一种排盐立盘过滤机滤布自动再生装置研究和应用

付军

（中铝中州铝业有限公司，焦作 454002）

1 前言

氧化铝生产中由于铝矿石原料中含有碳酸盐、添加的石灰中含有未烧透的夹生块（CaCO3)、以及铝酸钠溶液吸收空气中的CO2等原因，使循环母液在每一轮拜耳法循环过程中大约3%的苛性碱转化成碳酸钠，碳酸碱越积越多，这些生成的碳碱Na2CO3对氧化铝生产系统造成很大的影响，具有很强的副作用，其中包括在管道和蒸发器内结疤严重，影响传热效率和系统稳定，使溶出和蒸发能耗升高，同时降低氧化铝溶出率和分解率，所以必须把碳碱分离、结晶析出、过滤出来。

2 生产现状

碱法氧化铝生产中，需要将排盐底流液相固相加以分离的生产过程非常重要。确保经过分离后使指标符合生产要求，结为晶体的碳酸钠得到分离，同时确保滤布使用周期得到延长。在某氧化铝厂目前的生产中，一般采用立盘过滤机对排盐底流进行液固分离。现有的立盘过滤机滤布再生方式为运行3小时后，停车放料改流程，用热水在盘面外边冲刷滤布，洗掉滤布经纬间碳酸钠晶体，使滤布透气性得到改善，整个过程流程进水约30m3左右，滤布再生时间（生产中断）约1小时，整个生产过程过滤机运转率损失增加，流程进水增加，员工劳动强度增加，生产的经济运行效果变差。

某厂排盐主要设备为5个蒸发机组带的强制效，配套两台27m2/台水平带式过滤机，两台20m2/台转鼓过滤机1台120m2立盘过滤机。通过计算系统碳碱比15%左右时强制效析盐能力约6700吨/月。目前流程能力排盐6700±吨/月，仅维持系统碳碱比不变，如果降低碳碱比则需提高过滤设备运转效率提高系统排盐。

3 原因分析

目前的排盐立盘过滤机在运行3小时后，因为碳碱吸附结晶造成滤布透气性差，过滤机运行效率低下，而用传统的水煮再生滤布，要经过停车、放料、进水、水煮，停车、放水、进料、开车这几个步骤，整个过程流程进水约30m3左右，滤布再生时间（生产中断）约1小时，整个生产过程过滤机运转率损失增加，流程进水增加，员工劳动强度增加，生产的经济运行效果变差。

4 解决方案

针对上述问题，我们对立盘过滤机增加滤布自动再生装置，解决立盘过滤机设计上的缺陷，提高立盘过滤机运行周期，同时减轻员工劳动强度。

4.1 立盘过滤机原理

立盘过滤机的一个完整过程要经过过滤、洗涤、脱水、卸料四个工序，分配盘的作用是保证各隔开的小滤室依次完成以上过程。分配盘有不动的阀座（也称定盘，），随中心筒转动的阀盘（也叫动盘）转动过程上的孔在不同的位置形成正压吸干，吹风卸饼，负压过滤功能，同时中心轴不仅起到滤盘支撑作用，同时也是气、液进出滤盘的通道。物料进入半圆槽后，通过压差，滤液和滤饼分离，滤液进入底流系统，滤饼进入滤饼槽，可随喷液进入下一道工序。全厂风为过滤机提供卸饼的动力，通过旋转，和分配盘上的孔在不同的位置形成正压吸干，吹风卸饼，在卸饼区保证滤饼正常脱落，风包是减少风压波动的作用，保证过滤机设备运行稳定。

图1 为立盘各区分布情况

图2 为动盘和静盘结构图

4.2 解决方案

在吹风流程上增加热水冲洗流程，见图三。过滤机在运行过程中，运转至立盘过滤机卸饼区，利用吹风流程增加一个自动控制进水流程，通过电动阀门3控制间断引导热水通过，热水通过中心轴经过气、液进出滤盘的通道，对滤布进行再生，通过时间继电器2控制电动阀门，使热水在规定时间里对滤布进行冲洗，电动阀设置于热水管道上，控制热水间断通过，热水通过吹风流程进入中心轴经过气、液进出滤盘的通道。冲洗掉滤布经纬间碳酸钠晶体，使滤布透气性得到改善。

图3 为立盘过滤机流程图

5 应用过程和效果

2019年2月4日至2019年7月31日在蒸发车间立盘过滤机新增滤布自动再生装置，设定每10分钟自动冲洗一次，一次冲洗一分钟，为保证整个运行数据的准确性及可对比性，立盘过滤机总进料及其它操作保持稳定，同时对运行数据采集及分析。

2019年2月4日开始运行至3月10日检修换布，周期34天。

5.1 运行前后数据对比及分析

表1 过滤机运行原始数据平均对比表

结合上原始数据平均对比表，在立盘自动再生系统投用后第一周期34天时间里，整个立盘运行效率较高，排盐量明显提高。3月11日开始一直到7月份运行效果良好，见下表2统计数据。

5.2 实施效果

拜耳法生产过程排除流程的碳酸盐方法很多，比如将达到一定浓度的溶液降低温度，提高溶液浓度，增加溶液停留时间，包括加种子等等，本文提到的是通过提高过滤机的运行工况达到提高排盐量，通过验证每班排盐能增加约5t，每班流程减少进水约40m3，设备的运行质量得到明显提高，节约了大量的生产成本，稳定了生产流程，指标也得到优化。

下图为2019年精液系统碳碱比趋图

6 效益计算

2019年立盘自动再生系统投用后，系统碳碱比明显降低，立盘过滤机运行效率明显提高。统计显示3月11日到7月31日，按每班立盘过滤机水煮2次计算，共计426个班次，通过滤布再生立盘过滤机共计少进水约17040m3水。

6.1 节汽费用：

按汽水比0.26计算，蒸汽价格为91元/t计算。一个月30天共90个班次，每班次流程少进水40m3。

节汽费用：0.26×40×90×91=85176元/月

月增效85176元

6.2 排盐产量提高：

2019年滤布再生系统的投入使用，使系统排盐量得到提高，溶出器和蒸发器以及管道结疤情况得到改善，能耗进一步降低，同时对氧化铝溶出率和分解率得到改善。

6.3 其他及人工费费用：

滤布再生是过滤机运转率得到提高，滤布使用周期延长，员工倒流程操作频次减少，劳动强度降低，整个排盐生产运行运行工况得到优化，运行质量提高。

7 结语

通过对排盐立盘过滤机运行工况的攻关，增加滤布再生自动控制系统，提高了过滤机运行效率，减轻岗位员工工作强度，进一步优化生产指标，对整个生产有着积极的意义。