化工項目蠟精制裝置年以前主要采用兩臺 GPY – S – 40 型圓盤式過濾機對蠟液第一次過濾, 濾液罐系統采用抽真空技術,濾液進入濾液罐,產品 收率為 98% ,其余少量蠟被白土吸附掉。 停工檢修時,對蠟白土精制工藝進行了改造:新增一套 流程,該流程以兩臺廂式自動壓濾機過濾為一次過 濾,并進行配套的工藝流程及自動控制設計,以達到 提高精制蠟收率和產品質量的目的。 此次蠟白土精 制工藝流程改造時,保留原圓盤過濾機的流程,與廂式自動壓濾機的流程互為備用。 經過 5 年運行經濟 效益顯著。

工藝流程分析

圓盤過濾機工藝流程

反應釜中的蠟液自流到圓盤過濾機進行第一次過濾,濾液罐上部抽真空, 濾液被抽入濾液罐。 當濾液罐液位達到 30% ~ 50% 時,板框過濾泵 啟動,濾液 進入板框過濾機進行第二次過濾,產品進入成品罐。

采用廂式自動壓濾機工藝流程

蠟液自反應釜(底由一次過濾供料泵輸送到兩臺廂式自動 過濾機進行第一次過濾,新增 一個立式濾液罐濾液進入濾液罐。當濾液罐液位達到 30% ~ 50% 時,二次過濾 泵,原來的三臺蒸汽往復泵,保留一 臺,其余兩臺更換為離心泵,帶變頻) 啟動,濾液被 送至板框過濾機 進行第二次過濾,產 品進入成品罐。

一次過濾部分的區別

通過分析對比以上兩種流程得出,一次過濾是 精制的關鍵,一次過濾效果的好壞決定了后續工作 的質量。 圓盤過濾機的過濾是借助于負壓作用在過濾表 面兩側的壓力差,使懸浮液中的固體顆粒與蠟液分離,過濾表面的網孔小于固相顆粒的直徑,這樣使液 體流過過濾表面,而固相顆粒因為負壓附著在過濾 表面上形成濾餅,過濾表面兩側的壓力差由真空泵 所產生的負壓維持。 單臺廂式自動壓濾機是間歇操作加壓的一種固 液分離設備,由機架、濾板、液壓系統、電氣系統及其 它附屬裝置等組成的一種分離機械。 由一次過濾泵 把原料送入廂式自動壓濾機,在一定壓力的作用下 通過濾板、濾布,形成一定厚度的濾餅,濾餅是主要 的過濾介質。

廂式壓濾機的選型

新增流程的核心設備為兩臺廂式自動壓濾機, 廂式自動壓濾機的選取非常重要。

設備本體進入廂式壓濾機的物料主要有兩大類:石蠟和 微晶蠟,并且要求連續生產。 精制系統原處理量為 12 m3 / h,考慮到發展的需要,選取廂式壓濾機每臺 的過濾能力≥15 m3 / h,每臺壓濾機過濾面積 100 m2 。 選用1 000 mm × 1 000 mm 的濾板,單塊濾板過 濾面積大,整機占地面積小,解決了平面位置緊張、 廂式壓濾機不易布置的難題。 進入廂式壓濾機的蠟液物性條件:生產石蠟時, 工作溫度為 100 ~ 130 ℃ ,工作壓力為 0 ~ 1. 6 MPa, 處理介質為白土石蠟液;生產微晶蠟時,工作溫度為 140 ~ 185 ℃ ,工作壓力為 0 ~ 1. 6 MPa,處理介質為 白土微晶蠟液。 針對以上物性,選取廂式壓濾機的 濾板和襯板為鋼結構濾板,該濾板具有強度高、耐高 溫、高壓、使用壽命長的特點。 廂式壓濾機的橫梁采用 450 mm 高、40 mm 厚 A3 鋼板配對制做,保證濾板移動中不偏移。 橫梁包 襯 304 不銹鋼鋼板,機架連接部位打定位銷。 針對 物料易凝固的特點,橫梁加裝蒸汽伴熱裝置,可隨意調節溫度,自動保持溫度。 保證滴落的蠟液不會在 橫梁表面凝固并逐漸堆積。 廂式壓濾機的滴落液接 蠟盤,要求廠家帶蒸汽伴熱。 要求過濾后蠟液中的白土含量≤0. 02% ,故濾 板采用暗流四孔道排液,一進四出式。 流速快、強度 高、過濾周期短,可提高生產率。

液壓系統

廂式壓濾機的壓緊、松開、保壓、泄壓、自動拉板 均由液壓控制。 液壓系統選用不漏油,動作靈敏可靠,無誤 動作,所有液壓件、泵、馬達最高壓力達 31. 5 MPa, 所有液壓件在高壓時不能損壞。 要求配帶自動濾布振打裝置對濾布掛架系統進 行振打,使濾餅自動剝落,在濾布掛架兩側裝有掉落 濾布掛桿的保護濾板及濾布裝置,降低操作工的勞 動強度,實現自動化控制。

單控臺制廂系式統自動壓濾機是間歇操作的,改造廂式 自動壓濾機設計配置了液壓系統、電氣系統和智能 快速切斷閥等設施,通過可編程控制器(PLC)控制 和監視智能快速切斷閥的開關狀態,實現自動進料, 過濾后自動吹風洗滌,自動拉開拉板卸渣等全過程 的自動控制。 配置 PLC(可編程) 微電腦智能控制,操作方 便:觸摸人機界面實現人機對話及現場控制;自動故 障檢測與報警,提示故障原因、位置及處理方法;誤 動作和誤操作保護與提示功能,安全可靠;全自動、 半自動、手動運行隨意轉換;緊急停止保護電路設 計,確保運行安全;任意設定取板和拉板時間,方便 使用;機旁臨時停機開關,可以就近操作,隨意啟停; 系統停電記憶功能,來電后在停車步恢復運行;全清 零復位功能,清除系統記憶和數據,使系統初始化。單臺廂式壓濾機實現了自身工作的自動化,壓 濾機裝滿白土渣后需要停止進料,進行卸渣,需要切 換另一臺壓濾機。 改造新增壓力變送器,每臺壓濾 機配帶 6 個風動快速切斷閥,可達到兩臺壓濾機之 間自動切換;另一臺提前半小時熱風自動預熱,并備 有人工按鈕切換,汽缸閥備用手動手輪現場操作。 自動切換見圖 4,實現兩二臺壓濾機交互連續循環 工作。 最大限度降低等待時間,提高壓濾機工作效 率。 通過氣動快速切斷閥自動切換,單臺壓濾機可以實現進料、吹風、試壓等全過程自動控制;同時,通 過壓力變送器可以實現兩臺壓濾機之間聯機自動切 換。 自動切換控制原理如圖 5 所示。 6 個風動快速 切斷閥是和廂式壓濾機自動工作相配合的,采用正 反吹風系統,使濾餅兩側都能被風均勻吹過,盡可能 地多吹出濾餅中的蠟,使濾餅含蠟量降低,提高精制 收率。 風動閥門動作表如表 1 所示。 為保證風動快 速切斷閥性能的安全可靠,采用德國 SOMO 進口帶 手輪的閥門。 可以自動、手動同時操作。

?其他設備選型

造新增 4 臺離心泵,分別是到廂式壓濾機的 一次過濾泵和到板框過濾機的二次過濾泵,一開一 備。 由于輸送介質為含白土的蠟液,對泵的材質要 求高,要求耐磨耐沖刷的合金鋼。 結合實際,選取離 心泵型號 65AY100 × 2A,殼體Ⅱ類,ZG230 – 450,過 流部件為Ⅲ類,ZG1Cr13Ni。 離心泵應用變頻技術, 變頻器均采用富士公司生產的進口產品。 離心泵變 頻后,有兩個優點:一是可以節能;二是變頻后轉速 降低,可以減少白土對離心泵的沖刷,延長泵的使用 壽命。

?節能與環保

蒸汽采用新增廂式自動壓濾機的工藝進行生產時, 停用兩臺蒸汽往復泵。 另一臺蒸汽往復泵是作為二 次過濾泵的備用泵,平時不用。 蒸汽往復泵使用的 蒸汽為 1. 0 MPa 的主蒸汽,不能用 0. 3 MPa 乏汽代 替,因此蒸汽耗量非常大。 停用后能減少蒸汽消耗 7 500 t / a。

水、電 采用新增廂式自動壓濾機的工藝進行生產時, 停用原裝置的真空系統。 原裝置的真空系統由兩臺 WWY – 300 型真空泵和兩座汽液分離罐及抽真空 冷卻器 FB600 – 85 – 16 – 4 組成。 真空泵的電機功 率為每臺 30 kW,停用兩臺真空泵后每年減少電能 432 000 kW·h。 停用抽真空冷卻器每年節約循環 水 1 800 m3 。

環保 采用新增廂式自動壓濾機工藝時,充分考慮國 家清潔生產的要求,與原圓盤過濾機相比,廂式壓濾機濾液封閉在壓濾機的管道內,無帶白土的熱氣放 出,對環境空氣沒有污染。 原圓盤過濾機的輸送泵 為蒸汽往復泵,往復泵的密封經常被摩擦損壞,更換 頻繁,蠟液經常從拉桿處泄漏,增加污蠟量,也增加 了勞動量,改造后采用離心泵不泄漏,噪聲很小。

效果效益分析

采用廂式壓濾機精制過濾石蠟和微晶蠟原料, 過濾效果好,滿罐分析合格,達到提高精制蠟收率, 提高產品質量的目的,其中用廂式壓濾機過濾微晶 蠟在國內屬首次應用。 廂式壓濾機過濾后白土渣含蠟量為 21% ,與圓 盤過濾機產生的白土渣含蠟量 45% 相比,白土渣含 蠟量降低了 23% ,產品的精制收率由 98% 提高到 99% 。蠟產品的收率提高 1 個百分點,新增石蠟年創 效 400 萬元,新增微晶蠟年創效 95 萬元。 停用蒸汽 往復泵減少蒸汽消耗 7 500 t / a,年增效 100 萬元,項 目總資 252 萬元,扣除其它成本費用,年增效益 300 萬元,當年收回投資。

結論

廂式壓濾機替換圓盤過濾機,蠟產品的精制收 率由 98% 提高到 99% ,廂式壓濾機一次過濾后白土 渣平均含蠟量 22% ,與圓盤過濾機相比降低了 23 個百分點。 廂式壓濾機單臺工作實現全自動,兩臺之間的 轉換全自動,整個系統自動化程度高,性能穩定可 靠,降低操作人員勞動強度。 廂式壓濾機投用后,基 本無煙氣,大大改善操作環境,符合國家清潔生產的 要求。