(連云港堿業(yè)有限公司，江蘇 連云港 222042)

2003年連云港堿業(yè)公司先后分二期從芬蘭拉羅克斯公司引進(jìn)5臺LAROX壓濾機(jī)建成純堿蒸餾廢液壓濾環(huán)保裝置。提高了廢液壓濾設(shè)備的技術(shù)裝備水平。原有裝置廢液處理量只占正常生產(chǎn)排放廢液量的30%～40%，剩余大部分廢液直接排放堿渣場貯存，隨著堿渣場容量接近極限，以及近幾年來周邊環(huán)境保護(hù)的形勢變得日益嚴(yán)峻，國家對環(huán)境保護(hù)的要求不斷提高，氨堿蒸餾廢液處理問題已經(jīng)成為制約企業(yè)生存和發(fā)展的瓶頸問題。

為此2018年連云港堿業(yè)公司投資5 500萬元對壓濾裝置進(jìn)行了升級改造。

1 改造前系統(tǒng)存在問題

壓濾裝置自投料試車以來，主要影響系統(tǒng)穩(wěn)定運行的問題表現(xiàn)在澄清工序和壓濾工序上面。

1.1 澄清工序

澄清桶內(nèi)的廢液成分比較復(fù)雜，不易沉降，且不溶物的粒子體積波動范圍大，最小只有1～40 μm，泥漿底流濃度不穩(wěn)定。

1)澄清桶人工開關(guān)漿液閥放料，勞動強(qiáng)度大且底流放料流量不易控制、在正常運行時經(jīng)常出現(xiàn)明明進(jìn)料的廢液量很大，但放出來的泥漿濃度卻越來越低，攪拌刮泥板不能及時將泥推至底部放料口處，造成進(jìn)出量不平衡多余的泥漿積留在桶內(nèi)，至使攪拌負(fù)荷上升、停桶。

2)廢液螺旋分砂機(jī)轉(zhuǎn)速恒定，來料量不穩(wěn)定時造成除砂量少、澄清桶的底流管易堵塞，對管線磨損及后續(xù)壓濾機(jī)工況影響很大，經(jīng)常需要反復(fù)沖洗管線。

1.2 壓濾工序

雖然壓濾機(jī)是從國外進(jìn)口的先進(jìn)設(shè)備，但經(jīng)多年使用存在不少問題：

1)壓濾機(jī)已運行15年設(shè)備老化運行費用高，效費比差。

2)裝置現(xiàn)場環(huán)境潮濕、空氣中氯離子含量高對壓濾機(jī)電氣、儀表腐蝕嚴(yán)重、設(shè)備故障率高執(zhí)行機(jī)構(gòu)損壞頻繁、液壓系統(tǒng)泄漏磨損嚴(yán)重。

3)壓濾機(jī)的程序、參數(shù)需要根據(jù)澄清桶底流濃度不斷做出相應(yīng)調(diào)節(jié)才能使濾餅達(dá)到規(guī)定含水率。

2 改造方案

2018年我們針對以上存在問題，對壓濾裝置系統(tǒng)進(jìn)行改造，主要有以下幾方面：

2.1 澄清工序改造

1)在五臺澄清桶底流管線上加裝電動閥由DCS控制，拆除原有泥漿桶將原有澄清桶底流管線直接引至泥漿泵進(jìn)口，由泥漿泵直接抽吸澄清桶底部泥漿送入新建壓濾裝置緩沖桶，攪拌裝置液壓扭矩數(shù)據(jù)接入DCS主控室。

2)將每個澄清桶的螺旋分砂機(jī)電機(jī)改為變頻控制并接入DCS主控室，通過監(jiān)控除砂電機(jī)電流來調(diào)整螺旋分砂機(jī)轉(zhuǎn)速，保證廢液除砂效果減輕管道磨損及避免后續(xù)工序壓濾機(jī)濾板堵塞等故障。

2.2 壓濾工序改造

根據(jù)裝置廢液處理量，選用14臺XMZ1000/2000-U過濾面積1 000 m2的臥式板框壓濾機(jī)來替代原有5臺過濾面積144 m2進(jìn)口立式壓濾機(jī)。

澄清桶底流送至新裝置緩沖桶后由加料泵送入板框壓濾機(jī)過濾，濾餅經(jīng)皮帶運輸機(jī)送入棧橋堆場，濾液自流進(jìn)入濾液桶后由泵送入鹽場清液溝曬鹽綜合利用。

新建臥式板框壓濾機(jī)處理蒸餾廢渣液，是傳統(tǒng)的機(jī)械壓濾工藝，間歇操作，雖然處理能力較大，現(xiàn)已實現(xiàn)了大型化和半自動化，但同時存在生產(chǎn)環(huán)境差、進(jìn)料泵工作負(fù)荷高、濾布生產(chǎn)費用高、人工卸料勞動強(qiáng)度大等問題。我公司針對性改造如下:

2.2.1 自動控制方面

1)利用壓濾機(jī)相對于加料泵8 m的位差，采取變頻控制加料泵的轉(zhuǎn)速從10%～90%～10%來實現(xiàn)壓濾機(jī)的進(jìn)料平衡，取消原設(shè)計壓濾機(jī)上電動進(jìn)料閥及回流閥，在DCS里設(shè)定程序，加料泵轉(zhuǎn)速從10%～90%分三個階段在2 min內(nèi)緩慢加至滿負(fù)荷，類似于汽車換檔操作，既滿足了壓濾機(jī)的使用又解決了加料泵在短時間內(nèi)突然加速易產(chǎn)生喘振問題。

圖1 加料加壓泵變頻轉(zhuǎn)速常規(guī)工作流程

2)傳統(tǒng)壓濾機(jī)操作方式，需要人工設(shè)定壓濾機(jī)的進(jìn)料時間，再根據(jù)濾餅出料的情況進(jìn)行調(diào)整參數(shù)，壓濾機(jī)運行對操作人員責(zé)任心、各項工藝指標(biāo)的調(diào)節(jié)、控制的能力要求較高，如果操作不當(dāng)會造成濾餅過稀、板框噴漿導(dǎo)致現(xiàn)場環(huán)境衛(wèi)生狀況較差。

通過將壓濾機(jī)進(jìn)料壓力、進(jìn)料時間、澄清桶攪拌扭矩、泥漿溫度、相關(guān)多個數(shù)據(jù)整合，利用DCS控制功能編寫出一套程序，實現(xiàn)了全自動化操作即操作人員無需關(guān)心泥漿濃度高低、壓濾機(jī)濾布使用周期等指標(biāo)的影響，DCS將自動調(diào)節(jié)壓濾機(jī)進(jìn)料的時間、壓力、進(jìn)料泥漿泵轉(zhuǎn)速等參數(shù)，使每個循環(huán)產(chǎn)出的濾餅都是合格的，做到一鍵式啟動。

3)加料泵改裝高壓內(nèi)循環(huán)機(jī)械密封，將軸封水壓力與加料泵轉(zhuǎn)速聯(lián)動，由DCS控制調(diào)節(jié)始終保證軸封水壓力大于泵工作壓力0.15 MPa以上，一年多來運行率達(dá)90%以上設(shè)備完好率100%。

4)緩沖桶、濾液桶使用過程控制方法，用液位控制泵的轉(zhuǎn)速，即節(jié)能又減輕了操作人員的負(fù)擔(dān)。

2.2.2 改善現(xiàn)場操作環(huán)境方面

項目實施前我們考察國內(nèi)幾家堿業(yè)公司廢液壓濾裝置，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場水蒸汽、潮濕度大是造成壓濾機(jī)、起重設(shè)備故障率高、廠房屋頂鋼結(jié)構(gòu)腐蝕嚴(yán)重的主要原因，為保證新裝置生產(chǎn)穩(wěn)定運行做出以下改進(jìn)：

1)原單臺壓濾機(jī)兩側(cè)濾液池面積達(dá)60 m2,改為鋼制長方形濾液槽,整臺壓濾機(jī)的濾液槽敞口散熱面積降至16 m2。

2)壓濾機(jī)廠房屋頂改為混凝土預(yù)置梁，廠房立墻3 m以上塑鋼窗戶改為透氣通風(fēng)性更好的百葉窗。

3)14臺壓濾機(jī)的PLC柜，全部移位至主控室內(nèi)。

2.2.3 新材料應(yīng)用

壓濾機(jī)消耗量最大的備件是濾布，受上游工序廢液中過剩灰的影響，會造成壓濾后的濾餅粘連嚴(yán)重，卸料時板框打開困難，必須人工卸料且勞動強(qiáng)度大、普通濾布使用周期短更換頻繁等問題。

目前行業(yè)上大多數(shù)使用復(fù)絲編織濾布價格便宜，單絲濾布是新一代過濾材料，在國外應(yīng)用較為廣泛，價格較普通濾布高，表面光滑濾餅自動剝離無需人工卸料，濾布再生容易。

2018年1月3日我公司選用三臺套單絲濾布進(jìn)行試驗于4月19日結(jié)束，最終單絲雙層丙綸濾布獲得成功，累計運行1 056個循環(huán)、折合81天，同期普通濾布平均使用約265.5個循環(huán)、折合20.4天，使用周期是試驗同期普通濾布4倍時間。

2018年5月份廢液壓濾裝置開始全部使用單絲濾布，僅濾布運行費用每年可節(jié)約40萬元。

3 新裝置運行情況

3.1 澄清工序

通過DCS監(jiān)控澄清桶攪拌的液壓扭矩數(shù)據(jù)大小判斷桶內(nèi)泥漿濃度，配合控制澄清桶底流電動閥放料，保障澄清桶低負(fù)荷安全運行液壓扭矩穩(wěn)定在10 bar以內(nèi)，裝置運行以來澄清桶的清理周期從2個月延長至6個月。

變頻控制螺旋分砂機(jī)轉(zhuǎn)速5～7 r/min，保證除砂量穩(wěn)定，改造后每天除砂量由100 t提高到160 t，已徹底解決原裝置除砂不徹底泥砂長期對管道沖刷磨損嚴(yán)重問題，投運一年來濾板沒有積砂堵塞變形。

3.2 壓濾工序

自動化改造成果顯著，正常運行9～12臺壓濾機(jī)只需要兩名操作工，使用單絲濾布后，板框打開時濾餅自動脫落4至5塊，大大降低了工人勞動強(qiáng)度，濾餅水分在46%～50%之間，濾餅厚度在40～50 mm之間，單臺壓濾機(jī)濾餅產(chǎn)量大約26 t/h，濾液濁度小于10 ppm各項指標(biāo)合格受控。

改善現(xiàn)場作業(yè)環(huán)境方面，濾液槽散熱面積降至16 m2效果較好廠房內(nèi)霧氣小，設(shè)備腐蝕程度減少故障率低，

經(jīng)核算運行一年來共節(jié)省濾板采購、沖洗費用和變頻控制節(jié)能經(jīng)濟(jì)運行達(dá)45萬元。