張守軍

(連云港堿業(yè)有限公司，江蘇連云港 222042)

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淺談臥螺離心機(jī)在鹽泥固液分離中的應(yīng)用

張守軍

(連云港堿業(yè)有限公司，江蘇連云港 222042)

介紹了液壓差速臥螺離心機(jī)的工作機(jī)理及在鹽泥漿液固液分離過程中的應(yīng)用情況，實(shí)踐證明在鹽泥漿液脫水過程中以離心機(jī)代替板框壓濾機(jī)是可行的。該項(xiàng)目的成功實(shí)施對(duì)純堿鹽泥脫水、鹽分回收具有重要的借鑒意義。

臥式螺旋離心機(jī)；鹽泥；固液分離；應(yīng)用

1 鹽泥漿液固液分離領(lǐng)域的現(xiàn)狀

鹽泥漿液是氨堿法生產(chǎn)中利用石灰-純堿法除去粗鹽水中的Ca2+、Mg2+而產(chǎn)生的沉降物，其主要成分包括： NaCl、CaCO3、CaSO4、Mg(OH)2、MgSO4、H2O等。其中固含量約為10%(w/w)，pH值10～12，溫度39～42 ℃。目前，鹽泥漿大多進(jìn)行固液分離，鹽分進(jìn)行回收再利用，脫水后泥餅外運(yùn)堆存。

在泥漿鹽分回收利用中我廠先前采用的是XZA(M)Z500/1500型壓濾機(jī)。其主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工作原理：XZA(M)Z500/1500型壓濾機(jī)主要由主梁、濾板(含濾布)、壓緊板、止推板、壓緊裝置(主要是液壓壓緊裝置)、拉板裝置、液壓泵站、電控系統(tǒng)及輔助部件等幾大部分組成。濾布裝在濾板兩面。在壓緊裝置作用下，多塊濾板被夾緊在壓緊板和止推板之間，每兩塊濾板之間形成一個(gè)封閉的濾室，當(dāng)給料泵將物料打入濾室后，在入料壓力下液相物料(水)通過濾布從濾液孔分離出來，固相物料留在濾室內(nèi)逐漸形成濾餅，完成壓濾機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)。

傳統(tǒng)的板框壓濾機(jī)由于自動(dòng)化程度低需要2～3人進(jìn)行濾餅卸料，濾布、濾板在高壓物料作用下易損壞導(dǎo)致噴料,日常維護(hù)中濾布要進(jìn)行高壓水槍沖洗，液壓系統(tǒng)的閥組、拉板裝置等易出現(xiàn)故障檢修，整體人工成本高、占地面積大，現(xiàn)場操作環(huán)境差。在當(dāng)前生產(chǎn)要求日益高效的條件下，需要更加先進(jìn)的固液分離設(shè)備來進(jìn)行升級(jí)替代。

臥式螺旋卸料沉降離心機(jī)是目前污泥脫水領(lǐng)域應(yīng)用廣泛且安全可靠、技術(shù)先進(jìn)的設(shè)備，具有占用空間小、自動(dòng)化程度高、可連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)、操作維修方便、人工使用少等特點(diǎn)，經(jīng)過調(diào)研，該類設(shè)備成為我廠板框壓濾機(jī)的首選替代設(shè)備。2013年8月，我廠引入了成都天保1臺(tái)CS26-4T型臥式螺旋卸料沉降離心機(jī)，投入后運(yùn)行效果基本達(dá)到了預(yù)期指標(biāo)。

2 臥式螺旋離心機(jī)介紹

2.1 工作原理

圖1 臥式螺旋離心機(jī)工作原理

臥式螺旋離心機(jī)主要是由螺旋體、轉(zhuǎn)鼓與液壓差速器三個(gè)關(guān)鍵部件組成。待分離的懸浮液通過進(jìn)料管進(jìn)入螺旋和轉(zhuǎn)鼓之間的腔體，在主驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)下螺旋和轉(zhuǎn)鼓進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)從而形成離心力，轉(zhuǎn)鼓內(nèi)形成一個(gè)環(huán)形液池。在離心力作用下，物料中密度大的固體顆粒物沉積在轉(zhuǎn)鼓的內(nèi)壁上，工作時(shí)螺旋體通過液壓差速器驅(qū)動(dòng)與轉(zhuǎn)鼓作不等速的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，螺旋體不斷將沉積在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁上的固體顆粒物刮下來并從排渣口推出，分離后的清液經(jīng)過螺旋體螺旋內(nèi)液層通道從轉(zhuǎn)鼓溢流口排出，從而實(shí)現(xiàn)固液分離過程。

離心機(jī)部件包括：轉(zhuǎn)鼓、螺旋推料器、主驅(qū)動(dòng)電機(jī)、液壓差速器系統(tǒng)、外殼、底座、隔振器、連接件及控制系統(tǒng)等。

2.2 CS26-4T型臥式螺旋離心機(jī)主要特點(diǎn)

1)長度與直徑比為4∶1，采用轉(zhuǎn)速高、差速低的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，待分離的懸浮液在腔體內(nèi)的停留時(shí)間長，螺旋對(duì)懸浮液的攪動(dòng)小，分離效果好。

2)差轉(zhuǎn)速自動(dòng)調(diào)節(jié)范圍(1.0～20.0 r/min)，發(fā)生堵料故障時(shí)一般無需拆機(jī)只要啟動(dòng)螺旋可自動(dòng)排渣，清除積料。

3)為提升離心機(jī)耐磨損、耐腐蝕性能，轉(zhuǎn)鼓、螺旋體材料均采用雙相不銹鋼A890離心澆注，螺旋葉片采用316L不銹鋼；轉(zhuǎn)鼓沿縱長方向點(diǎn)焊316L不銹鋼筋條，排泥口采用碳化鎢耐磨套，螺旋葉片推料部位耐磨保護(hù)采用噴涂碳化鎢涂層厚度3 mm。

4)電機(jī)及變頻器采用ABB品牌，液壓差速器采用瑞士VISCOTHERM產(chǎn)品，PLC為西門子S7-200/300，品質(zhì)好性能可靠。

5)離心機(jī)配有自動(dòng)潤滑系統(tǒng)LincolnP301/401,潤滑按周期循環(huán)運(yùn)行。

6)系統(tǒng)配置一套PLC控制系統(tǒng)，能根據(jù)生產(chǎn)要求從鹽泥脫水系統(tǒng)各設(shè)備的啟動(dòng)、進(jìn)料、配藥、加藥、脫水直至系統(tǒng)停機(jī)、清洗全過程自動(dòng)操作。該系統(tǒng)可以根據(jù)負(fù)載變化自動(dòng)調(diào)整轉(zhuǎn)鼓與螺旋之間差速。并且有多種異常狀態(tài)檢測(cè)、報(bào)警和聯(lián)鎖控制功能，以確保脫水系統(tǒng)的運(yùn)行可靠、安全。

3 工程設(shè)計(jì)選型

設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)：

單臺(tái)設(shè)備連續(xù)進(jìn)料能力：≥65 m3/h

濾餅含水量： ≤30%(質(zhì)量比)

濾液中懸浮物含量：≤200 mg/L

離心機(jī)運(yùn)行時(shí)間：連續(xù)運(yùn)行

絮凝劑 (分子量≥800萬PAM)投加量：≤1 kg/tds (每噸干基固體)

4 裝置運(yùn)行狀況

4.1 鹽泥固液分離運(yùn)行數(shù)據(jù)

表1 運(yùn)行數(shù)據(jù)表(2014年9月)

4.2 運(yùn)行結(jié)論

1)臥螺離心機(jī)能夠有效對(duì)鹽泥進(jìn)行固液分離，振值5.3～9.6 mm/s，軸承溫度在25.0～31.0 ℃，均能夠保持穩(wěn)定，液壓系統(tǒng)穩(wěn)定，基本能夠滿足生產(chǎn)需要。

2)臥螺離心機(jī)可連續(xù)運(yùn)行，出泥量均勻且出泥的含固體率達(dá)到53%以上，有利于外運(yùn)和堆存，可以有效節(jié)省儲(chǔ)存空間。

3)臥螺離心機(jī)故障率低，自投用以來，出現(xiàn)過偶爾堵料、進(jìn)料軟管接頭斷裂、主電機(jī)軸承振動(dòng)大、皮帶輪磨損等系列問題，通過整改都得到快速解決，主體設(shè)備具有良好的運(yùn)行穩(wěn)定性。

4)臥螺離心機(jī)自動(dòng)化程度高，操作方便。相對(duì)于板框壓濾機(jī)，卸料時(shí)需要3人，日常濾布、濾板清洗、破損更換需要2人，臥螺離離心機(jī)1～2人即可操作，可以有效降低勞動(dòng)用工總量和勞動(dòng)強(qiáng)度。

5)臥螺離心機(jī)具有良好安全環(huán)保性能，全封閉式運(yùn)行，分離效果人為因素影響小，現(xiàn)場環(huán)境衛(wèi)生條件好。而板框壓濾機(jī)工作時(shí)為敞開式，濾布容易阻塞，濾板密封面容易損傷或夾料而造成物料噴出，易形成二次污染，工作環(huán)境較差。

5 結(jié) 語

臥螺離心機(jī)在我廠投入應(yīng)用已經(jīng)1年半多了。在鹽泥漿的固液分離處理中，無論是技術(shù)查定還是生產(chǎn)實(shí)際應(yīng)用臥螺離心機(jī)都表現(xiàn)出了良好的設(shè)備技術(shù)性能，控制技術(shù)穩(wěn)定可靠，生產(chǎn)自動(dòng)化程度高，生產(chǎn)現(xiàn)場環(huán)境整潔，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，相信臥螺離心機(jī)將在我國純堿行業(yè)得到更加廣泛的推廣和應(yīng)用。

TQ114.15

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1005-8370(2016)05-38-03

2016-07-20

張守軍(1974—)，1998年7月畢業(yè)于南京化工大學(xué)應(yīng)用化學(xué)系。連云港堿業(yè)有限公司鹽水車間設(shè)備主任，工程師。