白保生，陳 虹

(云南云天化股份有限公司紅磷分公司 云南開遠 661699)

隨著磷化工行業(yè)競爭的日趨激烈，優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品不但要求有過硬的內(nèi)在質(zhì)量，而且外部質(zhì)量也越來越受客戶的關(guān)注，產(chǎn)品的色澤、圓潤度、均勻度等外觀形象逐步成為提高市場競爭力的重要手段，而產(chǎn)品外觀質(zhì)量直接受篩分工序篩分效果的影響。目前，國內(nèi)多數(shù)顆粒磷復(fù)肥生產(chǎn)企業(yè)選用三級篩分工藝，其中一級和二級篩通常選用振網(wǎng)篩，而三級篩一般選用振動篩。一級和二級篩分屬于預(yù)篩分，主要對產(chǎn)品進行初步篩選以去除粗大顆粒及粉末狀物料，而三級篩分屬于精細篩分，產(chǎn)品外觀質(zhì)量往往取決于三級篩的篩分效果。

為了提高產(chǎn)品的外觀質(zhì)量，云南云天化股份有限公司紅磷分公司(以下簡稱紅磷分公司)在三級篩的選用上也不斷進行探索，曾先后采用拋光篩、振動篩、圓筒篩等設(shè)備，但都難以獲得滿意的篩分效果，不但存在顆粒粒徑不均勻的問題，有時還摻雜細長扁平顆粒，使產(chǎn)品觀感度受到很大的影響；此外，這些設(shè)備故障率較高，影響生產(chǎn)裝置的持續(xù)平穩(wěn)運行，不利于生產(chǎn)控制。后嘗試使用新型的平面回轉(zhuǎn)篩分設(shè)備，產(chǎn)品外觀質(zhì)量得到較大改善，均勻度、圓潤度等觀感效果也有明顯的提高。平面回轉(zhuǎn)篩分設(shè)備是通過特定的往復(fù)旋轉(zhuǎn)式和輕微傾斜的篩面使物料快速通過篩面，從而獲得理想的篩分效果。

1 不同篩分設(shè)備對產(chǎn)品外觀質(zhì)量的影響分析

1.1 振網(wǎng)篩作為三級篩對產(chǎn)品外觀質(zhì)量的影響分析

與紅磷分公司270 kt/a磷酸二銨裝置以及180 kt/a磷酸二銨裝置配套的三級篩分設(shè)備原設(shè)計采用振網(wǎng)篩，網(wǎng)面為條形波紋形式，采用大角度傾斜安裝，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1. 進料口 2. 振動電機 3. 細粉倉4. 成品取出口 5. 粗篩下料口圖1 振網(wǎng)篩結(jié)構(gòu)

振網(wǎng)篩是以設(shè)備上方的振動電機為振動源牽引篩網(wǎng)振動，使物料拋起向前彈跳，從而實現(xiàn)物料分級[1]，具有振幅可調(diào)、篩分效率高、生產(chǎn)能力大、動負荷小、噪聲低、防塵條件好、維修方便等優(yōu)點。根據(jù)設(shè)備本身結(jié)構(gòu)原理，物料通過篩面的時間較短，作為預(yù)篩時具有較高的篩分效率，但作為三級篩時，產(chǎn)品中往往存在部分細長扁平顆粒物料，而且有質(zhì)量分數(shù)20%左右的合格顆粒會從上層篩面進入系統(tǒng)循環(huán)，降低了產(chǎn)品取出率。

1.2 振動篩作為三級篩對產(chǎn)品外觀質(zhì)量的影響分析

針對振網(wǎng)篩存在的不足并進一步提高產(chǎn)品外觀質(zhì)量，紅磷分公司采用振動篩代替振網(wǎng)篩作為三級篩分設(shè)備。選用的振動篩網(wǎng)面采用方格形式，安裝角度相對較緩，其結(jié)構(gòu)如圖2所示。

1. 基礎(chǔ) 2. 篩框 3. 進料口 4. 振動電機5. 減振器 6. 細粉出口 7. 成品取出口圖2 振動篩結(jié)構(gòu)

振動篩是利用振子激振所產(chǎn)生的復(fù)旋型振動進行工作，振子的上旋轉(zhuǎn)重錘使篩面產(chǎn)生平面回旋振動，而下旋轉(zhuǎn)重錘使篩面產(chǎn)生錐面回旋振動，兩者聯(lián)合作用的效果則使篩面產(chǎn)生復(fù)旋型振動[1]。振動篩工作時，2臺電機同步反向旋轉(zhuǎn)使激振器產(chǎn)生反向激振力，迫使篩體帶動篩網(wǎng)做縱向運動，使其上的物料受激振力而周期性向前拋出一個射程，從而完成物料篩分作業(yè)。振動篩結(jié)構(gòu)簡單，篩面安裝角度相對平緩，物料停留時間長，用作終極篩時，產(chǎn)品外觀質(zhì)量得到一定程度的改善，沒有細長扁平顆粒。但磷酸二銨具有一定的黏聚性，篩網(wǎng)容易積料且不易清理，故篩分效率不高；其次，旋轉(zhuǎn)重錘在長期的旋轉(zhuǎn)運動過程中，篩框承受的沖擊力較大，從而造成篩框頻繁損壞，影響生產(chǎn)裝置的持續(xù)平穩(wěn)運行。因此，振動篩不宜用作磷化工產(chǎn)品的精細篩分。

1.3 回轉(zhuǎn)篩作為三級篩對產(chǎn)品外觀質(zhì)量的影響分析

回轉(zhuǎn)篩主要由滾筒裝置、機架及驅(qū)動裝置構(gòu)成，滾筒裝置傾斜布置，當物料進入滾筒后，在滾筒裝置的傾角與轉(zhuǎn)動共同作用下，實現(xiàn)物料的分級處理，其結(jié)構(gòu)如圖3所示。

1. 驅(qū)動裝置 2. 滾筒裝置 3. 進料口 4. 細粉倉 5. 成品取出口 6. 機架圖3 回轉(zhuǎn)篩結(jié)構(gòu)

因篩網(wǎng)呈圓筒狀，篩分有效面積僅為下部，故篩網(wǎng)利用率低；其次，篩網(wǎng)在設(shè)備內(nèi)部，積料后難以清理。根據(jù)回轉(zhuǎn)篩在紅磷分公司的實際使用情況，其存在的問題如下。

(1) 設(shè)備篩分效率低，從回轉(zhuǎn)篩粗篩網(wǎng)篩出的大粒子中，合格粒子質(zhì)量分數(shù)占60%左右。為保持進出系統(tǒng)物料的平衡，在生產(chǎn)過程中直接將粗篩篩出的物料返入成品內(nèi)，導致成品顆粒粒徑偏大。

(2) 更換篩網(wǎng)困難，特別是更換粗篩網(wǎng)時，首先要把細篩網(wǎng)拆除才能更換，粗篩網(wǎng)更換完成后再將細篩網(wǎng)恢復(fù)?；剞D(zhuǎn)篩共有5組篩網(wǎng)，平均更換1組篩網(wǎng)需耗時8 h左右。

(3) 由于回轉(zhuǎn)篩較長，主軸跨距大(主軸總長7 900 mm)，導致主軸受到的力矩大；此外，隨著裝置產(chǎn)能的提高，負荷加大，容易導致主軸斷裂，每次主軸斷裂后篩網(wǎng)損壞嚴重，每次處理耗時長達40 h左右。

綜上所述，回轉(zhuǎn)篩難以用作磷化工顆粒產(chǎn)品的精細篩分。

2 平面回轉(zhuǎn)篩分設(shè)備在顆粒磷肥生產(chǎn)裝置中的應(yīng)用

2.1 結(jié)構(gòu)原理

平面回轉(zhuǎn)篩分設(shè)備是通過特定的往復(fù)旋轉(zhuǎn)式運動方式和輕微傾斜的篩面[2]，使物料快速通過篩網(wǎng)；此外，配備自動張緊和自動清潔的篩網(wǎng)安裝系統(tǒng)，可避免篩網(wǎng)積料后影響篩分能力。如圖4所示，平面回轉(zhuǎn)篩分設(shè)備主要由篩箱、篩網(wǎng)、激振器(驅(qū)動器)、篩架、摩擦支撐裝置組成，驅(qū)動器安裝在篩機尾部，由電動機通過三角皮帶帶動旋轉(zhuǎn)，迫使篩箱往復(fù)運動。篩上物料受到篩面推力作用快速流向出料端，從而完成篩分作業(yè)。

1. 激振器 2. 篩箱 3. 摩擦支撐裝置 4. 懸吊支架圖4 平面回轉(zhuǎn)篩分設(shè)備結(jié)構(gòu)

2.2 設(shè)備特點

(1) 以輸出軸帶有偏心凸輪的激振器為振動源，牽引篩框前后往返運行，運行軌跡基本呈平面狀[2]，可減少篩框因承受上下扭力而造成的損壞，延長設(shè)備的使用壽命。

(2) 設(shè)備框架采用懸吊式，可避免設(shè)備振動對基礎(chǔ)的影響，并可降低噪聲。

(3) 配置篩網(wǎng)積料自清理裝置，彈跳球安裝在篩網(wǎng)的子網(wǎng)與母網(wǎng)間。工作時，彈跳球循環(huán)往復(fù)彈跳撞擊子網(wǎng)上黏附的物料，以提高物料的透網(wǎng)率，進而有效避免物料堵塞篩網(wǎng)，提高篩分產(chǎn)量。

3 不同篩分設(shè)備的對比分析

根據(jù)紅磷分公司的實踐經(jīng)驗，不同篩分設(shè)備的對比分析如表1～表3所示。

通過對比分析可知，平面回轉(zhuǎn)篩分設(shè)備在磷酸二銨生產(chǎn)裝置上用作三級篩有著更大的優(yōu)勢，不僅產(chǎn)品取出率高、不合格顆粒含量相對較小、有利于提高產(chǎn)品均勻度及圓潤度， 而且維護周期及修理費用相比其他類型篩分設(shè)備較低。

表1 不同篩分設(shè)備的結(jié)構(gòu)對比分析

篩分設(shè)備篩網(wǎng)形式安裝方式運動方式篩分能力特點及適用條件振網(wǎng)篩條形波紋狀大角度傾斜篩網(wǎng)上下抖動大噪聲和振動小,篩分能力大,特別適用于預(yù)處理篩分振動篩方格狀小角度傾斜篩框復(fù)旋型振動小 噪聲和振動相對較大,適用于黏聚性小的沙石、煤、礦、建材等行業(yè)回轉(zhuǎn)篩方格或條形波紋狀小角度傾斜圓筒狀篩網(wǎng)呈圓周運動小 設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊,安裝方便,篩網(wǎng)利用率低,篩分效率不高,維修困難且故障率較高平面回轉(zhuǎn)篩方格狀小角度傾斜篩框水平往復(fù)旋轉(zhuǎn)式運動中 噪聲和振動小,篩網(wǎng)不易積料,檢修方便,適用于顆粒產(chǎn)品的精細篩分

表2 磷酸二銨產(chǎn)品終極篩分效率對比分析

篩分設(shè)備合格產(chǎn)品質(zhì)量分數(shù)/%粗篩下料口成品取出口細粉倉成品取出口不同顆粒質(zhì)量分數(shù)/%大顆粒細顆粒不規(guī)則顆粒振網(wǎng)篩206515855振動篩187012271回轉(zhuǎn)篩40555561平面回轉(zhuǎn)篩885721注:1)受產(chǎn)品總養(yǎng)分含量、水分含量及造粒系統(tǒng)的成粒效果等因素影響,表中數(shù)據(jù)會產(chǎn)生±(2%～3%)的波動

表3 不同篩分設(shè)備運行費用對比分析

篩分設(shè)備易損件維修周期/月維修費用/(元·臺-1·次-1)年運行費用/(元·臺-1)振網(wǎng)篩篩網(wǎng)、壓條、振動電機等3約400016000振動篩篩網(wǎng)、篩框、振動電機等1約200024000回轉(zhuǎn)篩篩網(wǎng)、主軸1約400048000平面回轉(zhuǎn)篩篩網(wǎng)、三角皮帶3約300012000

4 結(jié)語

紅磷分公司磷酸二銨生產(chǎn)裝置的三級篩分設(shè)備采用平面回轉(zhuǎn)篩以后，不但產(chǎn)品的均勻度、圓潤度有了明顯改善，降低了不合格顆粒含量，提高了產(chǎn)品的觀感度，而且延長了設(shè)備運行周期，降低了生產(chǎn)維護費用，為裝置持續(xù)安穩(wěn)生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。