国产联碱水平真空带滤机的应用

王福航

（大化集团大连化工股份有限公司，辽宁 大连 116308）

滤碱机是纯碱生产中主要设备之一，2006年在大化集团60万t／a联碱装置搬迁改造项目中，国内首次引进2台水平带式真空过滤机用于纯碱生产装置。由于进口设备的采购和维护成本较高，售后服务不方便，促使联碱用带滤机的研制受到业内人士的重视，我们针对联碱行业应用水平带式真空过滤机存在的问题，对联碱用带滤机进行研究和设备的创新研制，经调研、设计、制造、安装、调试过程、历经两年多时间，实现了将国产化水平带式真空过滤机用于联碱重碱过滤。

1 国产联碱水平真空带滤机的研制

重碱的过滤技术性能直接关系到整个纯碱生产的产量、质量、能源、工艺消耗、煅烧工序的生产能力以及企业清洁生产水平。特别是在联碱工艺中，滤碱机洗水当量直接影响母液的平衡，从而影响整个联碱工艺的运行、生产废水的排放。

水平真空带式过滤机在布料、过滤、洗涤、干燥和卸料等方面比传统的转鼓真空过滤机具有无法比拟的优越性，并且具有集成化、自动化、大型化、高效率等特性，得到了纯碱行业的青睐。尤其是水平真空带式过滤机用于联碱更能体现出其优越性，特别是可以实现在较小洗水当量条件下，获得较高质量的纯碱产品，易于控制母液平衡等优势。

由于联碱和氨碱工艺有所差异，对重碱过滤设备的要求也会有变化，由于联碱碳化取出液的固液比、取出液当量及结晶颗粒大小等均有差异，因此，带滤机在滤饼形成（过滤段）、滤饼洗涤（洗涤段）、滤饼脱水（干燥段）、卸料和滤布洗涤等过程均需重新确定，以满足于联碱生产要求。为规避风险，经有过充分讨论，我们选择了先引进消化、再做适应性改造、再进行创新研制的技术路线，同时采用设计和生产相结合，共同研发的方法，实现了水平真空带式过滤机成功用于联碱的目标。

2 国产联碱带滤机的技术创新

我们通过对进口水平带式真空滤碱机的消化、吸收和改造，并针对联碱工艺的技术特点，在国产水平带式真空滤碱机的研制中进行了如下的技术创新。

1）国内首家制定了用于联碱生产用水平带式真空过滤机的设计、制造、安装和检验标准。整体设备全部采用国产配件，实现了全部国产化，利用最短的时间解决了依赖进口的问题，节约外汇、节约投资。

2）针对联碱母液当量大、固含量低的特点，创新研制了多管进料的箱式布料器，通过在出料口设置带有可调配重的调节门，实现大流量条件下（400 m3／h）的均匀布料。解决了进口设备布料不均、无法调节的难题。

3）为了进一步降低重碱水分含量，利用水平带式真空过滤机的干燥段较长的特点，创新研制了重碱预干燥装置，设置于水平带式真空过滤机的干燥段，利用低压饱和蒸汽的温度对重碱进行预干燥，使得重碱水分降低1%～1.5%，烧成率提高0.5%～1.5%，50～90 kPa的低压蒸汽消耗仅为20～35kg／t碱。

4）针对滤布带碱问题，创新研制了滤布清扫专用滚刷代替刮刀，使得滤布带碱量由2%～3%降低到0.5%～1%，不仅减少了碱的损失，而且延长了滤布的使用寿命。

5）针对联碱过滤的特殊工况，采用模压皮带工作面沟槽方式，开发设计了专用的模具用于制作专用橡胶过滤带，使得气液通道更加通畅，过滤速率增加，有效改善固液分离效果，提高过滤能力，降低滤饼含水率，提高滤饼厚度。

6）为了实现生产低盐和超低盐纯碱产品，清水段采用五喷管喷淋洗涤装置，通过调解控制喷淋管使用数量来控制调节洗水当量，从而控制重碱含盐量。同时高效喷嘴的选用，有利于提高洗涤效率，确保重碱含盐量控制在0.09%～0.25%之间。

7）通过洗水的有效调节使洗水当量更低，达到0.52～0.58m3／t碱，低于同行业最好水平的0.68m3／t碱，使得联碱系统母液处于收缩状态，实现更多的洗盐膨胀卤水回用，实现了联碱特有的二次加盐新技术。

8）为了改善现场环境，在过滤机的布料段、过滤段和洗涤段的上方设置了排气罩，避免了有害气体的逸散。

3 国产联碱带滤机应用情况

成功研制出的国产化水平带式真空过滤机，优化了结构设计、部件选型以及材料选择，较之前引进的进口设备设计更加合理，完全满足长周期稳定运行的要求。水平真空带式过滤机带料试车，一次开车成功。试运行期间运行条件数据见表1。

表1 国产水平真空带式过滤机运行条件数据

在运行期间，对水平真空带式过滤机出料成分进行了测定分析，采用国产带滤机的蒸汽预干燥技术前后的重碱成分及烧成率情况见表2。

采用国产带滤机的蒸汽预干燥技术后，轻灰煅烧蒸汽平均消耗1 311kg／t碱，如果不应用预干燥技术轻灰煅烧蒸汽消耗为1 350～1 400kg／t碱。

表2 重碱全分析测定表（%）

表3 国产带滤机与进口带滤机、同行业指标对比表

4 经济效益分析（一次性直接效益）

根据现场查定数据，设备能力为30万t／a的国产水平带式真空过滤机运行后与进口水平带式真空过滤机和同行业较好水平比较，证明国产水平带式真空过滤机的应用极大的改善了纯碱生产工艺条件：

1）洗涤水当量与国内较好水平相比平均降低了0.16m3／t碱，使得联碱系统母液收缩，实现我厂特定洗盐工艺条件下的洗盐膨胀卤水回用。

2）重碱烧成率提高了1%，水分平均下降了2.8%，可以节约中压蒸汽100kg／t碱。（经测算水分下降1%可节约中压蒸汽35～40kg／t碱）

3）与转鼓真空过滤机相比增加耗电5kWh／t碱。

5 改进方向

联碱母液当量大、固含量低，对提高设备能力不利，对碳化取出液进行预浓缩将有利于提高过滤机的生产能力。因此，开发研制过滤机进料的预浓缩装置是系统改进的方向之一。

过滤机干燥段设置预干燥装置有待于进一步完善，进一步降低水分仍有一定的空间。

由于水平带式真空过滤机运行时间比较短，设备能力及性能参数有待于进一步验证。