到滤饼的卸饼时间一致，从而有效保证后续负荷的连续稳定。5改造后的效果压榨压力回流调节阀的自控实现，避免了人员的参与，实现了压榨压力的稳定运行，有效降低了劳动强度，增加了工艺控制的稳定性。压榨工序在保证压榨压力稳定的情况下，增加吹饼操作，降低了滤饼水分，实现了滤饼水分的有效控制。改造前后的取样滤饼水分对照见表1。
由表1可以看出，改造后滤饼水分比改造前滤饼水分平均值低约10%。滤饼水分降低后，滤饼对滤布的黏附效应变低，在取板时实现了自动掉落，人员操作强度降低，延时继电器的投入使用，实现了下料间隔时间的一致，物料平稳输送，保证了后续设备的进料稳定平顺。6结语压滤机是一种常用的过滤设备，在使用选型时应针对不同物料选择不同的类型。实际使用时，尤其第一次使用在新的物料工况时，则需要后续的调整。一般制造厂家都会给出建议和意见，而作为使用单位要根据实际情况调整。天业院压滤脱水作为碳酸钙的干燥脱水的第一道工序，起着重要开头作用。滤饼水分的降低提高了干燥效率，降低了后续设备的生产负荷，有效保证了干燥工段的稳定平顺运行。天业院通过技术交流和现场改造，降低了滤饼水分，提高了自动化控制水平，减轻了劳动强度，也提高了工艺流程控制水平，达到了改造的目的。
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