湿法磷酸装置转台式过滤机滤布损耗量大的原因分析及对策

李维红

（瓮福（集团）有限责任公司 瓮福化工公司，贵州 福泉 550501）

转台式过滤机是当前在湿法磷酸领域使用最为广泛的过滤分离设备之一。瓮福（集团）有限责任公司马场坪工厂磷酸装置二系统在2010 年开展了翻盘式过滤机改转台式过滤机工作，改造选用了某企业生产的160 m2转台式过滤机，运行初期至2015 年过滤机运行工况都较好，滤布费用占机物料费用比例也相对稳定。2016 年以后，滤布消耗量均处在一个较高的不正常状态，每一次出现滤布破损，均进行了原因查找和分析，但开车几天后，又出现破损。分析转台式过滤机滤布频繁破损的原因，并介绍解决滤布破损的对策措施，为其他企业解决同类问题提供借鉴。

1 转台式过滤机滤布破损现象

1.1 滤布破损的典型视觉现象

转台式过滤机滤布破损的每一个点离过滤机的原心点半径均相等，即破损呈现圈状。但下一次滤布出现破损时，破损圈的半径并不一定和上一次破损圈相同，半径可能变小，也可能变大。

1.2 滤布更换的周期无规律

统计近5年的滤布更换情况，发现同一天全部更换的24 张滤布运行周期并不相同，抽取了2020年2月20日至3月13日的滤布更换时间，可观察到滤布破损更换时间无规律。

2 滤布频繁破损对机物料成本及过滤机运行率的影响

2.1 滤布频繁破损对机物料成本的影响

统计2011 年至2020 年3 月转台式过滤机滤布消耗数量及成本累计金额，见表1。

表1 转台式过滤机滤布消耗数量及费用

由表1可知，2016年后每年滤布消耗量以及相应的费用较2016年以前明显增加。

2.2 滤布频繁破损对过滤机运行率的影响

统计2011—2019 年转台式过滤机年度平均运行率（见图1）发现，2016—2019年年度平均运行率较2011—2015年年度平均运行率下降了6.2个百分点，系滤布频繁破损，非计划停车多导致。

图1 2011—2019年转台式过滤机年度运行率变化趋势

3 滤布频繁破损的原因分析

3.1 加料区防返料挡帘、烟气罩挡帘发硬

防止料浆返料穿过粗滤区进入滤布再生区所使用的挡帘系采用黑色夹线橡胶板切割制作而成，固定于金属安装支架上，与滤布表面紧密贴合；用于职业卫生防护的烟气罩挡帘采用透明PVC（聚氯乙烯）软塑料裁剪制作，并固定在金属网架上自然下垂至滤布表面。转台式过滤机运行中逆时针旋转，磷酸料浆通过泵输送进过滤机加料箱，经特殊形状的分配板溢流进滤盘中，进入过滤机的粗滤区，短时间内料浆在滤盘上的流动方向为顺时针。停车检查中发现，与滤布接触的防返料挡帘和烟气罩挡帘接触点很硬，并且已被磨得很锋利，滤布接触点一圈都被磨起毛刺，用力一拉滤布就从磨毛点破开。损坏现象表明，破损的原因缘于防返料挡帘、烟气罩挡帘长期使用后发硬，并且过滤机逆时针运动时，与料浆在粗滤区短时间的顺时针流动作用力相反，使得防返料挡帘、烟气罩挡帘趋于垂直，增大了与滤布的摩擦力。

3.2 过滤机滤盘筛板不平整

滤布与螺旋卸料机刮刀发生接触是导致滤布破损的一个重要原因。新安装的转台式过滤机经过厂家安装人员细心地找过水平度，发生刮刀与滤布接触的概率很低。但经过长期运行的过滤机，会出现真空箱堵塞、筛板固定螺栓腐蚀、检修期间人员安装滤布不到位、滤布突冒等问题。尤其在滤布再生效果差的状态下发生的真空箱堵塞故障，首先需人工拆卸几千颗螺栓将筛板揭开，然后用铁制工具敲清或辅以高压水枪冲洗磷石膏垢块，最后再回装。回装筛板是一个精细活，与操作人员的细心程度、螺栓的性状密切相关，当操作人员操作不到位时，可能造成回装后的过滤机筛板不平整。这些不平整点与卸料刮刀接触时就会导致滤布异常破损。

3.3 过滤料浆中含有颗粒物

磷酸料浆中所含的颗粒物，一种是停车检修期间工作人员拆清过滤给料泵进出口管后，垢块颗粒的遗留；另一种是在反应槽中生成的较坚硬的氟硅酸钾（钠）颗粒。在滤布异常破损的原因分析查找中，多次在螺旋卸料机后面的再生喷嘴下找到坚硬的垢块颗粒。当粒径稍大一些的钾、钠、钙盐混合颗粒卡住时，就出现了圈状磨损。

3.4 用于滤布再生的喷嘴堵塞，鸭舌冲蚀起槽

转台式过滤机的滤布再生系统由两排共76 组带喷嘴的喷淋杆一前一后安装而成，喷嘴使用的是碳化硅材料，滤布再生用水来源于湿法排渣筑坝堆场浸渗出的含磷、氟、硫、钙、镁、铝、钠、钾、硅等离子的池水，该池水w（固）为0.068%［1］。系统长期运行后，在储槽、管道表面形成一层以硫酸钙为主的垢块，启动、停止泵，检修清理都会导致垢块颗粒堵塞喷嘴孔洞。当一部分喷嘴堵塞时，滤布再生用水量就会下降，低于130 m3/h，而水压则从正常工作压力1.1 MPa上升，最高可达1.5 MPa，喷嘴鸭舌被冲蚀起槽，过于集中的高压力冲洗水击打在滤布表面形成了圈状破损。

3.5 滤布再生系统喷嘴出水口方位错误

滤布再生系统喷嘴出水口方位错误是滤布出现圈状破损最为重要的原因。工作人员在过滤机停车拆清喷嘴后，回装喷嘴不认真，喷嘴出水口本应该调整到水平方位，却在不经意间变成了垂直于滤布的方位，当过滤机运行一段时间后，部分喷嘴就会出现堵塞，垂直方位的喷嘴背压升高犹如水刀一般对滤布进行切割。2020年3月9日在排查滤布圈状破损原因时，在新增的第三排喷淋管上发现了这个由操作原因引起的喷嘴出水口方位错误。

4 解决滤布破损问题的对策措施

为解决滤布频繁破损问题，提高过滤机运行率，降低滤布更换成本，结合上述发现的问题及原因分析，采取如下对策措施。

4.1 更换滤布再生喷淋管组件，并调整加料箱前

挡帘与滤布之间的缝隙

过滤机厂家开发了一款改进型的喷淋组件，共由11 组66 个喷嘴构成，喷嘴一前一后安装。2020年3月9日使用改进型喷淋管组件替换已使用近10年并因拆清变形的老式喷淋管组件。滤布再生效果得到了较大的改善，磷酸料浆在粗滤区返料距离变短，没有再出现磷酸料浆穿过粗滤区进入滤布再生区造成磷酸损失的情况。工艺状况变好后，将加料箱前防返料挡帘与滤布缝隙调整为5 mm，并适当剪短烟气罩挡帘，使其不与滤布接触。

4.2 制定过滤机拆清作业指导书，强化过程监管

周期性拆清过滤机部件，包括筛板、加料箱、再生喷头及过滤器、冲布水槽，是由磷酸生产的物料特性决定的。解决工作人员随意性作业带来的隐患，作业指导书是一种很好的方法。通过对标拆清，解决了过滤机滤盘筛板不平整，滤布再生系统喷嘴堵塞、鸭舌冲蚀起槽，喷嘴出水口方位错误等关键性问题，滤布圈状破损问题得到了明显改善。

4.3 停车检修时清理反应槽料浆

为了防范氟硅酸盐混合颗粒在装置人员不知情状况下在反应槽中堆积，使生产不能正常进行，很有必要利用周期性计划停车检修时间定期清理反应槽料浆，既有利于保持反应槽出料口的畅通，又有利于及时发现料浆中颗粒的踪迹，对减少过滤机滤布破损意义重大。

5 结语

通过对过滤机部件的合理改进和各项对策措施的实施，过滤机滤布的消耗量从2020 年第一季度平均75 张/月下降到4 月的27 张，转台式过滤机运行率从2019 年的85.0%提升到2020 年的92.5%，过滤机进入良性运行轨道，对策措施的实施效果明显。