真空带式过滤机与活塞推料离心机在粘胶生产中的应用对比分析

董志强

（唐山三友化工股份有限公司，河北 唐山 063305）

在粘胶纤维生产中会出现中间产物芒硝（Na2SO4·10H2O），中间产物作为产品需要被过滤析出。在进行技术改造前芒硝生产主要使用卧式活塞推料离心机，经过一系列的技术改造，现在使用真空带式过滤机过滤析出芒硝，下面对比分析两种设备在使用中的差距。

1 结构及工艺对比

卧式活塞推料离心机（如图1所示）由大小不一的两个转毂、筛网、机壳、转毂电机、油泵电机、推料电机、推料轴、空心轴和刮刀等部件组成。运行过程中油泵电机带动推料轴进行往复推料，转毂电机带动转毂旋转，液体物料从进料管进入转毂内部，在离心力的作用下均匀分布到转毂内的筛网壁上，液体穿过筛网和转毂滤孔排出转毂，经机壳母液管排回到系统中，固相物截留在转毂筛网内，形成环形滤饼层。同时内转毂在油缸的作用下作相对外转毂的前后往复运动（50次/min ～70次/min） ，靠内转毂刮刀及下料刮刀将物料刮出。能在全速运转下，连续进行进料、分离、洗涤、卸料等工序。具有连续操作、运转平稳、操作简便、生产能力大、洗涤效果好、滤饼含湿率较低、维修负责、备件消耗高等特点。

真空带式过滤机（如图2所示）是一种以真空负压为推动力实现固液分离的设备，主要包括以下主要部件：真空箱、滤布、气液分离器、机架。运行过程中通过水环真空泵运转抽走真空箱的气体，物料通过布料器均匀分布在滤布上，在真空负压的作用下，悬浮液中的液体透过过滤介质（滤布）被抽走，而固体颗粒则被介质截留形成滤饼，从而实现液体和固体的分离。带式过滤机的主要优点是：过滤方向和沉降方向相同，构造简单，洗液和滤液分离良好，滤饼脱水较好，滤饼卸除彻底，可以处理难过滤的滤浆。缺点是：过滤面积不大，滤布不能充分利用，占地面积大。

2 生产实际使用情况

在芒硝生产过程中，芒硝是从硫酸及硫酸钠的溶液中被过滤析出的，物料具有腐蚀性和磨损性。

使用卧式活塞推料离心机时在硫酸钠颗粒的冲刷下和硫酸的腐蚀下设备备件消耗大，与溶液接触的部件筛网、转毂压环、刮刀、布料盘、螺栓等损坏周期平均为两个月。因备件损坏造成离心机动平衡效果差，还会导致其他问题的产生，生产不能持续稳定运行且检修劳动强度大。

使用真空带式过滤机后由于溶液是均匀分布在滤布上，设备基本无振动，由于滤布材质为合成橡胶，溶液对滤布没有腐蚀，滤布有缓冲作用，溶液对滤布的磨损微乎其微，设备运行相对离心机较稳定。在实际运行过程中各个部件检修周期平均为4个月，检修也是周期性的清理和维护，生产连续稳定，维护简单。

3 运行维护人工对比

每台离心机运行需要两人不间断的看守，离心机的检修至少需要5人/次，带式过滤机的运行需要1人不间断看守，带式过滤机的维修需要4人/次。使用真空带式过滤机比使用离心机在日常运行和检修上都节约人员。

4 费用消耗对比

通过改造，改变芒硝产出形式，降低备件消耗，提高元明粉产量，稳定生产，减少设备故障，降低职工劳动强度。

4.1 备件费用

通过对2016年—2018年实际生产情况，金属离心机及带式滤机年消耗统计分析：一台提硝离心机一年维护费用为27.5万元，一台带式滤机维护费用为0.78万元，改造后带式滤机运行，备件费用年可节约27.5-0.78=26.72万元。

图1 卧式活塞推料离心机简图

4.2 改造后电耗方面

通过设备运行实测电流：新增带式滤机（5.5kW）实测电流为：3.5A；水环泵电机75kW运行电流实测电流55A，目前如带式滤机出现检修，需使用两台金属离心机才能满足生产：原离心机运行电流：主电机45kW运行电流电流50A，油泵电机22kW运行电流电流30A，开带式滤机运行，节约用电，按每度电0.46元计算，全年阶段运行时间4000h计算，电机实际电流按60%计算 [（45+22）×2-（75+5.5）]×0.6×0.46×4000=5.9万元，年可节约费用为5.9万元。

图2 真空带式过滤机简图

4.3 提高元明粉产量

改造后，带式滤机过滤提取的芒硝更彻底，折算可提高元明粉产量0.1t/h，元明粉按价格为330元/t，年阶段运行按4000h计算，每年元明粉创效0.1×4000×330=13.2万元。

每台离心机价格与带式真空过滤机价格相差无几，综上所述每年使用真空带式过滤机要比使用离心机节约费用约为40.74万元。