臥式螺旋卸料沉降離心機應用于鹽泥分離
行業(yè)動態(tài)
大化集團的60萬t/a聯(lián)堿裝置，采用原鹽洗滌流程。原鹽在進入系統(tǒng)使用前，必須經(jīng)過洗滌精制，除去其中大部分的鈣、鎂及水不溶物等雜質(zhì)，保證合格洗鹽進入聯(lián)堿系統(tǒng)，洗鹽的澄清洗滌水采用的是石灰——純堿法分步鹽水精制工藝流程，除去可溶性鈣、鎂雜質(zhì)。所有原鹽洗滌和鹽水精制產(chǎn)生的鹽泥經(jīng)過沉淀后，由板框壓濾機進行固液分離，液體回收，固體鹽泥外排。目前由于原鹽質(zhì)量達不到設計要求，泥沙及除去鈣、鎂所產(chǎn)生的鹽泥量大，洗滌鹽水澄清及板框壓濾機能力不足，嚴重影響系統(tǒng)生產(chǎn)能力和生產(chǎn)消耗，并且對純堿和氯化銨產(chǎn)品質(zhì)量造成影響。
1 鹽泥的組成及性質(zhì)的研究
鹽泥主要由原鹽中夾帶的泥沙（主要成分是鐵鋁氧化物及酸不溶物），除去原鹽中鈣鎂硫酸根離子所產(chǎn)生的碳酸鈣、氫氧化鎂、硫酸鈣及過量的氫氧化鈣等組成，其整體顯堿性，pH值為14，固液比5%～15%，溫度25～45℃，顆粒直徑分布廣，為厘米級到微米級。
2 固液分離技術(shù)及設備的研究
為了能高效地將含鈣、鎂和泥沙的混合液分離，提高洗鹽能力和質(zhì)量，對目前已經(jīng)工業(yè)化的固液分離技術(shù)和設備進行了研究。各種固液分離設備均有各自的優(yōu)劣勢。固液分離設備性能比較如下：
類別 | 臥式板框 | 立式板框 | 帶式真空過濾機 | 臥螺離心機 |
投資 | 大 | 大 | 大 | 大 |
占地面積 | 大 | 小 | 大 | 小 |
工藝流程 | 復雜 | 復雜 | 復雜 | 簡單 |
配套工藝 | 分砂、稠厚、高壓泵送 | 分砂、稠厚、高壓泵送 | 稠厚、低壓泵送 | 稠厚、絮凝、低壓泵送 |
濾液澄清功能 | 無 | 無 | 無 | 有 |
能耗 | 高 | 高 | 高 | 低 |
自動化程度 | 人工操作 | 自動化 | 自動化 | 自動化 |
脫水指標 | 45%～65% | 50%～65% | 40%～50% | 30%～42% |
人工費用 | 高 | 低 | 低 | 低 |
易損備件、損耗品 | 濾板、濾布 | 濾布 | 濾布 | 絮凝劑 |
運行成本 | 高 | 高 | 高 | 低 |
3 新型臥螺離心機主要構(gòu)造及特點
通過對鹽泥性質(zhì)的研究及各種固液分離設備的對比，結(jié)合鹽泥分離的現(xiàn)狀，選擇了占地面積小、處理能力大、運行成本低的臥式螺旋卸料沉降離心機。
3.1 技術(shù)規(guī)格性能參數(shù)
3.1.1 分離介質(zhì)性質(zhì)
進料濃度：5%～15%
pH值：14
介質(zhì)溫度：25～45℃
3.1.2 運行參數(shù)
單機處理能力：80m3/h
離心分離后泥餅含水率：≤45%
離心分離后分離液懸浮物含量：≤0.5%
固體回收率：≥95%
離心機沖洗水壓：2～3Bar
噪音：≤85dB（距離離心機周邊1m處）
3.1.3 離心機設計參數(shù)
轉(zhuǎn)鼓直徑：660mm
外形尺寸（L×W×H）：5500mm×1406mm×1561mm
長徑比：4.0：1
分離因數(shù)：Max3000g
額定轉(zhuǎn)速：2850rpm
液壓差速器額定扭矩：39630Nm
差轉(zhuǎn)速：1～25rpm
差速調(diào)節(jié)精度：0.1
驅(qū)動方式：主機（變頻）+輔機（液壓差速器）
額定功率：110（主機）+55（輔機）kW
3.2 主要構(gòu)造及特點
離心機主要部件有：轉(zhuǎn)鼓、螺旋推料器、主驅(qū)動電機、液壓差速器系統(tǒng)、外殼、底座、隔振器、連接件及控制系統(tǒng)等。根據(jù)鹽泥性質(zhì)研發(fā)的新型臥螺離心機各部件的特點如下：
3.2.1 轉(zhuǎn)鼓
轉(zhuǎn)鼓由直轉(zhuǎn)鼓和錐轉(zhuǎn)鼓組成。轉(zhuǎn)鼓大端內(nèi)徑為660mm。確定新型臥螺離心機長徑比：4.0：1，使其適應純堿行業(yè)鹽泥分離的特殊要求。轉(zhuǎn)鼓采用抗拉強度660MPa的雙相不銹鋼離心鑄造。
轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁采用縱向不銹鋼抗磨條進行保護。
固體進出料口采用可更換的碳化鎢成型套件進行保護。
3.2.2 螺旋推料器
螺旋推料器中心軸為離心鑄造或鍛造。螺旋推料器軸承潤滑由潤滑脂潤滑。螺旋推料器中心軸上安裝有316L不銹鋼材質(zhì)螺旋葉片。
推料器內(nèi)的進料區(qū)域采用可更換的碳化鎢嵌件進行抗磨損保護。
推料器葉片的接近表面邊緣噴涂碳化鎢硬質(zhì)合金粉做抗磨損保護。
3.2.3 液壓差速器系統(tǒng)
液壓差速器系統(tǒng)提供推料器和轉(zhuǎn)鼓之間的轉(zhuǎn)速差。選擇美國進口的ROTODIFF液壓差速器，并確定液壓差速器額定扭矩為39630Nm，差速調(diào)節(jié)精確可靠，差轉(zhuǎn)速范圍1～25r/min，精度可以達到0.1r/min。
該液壓系統(tǒng)獨立驅(qū)動螺旋推料器，采用水冷卻方式降低油溫。液壓螺旋推料器驅(qū)動的設計使螺旋推料驅(qū)動順序上不需要任何機械齒輪減速機。液壓驅(qū)動系統(tǒng)可在速度模式或扭矩模式下運行?？梢源_保泥餅脫水效果，并且不會堵塞離心機。
3.2.4 外殼
離心機外殼材質(zhì)采用316L不銹鋼。外殼提供了一個完整的屏蔽以降低離心機運行時產(chǎn)生的噪音，離心機產(chǎn)生的噪音在距離離心機一米以外≤85dB。
在固體和液體兩端隔艙內(nèi)，離心機外殼安裝有符合外形尺寸的不銹鋼耐磨襯墊。
為減少潑濺和空氣泄露，在外殼上、下部分的交接處安裝有橡膠墊片或密封材料。
3.2.5 研制了適用于鹽泥絮凝劑的調(diào)配裝置
研發(fā)了鹽泥分離用絮凝劑熟化配制和添加系統(tǒng)，實現(xiàn)了添加的自動控制。不僅能讓藥劑得到充分的熟化溶解，添加劑量更加準確，使臥螺離心機的分離效果好，運行成本也可以大大的降低。
4 鹽泥分離用臥螺離心機的應用
大化集團大連化工股份有限公司經(jīng)過試運行、研究和論證確認，臥螺離心機能夠滿足鹽泥分離要求。
4.1 工藝流程描述
將臥式螺旋沉降離心機應用于洗鹽廢液分離提高了洗鹽系統(tǒng)的廢液分離能力，降低鹽泥水分，降低了一次和二次鹽水濁度，進而提高了原鹽洗滌效率，保證洗鹽質(zhì)量，降低純堿和氯化銨產(chǎn)品的水不溶物，滿足了顧客要求。
4.2 離心機試運行
臥式螺旋沉降離心機于2012年10月10日安裝完畢，并進行試運行，以積累運行經(jīng)驗。
（1）通過試運行確定了適用于鹽泥分離用臥螺離心機的絮凝劑品種、配制濃度及添加比例。
由于鹽泥呈堿性，正電荷居多，離心機處理鹽泥必須使用陰離子絮凝劑，同時確定絮凝劑的配置濃度為（1～2.5）‰。
（2）專門的絮凝劑配藥裝置，使流量能做到精確控制，不僅是降低消耗和成本，而且通過控制絮凝劑的加入量還不影響濾液的質(zhì)量。同時可以增加絮凝劑熟化率，有利于提高分離物料的含固率和清液的回收率。
（3）出料堰板針對不同情況物料進行調(diào)節(jié)，可提高濾液質(zhì)量和濾餅含固率。
（4）試運行證明，臥螺離心機分離鹽泥，能連續(xù)生產(chǎn)，處理量大，操作簡單方便。在處理過程中，人員勞動強度小，人手用量少，工作環(huán)境好，勞動成本低。
4.3 離心機的運行結(jié)果
結(jié)合試運行發(fā)現(xiàn)的問題，根據(jù)生產(chǎn)實際，不斷摸索調(diào)試，尋找規(guī)律，通過調(diào)整離心機轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)速、調(diào)整轉(zhuǎn)筒與螺旋輸送器之間的差轉(zhuǎn)速、改變離心機的進料量等措施，保證泥餅含固率和濾液濁度指標達到設計要求。
5 效益分析
（1）臥式螺旋沉降離心機使用周期長，維護簡便，比板框壓濾可節(jié)約設備維護數(shù)十萬元。
（2）節(jié)省新建鹽水澄清設備的費用。臥螺離心機處理能力較大，并且對濾液有澄清能力，因此，避免新建一套鹽水澄清設備（澄清面積為175m3的鹽水澄清桶的建設費用為300萬元）。
（3）鹽泥分離用臥式離心機主機功率110kW，單臺即可滿足生產(chǎn)。而板框壓濾機則需要3臺同時運行，每臺的功率為110kW。
（4）由于臥式離心機處理能力大，能夠滿足洗滌的鹵水處理要求，提高處理后鹵水質(zhì)量，避免鹽泥排放帶來的損失，同時回收的二次鹽水應用于制堿，提高系統(tǒng)鈉離子濃度，形成聯(lián)堿獨特的二次加鹽新技術(shù)。
6 存在的問題及改進方向
鹽泥分離用臥螺離心機應用于大化60萬t/a聯(lián)堿的鹽泥分離后，取得較好效果，完全能夠滿足鹽泥分離和濾液澄清的要求，提高了洗鹽質(zhì)量，但也存在一些問題。
（1）整套設備應用于鹽泥分離生產(chǎn)時間較短，需要在今后的生產(chǎn)實踐中不斷摸索經(jīng)驗，使其進一步完善。
（2）由于臥螺離心機自動化程度較高，對操作工的素質(zhì)要求相對較高。
（3）針對純堿生產(chǎn)廢水腐蝕性大的特性，對已選定的耐腐蝕、耐磨損設備材質(zhì)，需進一步考察。
（4）鹽泥中雜物較多，增設過濾裝置，保證臥式螺旋卸料沉降離心機的運行周期。
