废液除砂装置的应用改进

代 张

(连云港碱业有限公司，江苏连云港 222042)

废液除砂装置的应用改进

代 张

(连云港碱业有限公司，江苏连云港 222042)

通过对我厂废液除砂装置改造后生产情况进行分析，认为改造是相当成功的。废液中含砂量从改造前2.85%降至0.5%以下，降低了装置区内管线冲刷磨损，极大的提高了废液压滤装置的出力率，降低了废液压滤装置的运行成本。

废液除砂；旋液分离器；螺旋分砂机；变频控制；内衬铸石；水平管倾角

1 总 述

氨碱废液压滤装置是我厂重要的环保项目，自2003年投人使用以来。先后安装了三台转筛用于除砂，原有的装置在使用过程中由于蒸馏来蒸氨废液特性，废液粘性大、含砂多，设备对使用物料的适应性较差，除砂筛网经常结疤损坏，平均每月需更换一次，且由于筛网网眼只能控制在1.5 mm×2 mm,小于1.5 mm的砂粒无法清除，因此除砂产量低每天约6 t左右，因各种原因造成的设备运行故障率偏高，经常影响整个压滤装置系统运行，为此我们作了一些实践研究并去相关单位进行了学习，通过改造取得了很好效果，除砂处理能力提高了20倍，周期可提高到5个月以上连续运行无故障。

2 原有除砂转筛基本构造及工艺流程

2.1 除砂转筛设备构造

转筛式除砂机是由转筒、筛网、外壳及传动装置组成。

设备规格 φ1500×2500

单台处理废液能力 440 m3/h

转筛转速 17 r/min

配用电机功率 7.5 kW

设计台数 3台

转筛筛网 1.5 mm×2 mm

1.支架 2.电机、减速机组 3.转筛轴 4.转筛 5.转筛上盖 6.导液槽 7.废液分配槽 A.废液进口 B.出汽口 C.冲洗管接口 D.出砂口 E.出液口 F.入门口图1 安装于分配槽之上的废液除砂机

2.2 工艺流程

氨碱废液来料后经转筛分离直径大于2 mm粗砂，经中心套筒进入澄清桶、澄清后的清液自桶上部连续溢流出澄清桶，泥浆自桶底间歇排放(现每桶约一小时排泥一次)，底流浓度6%～9%。

3 改造方案及改造后运行情况及分析

3.1 方案设想

通过对青岛碱业的废液除砂装置的考查，他们的除砂工艺是采取用旋液分离器先分离出含砂较多的泥浆，然后进入螺旋分砂机将砂与水分离出来，推出的砂落入皮带上输送至8 m外围堰内，螺旋分砂机尾部溢流出的泥浆自流进入地槽用泵打入澄清桶。这种流程比我厂转筛除砂系统的除砂效果明显优越，处理能力高出5倍左右。

我们在具体设计时将此流程进行再次优化。优化方案为将旋液分离器抬高至25 m标高，位置高于澄清桶，螺旋分砂机尾部溢流出的泥浆通过管线自流入澄清桶，此方案取消了地槽及地坑泵、皮带机等设备，一方面减少了设备故障机率、又减少整个装置的功率节能效果显著，还容易保持现场清洁生产。

3.2 改造后运行情况及分析

我厂共二套除砂装置共采用5台φ1500×3800的旋液分离器，配套5台螺旋分砂机，在整套系统试运行期间运行不稳定故障率高具体表现在以下几个方面，通过针对性攻关及不断实验完善最终解决了问题。

1)因蒸馏废液中含有大量砂粒对旋液分离器冲刷较严重,已超过6 mm，所以原设计内衬陶瓷板砖进行防护，但在使用过程中旋液分离器内衬频繁脱落造成下砂口堵塞，无法正常生产运行。

经研究检查发现陶瓷板砖适用于氧化性酸、无机酸、无机盐溶液场合，不适合热磷酸、热碱液等温差较大的场合，针对该情况我们考虑到内衬主要是耐磨，改成内衬异型铸石板进行衬里，粘合剂将原有水玻璃改为呋喃胶泥，填料为铸石粉。经过处理过的旋液分离器内衬运行8个月以来没有一次脱落影响生产。

2)螺旋分砂机安装角度与转速不匹配，造成出料口带废液。

为了解决这一问题我们反复进行模拟试验，通过将原有设计斜角14°改成18.6°，原有转速从工频50 Hz、20 r/min，电机改为变频控制在16～19 Hz、螺旋分砂机转速控制在7～8 r/min，出料砂粒不带水且出砂产量依然保持较高效率。

另外我们发现螺旋分砂机靠近出砂口处3～4个中空螺旋叶片一旦被砂积死，马上就会将分砂机内水位抬高直至从出砂口溢出。所以必须每月一次周期性进行清理，减少除砂带水情况发生。

3)螺旋分砂机溢流管位差低经常堵塞，造成废液冒槽。

原有溢流管由于现场条件限制位差较低，只有1.5 m。在前半年期间，20 m长水平管经常堵塞造成废液冒槽，我们加装了冲洗水进行冲洗，但是没有从根本上解决问题，3个月后管线淤积板结至2/3，最后用高压合金冲洗水钻石才能疏通管线，经试验改造发现将水平溢流管角度从5°加大倾角改为10°时效果显著，至此溢流管堵塞问题彻底解决。

3.3 工艺流程

工艺流程简述如下：由生产厂区排出的废液，经管线直接引至标高25 m的旋液分离器进行初步分离，分离的清液汇集流入澄清桶，含砂混合浊液从旋液分离器底部流入下道工序螺旋分砂机进行除砂。分砂机将固体废砂用螺旋刮刀分离出来，掉落至废砂堆场；分离出的混合液溢流汇集至澄清桶。

图2 改造后的流程

4 结 论

现在两套除砂装置运行稳定，每天除去重碱蒸馏废液所夹带大部分砂约在160 t。

原有装置在使用转筛除砂时因进料回流管线长期受泥浆含砂对管道冲刷影响，每月因经常检修管线漏点，造成停机检修时间多达40 h，新装置运行以来平均每月维修管线时间6 h左右，大大的提高了装置运行时间。

经过数据对比除砂后废液压滤机单台单月生产运行时间469.5 h，运行率65.2%；累计运行循环数1466，出力率55.6%。较改造前压滤机平均运行时间364 h，运行率48.9%；累计运行循环数975，出力率35.8%，废液压滤机运行率提高了16.3%，出力率提升了19.8%。且原来因积砂造成的备件损坏的程度大大降低， 5台压滤机每年节约维护检修费用在200万元左右，该除砂装置的正常可靠的运行，为纯碱行业废液压滤前期工序处理提供了良好的借鉴经验。

[1] 陈雷雷，韩成才.新型螺旋除砂器的设计与应用研究[J].钻井液与完井液，2015(4)

[2] 杨丰，张锦国.旋液分离技术在污水处理中的应用[J].石油化工与环境保护，2012(4)

TQ114.15

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1005-8370(2017)01-25-03

2016-11-24

代张(1985—)，本科学历，工程师，现任连云港碱业公司机动处设备主管。