真空帶式過濾機(jī)與活塞推料離心機(jī)在粘膠生產(chǎn)中的應(yīng)用對(duì)比分析

董志強(qiáng)

（唐山三友化工股份有限公司，河北 唐山 063305）

在粘膠纖維生產(chǎn)中會(huì)出現(xiàn)中間產(chǎn)物芒硝（Na2SO4·10H2O），中間產(chǎn)物作為產(chǎn)品需要被過濾析出。在進(jìn)行技術(shù)改造前芒硝生產(chǎn)主要使用臥式活塞推料離心機(jī)，經(jīng)過一系列的技術(shù)改造，現(xiàn)在使用真空帶式過濾機(jī)過濾析出芒硝，下面對(duì)比分析兩種設(shè)備在使用中的差距。

1 結(jié)構(gòu)及工藝對(duì)比

臥式活塞推料離心機(jī)（如圖1所示）由大小不一的兩個(gè)轉(zhuǎn)轂、篩網(wǎng)、機(jī)殼、轉(zhuǎn)轂電機(jī)、油泵電機(jī)、推料電機(jī)、推料軸、空心軸和刮刀等部件組成。運(yùn)行過程中油泵電機(jī)帶動(dòng)推料軸進(jìn)行往復(fù)推料，轉(zhuǎn)轂電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)轂旋轉(zhuǎn)，液體物料從進(jìn)料管進(jìn)入轉(zhuǎn)轂內(nèi)部，在離心力的作用下均勻分布到轉(zhuǎn)轂內(nèi)的篩網(wǎng)壁上，液體穿過篩網(wǎng)和轉(zhuǎn)轂濾孔排出轉(zhuǎn)轂，經(jīng)機(jī)殼母液管排回到系統(tǒng)中，固相物截留在轉(zhuǎn)轂篩網(wǎng)內(nèi)，形成環(huán)形濾餅層。同時(shí)內(nèi)轉(zhuǎn)轂在油缸的作用下作相對(duì)外轉(zhuǎn)轂的前后往復(fù)運(yùn)動(dòng)（50次/min ～70次/min） ，靠內(nèi)轉(zhuǎn)轂刮刀及下料刮刀將物料刮出。能在全速運(yùn)轉(zhuǎn)下，連續(xù)進(jìn)行進(jìn)料、分離、洗滌、卸料等工序。具有連續(xù)操作、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、操作簡便、生產(chǎn)能力大、洗滌效果好、濾餅含濕率較低、維修負(fù)責(zé)、備件消耗高等特點(diǎn)。

真空帶式過濾機(jī)（如圖2所示）是一種以真空負(fù)壓為推動(dòng)力實(shí)現(xiàn)固液分離的設(shè)備，主要包括以下主要部件：真空箱、濾布、氣液分離器、機(jī)架。運(yùn)行過程中通過水環(huán)真空泵運(yùn)轉(zhuǎn)抽走真空箱的氣體，物料通過布料器均勻分布在濾布上，在真空負(fù)壓的作用下，懸浮液中的液體透過過濾介質(zhì)（濾布）被抽走，而固體顆粒則被介質(zhì)截留形成濾餅，從而實(shí)現(xiàn)液體和固體的分離。帶式過濾機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是：過濾方向和沉降方向相同，構(gòu)造簡單，洗液和濾液分離良好，濾餅脫水較好，濾餅卸除徹底，可以處理難過濾的濾漿。缺點(diǎn)是：過濾面積不大，濾布不能充分利用，占地面積大。

2 生產(chǎn)實(shí)際使用情況

在芒硝生產(chǎn)過程中，芒硝是從硫酸及硫酸鈉的溶液中被過濾析出的，物料具有腐蝕性和磨損性。

使用臥式活塞推料離心機(jī)時(shí)在硫酸鈉顆粒的沖刷下和硫酸的腐蝕下設(shè)備備件消耗大，與溶液接觸的部件篩網(wǎng)、轉(zhuǎn)轂壓環(huán)、刮刀、布料盤、螺栓等損壞周期平均為兩個(gè)月。因備件損壞造成離心機(jī)動(dòng)平衡效果差，還會(huì)導(dǎo)致其他問題的產(chǎn)生，生產(chǎn)不能持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行且檢修勞動(dòng)強(qiáng)度大。

使用真空帶式過濾機(jī)后由于溶液是均勻分布在濾布上，設(shè)備基本無振動(dòng)，由于濾布材質(zhì)為合成橡膠，溶液對(duì)濾布沒有腐蝕，濾布有緩沖作用，溶液對(duì)濾布的磨損微乎其微，設(shè)備運(yùn)行相對(duì)離心機(jī)較穩(wěn)定。在實(shí)際運(yùn)行過程中各個(gè)部件檢修周期平均為4個(gè)月，檢修也是周期性的清理和維護(hù)，生產(chǎn)連續(xù)穩(wěn)定，維護(hù)簡單。

3 運(yùn)行維護(hù)人工對(duì)比

每臺(tái)離心機(jī)運(yùn)行需要兩人不間斷的看守，離心機(jī)的檢修至少需要5人/次，帶式過濾機(jī)的運(yùn)行需要1人不間斷看守，帶式過濾機(jī)的維修需要4人/次。使用真空帶式過濾機(jī)比使用離心機(jī)在日常運(yùn)行和檢修上都節(jié)約人員。

4 費(fèi)用消耗對(duì)比

通過改造，改變芒硝產(chǎn)出形式，降低備件消耗，提高元明粉產(chǎn)量，穩(wěn)定生產(chǎn)，減少設(shè)備故障，降低職工勞動(dòng)強(qiáng)度。

4.1 備件費(fèi)用

通過對(duì)2016年—2018年實(shí)際生產(chǎn)情況，金屬離心機(jī)及帶式濾機(jī)年消耗統(tǒng)計(jì)分析：一臺(tái)提硝離心機(jī)一年維護(hù)費(fèi)用為27.5萬元，一臺(tái)帶式濾機(jī)維護(hù)費(fèi)用為0.78萬元，改造后帶式濾機(jī)運(yùn)行，備件費(fèi)用年可節(jié)約27.5-0.78=26.72萬元。

圖1 臥式活塞推料離心機(jī)簡圖

4.2 改造后電耗方面

通過設(shè)備運(yùn)行實(shí)測電流：新增帶式濾機(jī)（5.5kW）實(shí)測電流為：3.5A；水環(huán)泵電機(jī)75kW運(yùn)行電流實(shí)測電流55A，目前如帶式濾機(jī)出現(xiàn)檢修，需使用兩臺(tái)金屬離心機(jī)才能滿足生產(chǎn)：原離心機(jī)運(yùn)行電流：主電機(jī)45kW運(yùn)行電流電流50A，油泵電機(jī)22kW運(yùn)行電流電流30A，開帶式濾機(jī)運(yùn)行，節(jié)約用電，按每度電0.46元計(jì)算，全年階段運(yùn)行時(shí)間4000h計(jì)算，電機(jī)實(shí)際電流按60%計(jì)算 [（45+22）×2-（75+5.5）]×0.6×0.46×4000=5.9萬元，年可節(jié)約費(fèi)用為5.9萬元。

圖2 真空帶式過濾機(jī)簡圖

4.3 提高元明粉產(chǎn)量

改造后，帶式濾機(jī)過濾提取的芒硝更徹底，折算可提高元明粉產(chǎn)量0.1t/h，元明粉按價(jià)格為330元/t，年階段運(yùn)行按4000h計(jì)算，每年元明粉創(chuàng)效0.1×4000×330=13.2萬元。

每臺(tái)離心機(jī)價(jià)格與帶式真空過濾機(jī)價(jià)格相差無幾，綜上所述每年使用真空帶式過濾機(jī)要比使用離心機(jī)節(jié)約費(fèi)用約為40.74萬元。