国产压力盘式过滤机的应用

李卫芹 王月洁 陈安江 王洪青 陈全兵

(汶瑞机械 (山东)有限公司，山东安丘，262100)

国产压力盘式过滤机的应用

李卫芹 王月洁 陈安江 王洪青 陈全兵

(汶瑞机械 (山东)有限公司，山东安丘，262100)

介绍了国产YPL93压力盘式过滤机在碱回收苛化工段的应用和控制。该设备对白液和白泥进行过滤分离，具有单位产能大、占地面积小、滤液澄清度高、白泥残碱含量低、自动化程度高和工作环境好等特点。

碱回收;苛化;压力盘式过滤机;白液;白泥;控制

由于制浆造纸技术的快速发展、制浆规模的不断扩大和环境保护的日趋严格，碱回收的生产规模越来越大，单机设备的生产效率也在不断提高［1］，并向压力苛化［2］的趋势发展。年产20万 t以上化学木(竹)浆配套的碱回收项目的苛化工段采用传统的白液澄清或过滤设备已经不能很好地满足生产的要求，提高单机设备的生产效率和白液的质量以及实现封闭式苛化工艺已是苛化工艺发展的必然趋势。因此，汶瑞机械 (山东)有限公司通过借鉴国外同类设备的先进技术自主研发了压力盘式过滤机，对制浆碱回收苛化工段的白液和白泥进行过滤分离，用以代替传统的重力沉降式澄清器和压力管式过滤器，填补了国内空白。经过国外大型碱回收苛化项目的应用与改进，取得了良好的运行效果。本文针对YPL93压力盘式过滤机在APP纸业印尼某纸厂的应用和控制进行介绍。

1 压力盘式过滤机结构、工作原理及运行条件

1.1 结构

压力盘式过滤机主要由筒体、主轴及扇形板、分配阀、传动装置、空气搅拌及清洗装置、泥饼清洗及酸洗装置、刮刀装置、刮刀及出料口清洗装置等部分构成，设备结构见图1。

图1 压力盘式过滤机结构示意图

1.2 工作原理

经苛化器苛化后的苛化乳液由苛化乳液泵送至压力盘式过滤机，由空气增压装置产生的120～150 kPa的加压空气打入密闭的筒体中，作为过滤的推动力。

图2 苛化工段流程图

1.3 运行条件

压力盘式过滤机要想达到良好的运行效果，进该设备的苛化乳液需满足的条件如下:

(1)在硫化度为25%～30%时，苛化度一般要求在80%～82%。若苛化度过高，就会使过灰量过大，过量的石灰会引起过滤困难，降低设备的生产能力［3］，并能影响白液澄清度。

(2)要求乳液喂料稳定，否则会使过滤的白液质量不稳定，若乳液增加得太快，过滤机内液位上升，可能会导致程序激活，启动不必要的吹落程序。

(3)澄清后绿液中的绿泥含量不高于150 mg/L，过高会降低乳液的过滤性能。

2 生产规模和设备配置

该纸厂主机选用两台压力盘式过滤机并联使用，单台通过量为日产3300 m3的苛化乳液，压力盘式过滤机型号为YPL93，过滤面积为93 m2，圆盘数量8个，圆盘转速1～5 r/min。配套的辅助设备:滤液槽型号为LYC93.0;白泥搅拌槽型号为BNC93.0;稳压槽型号为WYC93.0;搅拌槽型号为JBC93.0;过滤压缩机型号为CL-2001，吸入压力为0～0.05 MPa，转速为630 r/min;增压压缩机型号为SC-4，吸入压力为0～0.15 MPa，转速为1260 r/min;排气风机型号为T4-72.NO3A，风压为716 Pa。

3 生产工艺及设备布置

3.1 工艺流程

绿液经消化、苛化后，苛化度为80%～82%的苛化乳液由泵送至压力盘式过滤机，过滤后的浊度≤30 mg/L的白液由浓白液泵送至浓白液澄清贮存槽，为蒸煮工段提供高温洁净的白液。滤盘上的白泥经洗涤后由刮刀卸料，用稀释水稀释到30%～35%的浓度，并经过白泥搅拌槽下的白泥循环泵循环后，泵送至白泥贮存槽。白泥再由白泥泵送至白泥预挂过滤机进行洗涤和浓缩，进一步提取出白泥中的残碱。压力盘式过滤机不能单独工作，必须有与之相匹配的一套密闭的系统，工艺流程如图2所示。

3.2 工艺设备布置

白液过滤系统由压力盘式过滤机、白泥槽 (带搅拌装置)、滤液槽、稳压槽、搅拌槽、过滤压缩机和增压压缩机等组成。压力盘式过滤机的安装高度是按照过滤机底部的收集管和白泥搅拌槽的高度来合理确定的，该纸厂布置的三维效果图见图3。

图3 APP纸业印尼某纸厂压力盘式过滤机布置的三维效果图

4 运行控制

4.1 液位控制

压力盘式过滤机的液位同主轴转速联锁，在过滤机液位上升时，通过调节主轴的转速来维持正常的生产，主轴和转速之间的关系见表1。

表1 主轴和转速之间的关系

预挂层的堵塞也直接表现在液位的高低上，刮刀的进退由液位来控制［4］。在DCS系统上通过液位的变化来自动控制液压系统完成刮刀的进退，使刮刀自动完成进刀、退刀、更换预挂层 (短吹和长吹)等动作。设备刮刀的运行周期是通过DCS来设定的，刮刀的运行也可由操作者手动执行。如果液位继续升高，达到设定液位的92%，这时依靠提高主轴的转速已经不能满足设备的工作要求了，此时刮刀自动进刀，及时切掉预挂层的外表皮部分;如果液位继续升高，达到设定液位的95%，同时刮刀进刀次数已经达到设定值 (一般为5次，具体可根据现场使用情况确定)，就要启动短吹程序，主轴的转速降为1 r/min，由经增压压缩机产生的高压空气通过反吹口沿着各通道依次吹落预挂层，持续时间为5～8 min，此时设备仍能正常工作;如果短吹也不能有效地降低压力盘式过滤机内苛化乳液的液位，此时便启动长吹程序，苛化乳液泵停止进料，主轴的转速增至5 r/min，由经增压压缩机产生的高压空气通过反吹口沿着各通道吹落预挂层，持续时间为30 min，然后用高压水清洗滤网。当高压水对滤网不能进行有效地清洗时就要开启酸洗程序，用配置好的氨基磺酸溶液清洗滤网。

4.2 压力控制

过滤机的压力通常为120～150 kPa，其压力由压力控制器 (PIC)控制。压力控制并无固定的操作压力值，而是当压力低于120 kPa时，打开压力控制开关，使外界更多压缩空气进入过滤机，当压力高于150 kPa时，打开压力控制阀，使气体排至空气中。在过滤压缩机抽吸端与稳压槽出口管线上有压差控制器 (PDIC)来控制过滤压差，当压差增大时，返回部分加压空气至过滤压缩机的抽吸端，使压差减小回复到设定值。运行过程中在保持正常工作压力的情况下要保持压差的稳定，才能取得良好的运行效果，使压力过滤机产能达到最大。

4.3 泥饼洗涤用水的控制

泥饼洗涤用水为温度高于65℃的轻污冷凝水，在泥饼洗涤管线上设有比例流量控制 (FFIC)，通过进过滤机的苛化乳液量比例控制洗涤用水量，当滤饼清洗水流量处于自动控制状态时，根据苛化乳液量的变化滤饼清洗水量将会自动改变。为避免滤饼洗涤喷嘴的堵塞，在二次冷凝水管线上安装有管道过滤器，过滤器的堵塞程度可以由过滤器前的现场压力表和过滤器后的压力表来测量。

4.4 空气搅拌装置的控制

空气搅拌的作用是使苛化乳液不致于沉淀，由增压压缩机去压力盘式过滤机的空气搅拌装置的压缩空气管线上设有流量控制 (FIC)，空气搅拌器中的气流不能太大，太大将冷却白液并使过滤饼难于形成，太小将使白泥沉降于筒体底部。当空气搅拌器产生堵塞时，用压力大于0.6 MPa的轻污冷凝水进行冲洗。

4.5 白泥密度的控制

从刮刀上落下的白泥通过溜槽进入收集管，在溜槽中，用轻污冷凝水 (或热水)把白泥浓度从60%～70%稀释至30% ～35%，白泥密度控制器 (DIC)测量送白泥槽的白泥密度，并与稀释水量联锁。

5 使用过程中出现的问题及解决措施

5.1 白液浊度过高，高于30 mg/L

(1)滤网损坏 检查滤网并及时更换已损坏的滤网。

(2)扇形板损坏 检查扇形板并及时更换破损的扇形板。

(3)扇形板和主轴之间的密封不严 检查并及时更换密封元件。经过针对问题采取措施，使白液浊度稳定在20～30 mg/L。

5.2 白泥干度低

(1)石灰中氧化钙的含量过低，氧化镁和二氧化硅含量高于工艺要求，造成乳液过滤困难。

(2)苛化过程中的过灰量高，苛化乳液中氢氧化钙含量高造成过滤困难。

(3)苛化度高，苛化液苛化时间长，造成苛化乳液中的碳酸钙颗粒小，影响过滤效果。

(4)刮刀进刀时间间隔长，造成预挂层老化，过滤阻力增大。

(5)滤布堵塞，需及时酸洗。

(6)合理的设定短吹和长吹的间隔时间。

(7)压力盘式过滤机过滤压差控制过低。通过严格过程控制和加强滤网维护等，使白泥干度不低于70%。

5.3 白泥中残碱含量高

(1)滤饼洗涤水用量低和洗涤水温度偏低。

(2)滤饼洗涤水分布不均匀。按苛化乳液流量的5%～6%调节洗涤水量，并将洗涤水温度控制在70℃左右，同时改变洗涤水喷嘴结构将洗涤水呈雾状均匀地喷洒在滤层表面，使白泥残碱控制在3%以下，可有效保证最终白泥的洗涤效果。

6 运行效果

通过运行调试，在过滤白液产量达到设计规模的前提下，盘面白泥干度稳定在70%以上，用轻污冷凝水稀释后浓度为30% ～35%;浓白液浊度20～30 mg/L;白泥残碱含量不大于3%。

7 结语

通过对YPL93压力盘式过滤机工艺单元的合理设计和严格过程控制，并针对存在的问题采取了有效措施，使该系统在APP纸业印尼某厂近三年的连续生产运行中，效果比较理想。该设备起到了对苛化乳液进行过滤及对分离出的白泥进行洗涤的双重功效，与传统的重力澄清器相比具有单位产能大、占地面积小、滤液澄清度高、白泥残碱含量低、自动化程度高、耗水量小和生产环境清洁等特点，达到了国际同类产品的先进水平。汶瑞公司在YPL93盘式压力过滤机应用成功的基础上，在山东某纸厂又推广应用了日处理2000 m3白液的YPL70压力过滤机，并进行了单元基础工艺设计，经过运行调试，各项性能指标达到了国外同类产品的性能指标。现已研发出日处理1000～5000 m3白液的系列产品，能够满足年产40万t以下规模的化学木 (竹)浆苛化工程的建设配套，可代替进口产品，节约外汇。

［1］陈克复．制浆造纸机械与设备［M］．北京:中国轻工业出版社，2003．

［2］张 辉，王淑梅，程金兰，等．我国制浆造纸装备科学技术的发展(续)［J］．中国造纸，2011，30(5):59．

［3］赵会山，于强兴．苛化用新型CD压力式圆盘过滤机［J］．中华纸业，2003，24(1):26．

［4］陈全兵，李明芹，谭芬芬，等．白液压力多圆盘过滤机的研发应用［J］．中国造纸，2004，23(12):27．

Application of Domestic Manufactured Pressure Disc Filter

LI Wei-qin*WANG Yue-jie CHEN An-jiang WANG Hong-qing CHEN Quan-bing
(Wenrui Machinery(Shandong)Co．，Ltd．，Anqiu，Shandong Province，262100)
(*E-mail:info@wenrui．com．cn)

The application and control of domestic manufactured YPL93 pressure disc filter in recausticizing plant of alkali recovery system are presented．This equipment is used to separate while liquor from lime mud．It features high capacity，less occupation area，high filtrate clarity，less alkali content in the mud，high automation and friendly working environment．

alkali recovery;recausticizing;pressure disc filter;white liquor;lime mud;control

TS733+.9

B

0254-508X(2011)12-0041-04

李卫芹女士，助理工程师;主要从事制浆工艺设计及装备研发工作。在压力作用下，白液通过预挂层和滤网组成的过滤介质，通过分配阀进入滤液槽。在滤液槽气体和白液分开，白液由白液泵送至白液贮存槽，气体从滤液槽顶部到达压缩机，由过滤压缩机增压后一部分气体送至压力盘式过滤机维持设备正常运行的工作压力，另一部分气体送至增压压缩机继续增压以提供空气搅拌、刮刀长吹及短吹时所需要的压力空气。从苛化乳液中分离出来的白泥留在过滤盘表面，通过泥饼清洗装置进行置换洗涤。洗涤后的白泥由刮刀刮下并用稀释水稀释到30%～35%的浓度经筒体溜槽、收集管后到白泥搅拌槽。搅拌后的白泥一部分泵送到白泥贮存槽，另一部分在白泥搅拌槽和收集管之间保持连续的循环以有效地平衡白泥浓度并防止白泥产生阻塞。

2011-07-01(修改稿)

(责任编辑:马 忻)