)加压过滤
加压过滤机是我国近年来研制成功的一种新型、高效煤泥脱水设备,它主要有5大部件,核心部分是过滤装置。过滤装置的工作效果是影响加压过滤机产品指标的主要因素。加压过滤机是靠增大压差来实现物料固液分离的。在过滤压差提高5～6倍的情况下,过滤装置具有过滤速度快、部件承受压力高等特点,这就给加压过滤机的过滤装置提出了特殊要求。因此,不是任何一台过滤机都可装入加压仓内改装成加压过滤机的。基于上述原因,作为加压过滤机的过滤装置,在结构设计和参数选择上比照真空过滤机要相应的改变,以适应加压过滤机的特定要求。
1、加压过滤机的工作原理
加压过滤机是将一特制的过滤装置装入压力容器——加压仓内,加压仓内通入一定压力的压缩空气,过滤装置在正压差下工作,滤盘在装有煤浆的过滤槽中转动。在过滤阶段,过滤区的滤盘内腔通过滤液管、分配阀与大气相通,因此在滤盘内外腔形成压力差,使煤浆悬浮液中的液体通过过滤介质形成滤液,并经滤液管、分配阀排至机外;同时,在滤盘上截留煤浆悬浮液中的固体颗粒形成滤饼。滤盘离开液面后即进入干燥区,滤饼内的液体逐渐被蒸发成气体排出,然后经过过渡区,进入卸料区。卸料区通过分配阀与加压仓内的压气相通,在有一定压差的状态下,滤饼由刮刀刮入卸料槽。
2、研制适用于ABS装置的加压过滤机
2000年,兰州石化公司ABS装置经过扩产改造,装置生产能力由2×104t/a提高到5×104t/a。其中,新建的3×104t/aABS粉料生产装置生产是由3台连续进料离心机来完成,其处理ABS粉料能力为8000t/a(干基)。正常生产时,离心机脱出的母液中含有0.5%(质量分数)左右的ABS细粉料。以6m3/h排放量计算,每天排放到废水单元的ABS粉料约720kg(干基),不仅增加了单耗,而且造成了环境污染。因此,研制一套母液粉料回收系统势在必行。
2001年,基于对加压过滤机原理及工作过程的的研究,同时借鉴了煤泥脱水行业的成功经验,经过不断的实验和改进,研制了一台过滤截面为15m2的加压过滤机,应用于ABS母液粉料回收中。经过1年多运行,该过滤机性能稳定、可靠,解决了控制ABS的流失、降低生产单耗等问题,大大提高了装置外排化污水的水质。
3、加压过滤机的试验应用
用于实验的加压过滤机采用单层5组、250目的过滤网。离心机母液中固体颗粒含量平均为0.6%(质量分数),加料量为5m3/h。试验采用手动控制进料,气动振动下部卸料。试验共进行了4组,结果如下:过滤时间30min,滤饼重量22.7kg, 滤饼水含率为42%(质量分数),回收率为95.90%;过滤时间45min,滤饼重量34.5kg, 滤饼水含率为49%(质量分数),回收率为95.58%;过滤时间60min,滤饼重量45.2kg, 滤饼水含率为39%(质量分数),回收率为97.87%;过滤时间120min,滤饼重量105.7kg, 滤饼水含率为59%(质量分数),回收率为96.23%。
从试验数据看,回收效果明显,具有较好的使用价值。在每次试验结束后,打开设备检查滤板情况时发现,在第3、4组试验中,滤网有较大的变形、扭曲现象。分析其原因认为:主要是滤网间粘料过多,使滤网由于挤压发生形变,同时滤网本身机械强度不足。
4、工业化试验的问题及改进措施
4.1 工业化试验的问题
单层过滤网的强度不足;过滤网(板)上粘结的ABS滤饼通过振动卸料中很难彻底分离;设备何时开始卸料才能保证设备安全运行;设备自动化水平低,现场操作劳动强度大,不适合投入工业化运行。
4.2 试验存在问题的解决方案
4.2.1 设备及工艺系统的改进措施
将单层过滤网改为多层不锈钢复合编制网,过滤元件仍然采用5组。取消原设计中的下部卸料,将卸料方式改为上部卸料。这种改进有利于液体冲刷作用,使滤网(板)能够充分洗涤干净,不需要频繁打开设备检查清理残留滤饼,保证过滤效率和设备的安全可靠性。对于确认卸料开始执行的原则遵Ñ以下两点:其一,在每一个过滤/浓缩工艺过程结束后,滤网上不应存留物料;其二,在每一个过滤/浓缩工艺过程结束后,进入淤浆槽的回收母液浓度要适当,以不影响淤浆浓度大范围波动为宜。
4.2.2 控制系统的改进
为了降低现场操作劳动强度,便于工业化放大生产,根据性能考核试验结果及现场实际操作环境,对于控制系统做了较大的调整和改进。
1 全部控制由中心控制室DCS来完成;
2 滤液管路设置流量调节回路,与滤液阀联锁,流量设定值为6.5m3/h,最大可达到10m /h;
3 滤液储罐设有低料位联锁;
4 现场过滤器设两个压力测点,一为现场指示表,另一个为压力变送器,信号送DCS,当过滤器压力达到0.3MPa时,停止过滤直接将系统切换到卸料状态。
5、运行效果
经过放大完善后的母液回收系统,在装置系统内投入运行3个月,使用状况良好,ABS粉料的平均回收率达到90%以上,工艺控制系统运行稳定,且大大改善了装置外排化污水的水质。
6、结论
加压过滤机在ABS母液自动回收系统的成功使用,降低了ABS生产装置的生产损耗,减小了对环境的污染。采用密封加压高效薄板过滤元件、振动和鼓泡相结合的湿法卸料方式,主机物料与系统物料构成闭合系统,物料损失少,DCS自动控制使单机实现自动连续操作,运行成本低,维修简单,为类似稀薄物料滤液处理提供可借鉴的依据。□
