化工項(xiàng)目蠟精制裝置年以前主要采用兩臺(tái) GPY – S – 40 型圓盤(pán)式過(guò)濾機(jī)對(duì)蠟液第一次過(guò)濾, 濾液罐系統(tǒng)采用抽真空技術(shù),濾液進(jìn)入濾液罐,產(chǎn)品 收率為 98% ,其余少量蠟被白土吸附掉。 停工檢修時(shí),對(duì)蠟白土精制工藝進(jìn)行了改造:新增一套 流程,該流程以兩臺(tái)廂式自動(dòng)壓濾機(jī)過(guò)濾為一次過(guò) 濾,并進(jìn)行配套的工藝流程及自動(dòng)控制設(shè)計(jì),以達(dá)到 提高精制蠟收率和產(chǎn)品質(zhì)量的目的。 此次蠟白土精 制工藝流程改造時(shí),保留原圓盤(pán)過(guò)濾機(jī)的流程,與廂式自動(dòng)壓濾機(jī)的流程互為備用。 經(jīng)過(guò) 5 年運(yùn)行經(jīng)濟(jì) 效益顯著。

工藝流程分析

圓盤(pán)過(guò)濾機(jī)工藝流程

反應(yīng)釜中的蠟液自流到圓盤(pán)過(guò)濾機(jī)進(jìn)行第一次過(guò)濾,濾液罐上部抽真空, 濾液被抽入濾液罐。 當(dāng)濾液罐液位達(dá)到 30% ~ 50% 時(shí),板框過(guò)濾泵 啟動(dòng),濾液 進(jìn)入板框過(guò)濾機(jī)進(jìn)行第二次過(guò)濾,產(chǎn)品進(jìn)入成品罐。

采用廂式自動(dòng)壓濾機(jī)工藝流程

蠟液自反應(yīng)釜(底由一次過(guò)濾供料泵輸送到兩臺(tái)廂式自動(dòng) 過(guò)濾機(jī)進(jìn)行第一次過(guò)濾,新增 一個(gè)立式濾液罐濾液進(jìn)入濾液罐。當(dāng)濾液罐液位達(dá)到 30% ~ 50% 時(shí),二次過(guò)濾 泵,原來(lái)的三臺(tái)蒸汽往復(fù)泵,保留一 臺(tái),其余兩臺(tái)更換為離心泵,帶變頻) 啟動(dòng),濾液被 送至板框過(guò)濾機(jī) 進(jìn)行第二次過(guò)濾,產(chǎn) 品進(jìn)入成品罐。

一次過(guò)濾部分的區(qū)別

通過(guò)分析對(duì)比以上兩種流程得出,一次過(guò)濾是 精制的關(guān)鍵,一次過(guò)濾效果的好壞決定了后續(xù)工作 的質(zhì)量。 圓盤(pán)過(guò)濾機(jī)的過(guò)濾是借助于負(fù)壓作用在過(guò)濾表 面兩側(cè)的壓力差,使懸浮液中的固體顆粒與蠟液分離,過(guò)濾表面的網(wǎng)孔小于固相顆粒的直徑,這樣使液 體流過(guò)過(guò)濾表面,而固相顆粒因?yàn)樨?fù)壓附著在過(guò)濾 表面上形成濾餅,過(guò)濾表面兩側(cè)的壓力差由真空泵 所產(chǎn)生的負(fù)壓維持。 單臺(tái)廂式自動(dòng)壓濾機(jī)是間歇操作加壓的一種固 液分離設(shè)備,由機(jī)架、濾板、液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)及其 它附屬裝置等組成的一種分離機(jī)械。 由一次過(guò)濾泵 把原料送入廂式自動(dòng)壓濾機(jī),在一定壓力的作用下 通過(guò)濾板、濾布,形成一定厚度的濾餅,濾餅是主要 的過(guò)濾介質(zhì)。

廂式壓濾機(jī)的選型

新增流程的核心設(shè)備為兩臺(tái)廂式自動(dòng)壓濾機(jī), 廂式自動(dòng)壓濾機(jī)的選取非常重要。

設(shè)備本體進(jìn)入廂式壓濾機(jī)的物料主要有兩大類(lèi):石蠟和 微晶蠟,并且要求連續(xù)生產(chǎn)。 精制系統(tǒng)原處理量為 12 m3 / h,考慮到發(fā)展的需要,選取廂式壓濾機(jī)每臺(tái) 的過(guò)濾能力≥15 m3 / h,每臺(tái)壓濾機(jī)過(guò)濾面積 100 m2 。 選用1 000 mm × 1 000 mm 的濾板,單塊濾板過(guò) 濾面積大,整機(jī)占地面積小,解決了平面位置緊張、 廂式壓濾機(jī)不易布置的難題。 進(jìn)入廂式壓濾機(jī)的蠟液物性條件:生產(chǎn)石蠟時(shí), 工作溫度為 100 ~ 130 ℃ ,工作壓力為 0 ~ 1. 6 MPa, 處理介質(zhì)為白土石蠟液;生產(chǎn)微晶蠟時(shí),工作溫度為 140 ~ 185 ℃ ,工作壓力為 0 ~ 1. 6 MPa,處理介質(zhì)為 白土微晶蠟液。 針對(duì)以上物性,選取廂式壓濾機(jī)的 濾板和襯板為鋼結(jié)構(gòu)濾板,該濾板具有強(qiáng)度高、耐高 溫、高壓、使用壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)。 廂式壓濾機(jī)的橫梁采用 450 mm 高、40 mm 厚 A3 鋼板配對(duì)制做,保證濾板移動(dòng)中不偏移。 橫梁包 襯 304 不銹鋼鋼板,機(jī)架連接部位打定位銷(xiāo)。 針對(duì) 物料易凝固的特點(diǎn),橫梁加裝蒸汽伴熱裝置,可隨意調(diào)節(jié)溫度,自動(dòng)保持溫度。 保證滴落的蠟液不會(huì)在 橫梁表面凝固并逐漸堆積。 廂式壓濾機(jī)的滴落液接 蠟盤(pán),要求廠家?guī)д羝闊帷?要求過(guò)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(jìn)四出式。 流速快、強(qiáng)度 高、過(guò)濾周期短,可提高生產(chǎn)率。

液壓系統(tǒng)

廂式壓濾機(jī)的壓緊、松開(kāi)、保壓、泄壓、自動(dòng)拉板 均由液壓控制。 液壓系統(tǒng)選用不漏油,動(dòng)作靈敏可靠,無(wú)誤 動(dòng)作,所有液壓件、泵、馬達(dá)最高壓力達(dá) 31. 5 MPa, 所有液壓件在高壓時(shí)不能損壞。 要求配帶自動(dòng)濾布振打裝置對(duì)濾布掛架系統(tǒng)進(jìn) 行振打,使濾餅自動(dòng)剝落,在濾布掛架兩側(cè)裝有掉落 濾布掛桿的保護(hù)濾板及濾布裝置,降低操作工的勞 動(dòng)強(qiáng)度,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。

單控臺(tái)制廂系式統(tǒng)自動(dòng)壓濾機(jī)是間歇操作的,改造廂式 自動(dòng)壓濾機(jī)設(shè)計(jì)配置了液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)和智能 快速切斷閥等設(shè)施,通過(guò)可編程控制器(PLC)控制 和監(jiān)視智能快速切斷閥的開(kāi)關(guān)狀態(tài),實(shí)現(xiàn)自動(dòng)進(jìn)料, 過(guò)濾后自動(dòng)吹風(fēng)洗滌,自動(dòng)拉開(kāi)拉板卸渣等全過(guò)程 的自動(dòng)控制。 配置 PLC(可編程) 微電腦智能控制,操作方 便:觸摸人機(jī)界面實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話及現(xiàn)場(chǎng)控制;自動(dòng)故 障檢測(cè)與報(bào)警,提示故障原因、位置及處理方法;誤 動(dòng)作和誤操作保護(hù)與提示功能,安全可靠;全自動(dòng)、 半自動(dòng)、手動(dòng)運(yùn)行隨意轉(zhuǎn)換;緊急停止保護(hù)電路設(shè) 計(jì),確保運(yùn)行安全;任意設(shè)定取板和拉板時(shí)間,方便 使用;機(jī)旁臨時(shí)停機(jī)開(kāi)關(guān),可以就近操作,隨意啟停; 系統(tǒng)停電記憶功能,來(lái)電后在停車(chē)步恢復(fù)運(yùn)行;全清 零復(fù)位功能,清除系統(tǒng)記憶和數(shù)據(jù),使系統(tǒng)初始化。單臺(tái)廂式壓濾機(jī)實(shí)現(xiàn)了自身工作的自動(dòng)化,壓 濾機(jī)裝滿白土渣后需要停止進(jìn)料,進(jìn)行卸渣,需要切 換另一臺(tái)壓濾機(jī)。 改造新增壓力變送器,每臺(tái)壓濾 機(jī)配帶 6 個(gè)風(fēng)動(dòng)快速切斷閥,可達(dá)到兩臺(tái)壓濾機(jī)之 間自動(dòng)切換;另一臺(tái)提前半小時(shí)熱風(fēng)自動(dòng)預(yù)熱,并備 有人工按鈕切換,汽缸閥備用手動(dòng)手輪現(xiàn)場(chǎng)操作。 自動(dòng)切換見(jiàn)圖 4,實(shí)現(xiàn)兩二臺(tái)壓濾機(jī)交互連續(xù)循環(huán) 工作。 最大限度降低等待時(shí)間,提高壓濾機(jī)工作效 率。 通過(guò)氣動(dòng)快速切斷閥自動(dòng)切換,單臺(tái)壓濾機(jī)可以實(shí)現(xiàn)進(jìn)料、吹風(fēng)、試壓等全過(guò)程自動(dòng)控制;同時(shí),通 過(guò)壓力變送器可以實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)壓濾機(jī)之間聯(lián)機(jī)自動(dòng)切 換。 自動(dòng)切換控制原理如圖 5 所示。 6 個(gè)風(fēng)動(dòng)快速 切斷閥是和廂式壓濾機(jī)自動(dòng)工作相配合的,采用正 反吹風(fēng)系統(tǒng),使濾餅兩側(cè)都能被風(fēng)均勻吹過(guò),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(fēng)動(dòng)閥門(mén)動(dòng)作表如表 1 所示。 為保證風(fēng)動(dòng)快 速切斷閥性能的安全可靠,采用德國(guó) SOMO 進(jìn)口帶 手輪的閥門(mén)。 可以自動(dòng)、手動(dòng)同時(shí)操作。

?其他設(shè)備選型

造新增 4 臺(tái)離心泵,分別是到廂式壓濾機(jī)的 一次過(guò)濾泵和到板框過(guò)濾機(jī)的二次過(guò)濾泵,一開(kāi)一 備。 由于輸送介質(zhì)為含白土的蠟液,對(duì)泵的材質(zhì)要 求高,要求耐磨耐沖刷的合金鋼。 結(jié)合實(shí)際,選取離 心泵型號(hào) 65AY100 × 2A,殼體Ⅱ類(lèi),ZG230 – 450,過(guò) 流部件為Ⅲ類(lèi),ZG1Cr13Ni。 離心泵應(yīng)用變頻技術(shù), 變頻器均采用富士公司生產(chǎn)的進(jìn)口產(chǎn)品。 離心泵變 頻后,有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn):一是可以節(jié)能;二是變頻后轉(zhuǎn)速 降低,可以減少白土對(duì)離心泵的沖刷,延長(zhǎng)泵的使用 壽命。

?節(jié)能與環(huán)保

蒸汽采用新增廂式自動(dòng)壓濾機(jī)的工藝進(jìn)行生產(chǎn)時(shí), 停用兩臺(tái)蒸汽往復(fù)泵。 另一臺(tái)蒸汽往復(fù)泵是作為二 次過(guò)濾泵的備用泵,平時(shí)不用。 蒸汽往復(fù)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(dòng)壓濾機(jī)的工藝進(jìn)行生產(chǎn)時(shí), 停用原裝置的真空系統(tǒng)。 原裝置的真空系統(tǒng)由兩臺(tái) 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(jī)功 率為每臺(tái) 30 kW,停用兩臺(tái)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(jié)約循環(huán) 水 1 800 m3 。

環(huán)保 采用新增廂式自動(dòng)壓濾機(jī)工藝時(shí),充分考慮國(guó) 家清潔生產(chǎn)的要求,與原圓盤(pán)過(guò)濾機(jī)相比,廂式壓濾機(jī)濾液封閉在壓濾機(jī)的管道內(nèi),無(wú)帶白土的熱氣放 出,對(duì)環(huán)境空氣沒(méi)有污染。 原圓盤(pán)過(guò)濾機(jī)的輸送泵 為蒸汽往復(fù)泵,往復(fù)泵的密封經(jīng)常被摩擦損壞,更換 頻繁,蠟液經(jīng)常從拉桿處泄漏,增加污蠟量,也增加 了勞動(dòng)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(jī)精制過(guò)濾石蠟和微晶蠟原料, 過(guò)濾效果好,滿罐分析合格,達(dá)到提高精制蠟收率, 提高產(chǎn)品質(zhì)量的目的,其中用廂式壓濾機(jī)過(guò)濾微晶 蠟在國(guó)內(nèi)屬首次應(yīng)用。 廂式壓濾機(jī)過(guò)濾后白土渣含蠟量為 21% ,與圓 盤(pán)過(guò)濾機(jī)產(chǎn)生的白土渣含蠟量 45% 相比,白土渣含 蠟量降低了 23% ,產(chǎn)品的精制收率由 98% 提高到 99% 。蠟產(chǎn)品的收率提高 1 個(gè)百分點(diǎn),新增石蠟?zāi)陝?chuàng) 效 400 萬(wàn)元,新增微晶蠟?zāi)陝?chuàng)效 95 萬(wàn)元。 停用蒸汽 往復(fù)泵減少蒸汽消耗 7 500 t / a,年增效 100 萬(wàn)元,項(xiàng) 目總資 252 萬(wàn)元,扣除其它成本費(fèi)用,年增效益 300 萬(wàn)元,當(dāng)年收回投資。

結(jié)論

廂式壓濾機(jī)替換圓盤(pán)過(guò)濾機(jī),蠟產(chǎn)品的精制收 率由 98% 提高到 99% ,廂式壓濾機(jī)一次過(guò)濾后白土 渣平均含蠟量 22% ,與圓盤(pán)過(guò)濾機(jī)相比降低了 23 個(gè)百分點(diǎn)。 廂式壓濾機(jī)單臺(tái)工作實(shí)現(xiàn)全自動(dòng),兩臺(tái)之間的 轉(zhuǎn)換全自動(dòng),整個(gè)系統(tǒng)自動(dòng)化程度高,性能穩(wěn)定可 靠,降低操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度。 廂式壓濾機(jī)投用后,基 本無(wú)煙氣,大大改善操作環(huán)境,符合國(guó)家清潔生產(chǎn)的 要求。