国产双级活塞推料离心机在烧碱生产中的应用

国产双级活塞推料离心机在烧碱生产中的应用

20世纪80年代中期，wg筛选离心分离器广泛应用于薄膜法中的碱转化和回收过程中。由于该机自动化、机械化程度高，操作弹性系数大、适应性强并可以灵活调控，目前仍是处理烧碱回收盐的主要设备。90年代中期以后，许多氯碱企业尝试采用国产化双级活塞推料离心机（以下简称双推料离心机）。江苏安邦电化有限公司1998年安装调试了第一台P-60双推料离心机，至2001年正常投运达到了满意的程度，2003年全部淘汰了WG-1200-4B离心机，2004年已有4台双推料离心机投入使用，型号分别是P-60、P-85和HR630-N、HR800-N。1盐浆搅拌系统的操作原理与WG型离心机相比，双推料离心机体积小、转速快、连续进料、连续出料，具有占地面积少，生产能力大；分离出的盐含湿率较低，含碱量小；洗涤用水量少，使烧碱的外加水量减少；吸震效果好，整机振动小；筛网采用不锈钢板网，使用寿命长等特点，但由于应用条件苛刻、操作弹性系数小，影响了推广使用。该机的工作原理是主机在全速运转下，盐浆通过进料管连续进入物料分配盘，在离心力的作用下，沿四周均匀地甩到一级转鼓内的板网上。大部分液相经板网间隙和一级转鼓的过滤孔甩出转鼓，而固相被截留在板网上形成圆筒状滤饼层。经过一级转鼓回程将滤饼层沿转鼓轴向向前推移，空出的板网表面又形成新的滤饼层，随着一级转鼓的往复运动，滤饼被推出一级转鼓，以翻松状态进入二级转鼓进一步甩干，并借助一级转鼓往后运动的推力推出二级转鼓，经集料槽和出料口卸出机外。分离出的母液经排液口排出。固液分离过程中，洗涤水通过冲洗喷头连续地喷在转鼓滤饼上，洗液混同母液一同排出。P-60离心机的主机功率45kW、转速1530r/min、操作电流30～35A，推料次数控制在65～75次/min，油压3.5MPa，生产能力8～14t/h。2在调试和运营过程中，存在的问题和改进2.1wg-400-4b离心烧碱生产面临的问题完成安装后，首先进行了空载调试，从机械性能、运行的稳定性、油压、推料次数等方面验证是否合格。空载调试后进行了正式投料运行，并规定了基本指标，即分离出的固相盐溶解后，在ρ（NaCl）≥280g/L时,其中ρ（NaOH）≤2g/L；母液中ρ（NaOH）≥220g/L，其中NaCl固体与NaOH液体比要≤10%；要达到平衡4万t/a100%烧碱的生产能力。此时由于在工艺上仍沿用了WG-1200-4B离心机的盐处理工艺和配套设备，很长一段时间不能达到理想运行状态，出现的主要问题有：(1）刚开始运营时，推料正常，盐层厚度5～7cm,盐含湿量较低,运行一段时间后推出的盐量减少,盐层变薄,含湿量高,主机电流不稳定。(2）推料过程中，突然停止推料，滤饼紧紧吸附在筛网上，必须停车后用水冲洗干净，才能重新进料操作。(3）干盐会堵塞下料口，大量的盐富集在离心机集料槽中导致刮刀损坏。(4）不能处理浓碱冷却盐。一旦浓碱冷却盐进入离心机后，振动马上变大，不能形成理想滤饼，也引起推料不正常，无法运行。对浓碱盐的处理只好采用WG-1200-4B离心机处理。(5）母液中含固体盐特别多。通过流出的母液取样分析发现母液中固体盐的质量分数最高时达到30%。由于母液是用泵送往淡碱塔的，如果固体盐太多，必然会在淡碱塔内堆集，大量固体盐从淡碱塔进入蒸发工序，必然导致生产不正常。(6）生产能力不足。由于不能正常运行，生产能力和产品说明书所示相差很大。2.2烧碱回收盐的特点(1）双推料离心机与WG刮刀卸料离心机技术性能差异较大，在应用工艺上必须与设备的技术性能相配套，要提供符合要求的使用条件。(2）离心机的配套设计要根据烧碱回收盐的特性做可行性调整。(3）操作过程是连续进料、连续洗料、连续出料，因此要求被分离的物料具有一定的稳定性。(4）双推料离心机转速快，离心力大，分离因数高，推料频率高，物料停留时间短，因此对动平衡要求高。物料进入筛网后，如不能迅速形成一层较均匀的基础滤渣层，必然对滤饼的厚度和分布均衡性产生影响。(5）由于离心力大，物料的附着力也强，物料的堆集密度、黏度和附着状态对推动力有一定影响。(6）由于被处理物料盐浆状态不一致，可变因素多，而离心机的运行性能是不变的。烧碱的回收盐主要由以下3个方面组成：a．从旋液分离器底采出的蒸发器内结晶盐，这种盐晶粒较大，附着的碱性低，相对黏度小。b．从旋液分离器顶流出来，随浓碱出料带出的结晶盐，这种盐晶粒相对小。c．浓碱冷却产生的结晶盐。这种结晶盐晶粒更细，盐浆的黏度较大。因此，后2种盐浆必须混合在蒸发器结晶盐中才能有利于分离，不可以单独进行分离操作。根据以上分析，确定了围绕以下3个方面进行改进，即重新设计适合该机型的盐处理工艺流程，确保进料量的稳定、进料状态的一致和提高进料的固液比；适当调整该机的可控零部件，以适应烧碱回收盐的特性；混合处理几方面来的盐浆。2.3改进后的盐处理工艺流程(1）离心机进料由盐集中槽放料改为用泵通过旋液分离器底流进料，提高离心机进料的固液比。(2）盐集中槽锥体的锥度从90°改为45°，以利于固体盐的沉降集中，为旋液分离器正常运行提供有利条件。(3）增加母液沉降固体盐的流程，以保证流往淡碱塔的碱液无固体盐，增加离心机母液沉盐槽2只，锥体采用45°。(4）母液排出口增加排气管，引出热蒸汽。(5）扩大离心机集料下盐口，保证推出去的盐及时排出，避免堵塞。(6）筛网间隙分别由一级转鼓的15丝改为12丝，二级转鼓由12丝改为10丝，同时提高开孔率，增加板网条数，以减少母液中含固量，并保证固体盐的含湿率较低。(7）在下料斗上增加冲洗管，避免下料斗的盐堵塞。(8）所有回收盐管道全部集中到盐集中槽，使较少量的晶粒较小的固体盐和较多量的晶粒较大的固体盐混合，以利于离心机的操作。为避免液碱和盐浆溢出，在盐集中槽上部增加了溢流管，通往母液地槽。改进后的盐处理工艺流程如图1所示。从蒸发器中采出的结晶盐、浓碱出料槽沉降盐、母液沉盐槽的沉降盐和浓碱冷却槽结晶盐全部进入盐集中槽，盐浆从盐集中槽底部进入盐浆泵（流量50m3/h,扬程32m），由泵打入旋液分离器，旋液分离器底流通过球阀调节后进入双推料离心机，顶流回盐集中槽（或母液沉降槽）。离心机分离出的固体盐从下料口推出，母液流入地槽，经泵送往1#母液沉降槽，沉降绝大部分固体盐后，溢流至2#母液沉盐槽继续沉降固体盐，2#母液沉盐槽清碱液溢流至淡碱塔。母液沉盐槽内的固体盐用泵送往盐集中槽。当盐集中槽内的盐浆固液比较低时，旋液分离器的顶流不再回盐集中槽，而是进入1#母液沉盐槽沉降其中的固体盐。母液沉盐槽的锥体角度设计为45°，有利于固体盐的沉降和抽出，槽内设置了固体盐盐位拉杆，生产中确保固体盐堆积高度不超过拉杆位置。3进料固液比从1998年底安装调试第一台P-60离心机以来，至2001年完成改进工作，经历了改变推料次数，增大油压、改变筛网孔隙、改变下料管直径、改变洗涤水喷嘴流量、调