(連云港堿業(yè)有限公司，江蘇 連云港 222042)

原小蘇打生產(chǎn)系統(tǒng)主要為純堿生產(chǎn)的配套裝置，一方面可回收利用熱堿液中的純堿產(chǎn)品，減輕熱堿液的處理壓力，平衡消耗石灰石煅燒后富余的CO2放空氣；另一方面可提高純堿產(chǎn)品的附加值，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。擴(kuò)產(chǎn)前小蘇打系統(tǒng)的生產(chǎn)能力為1.5萬(wàn)t/a，2019年通過技術(shù)改造，在原有生產(chǎn)能力的基礎(chǔ)上，將現(xiàn)有的裝置能力擴(kuò)產(chǎn)到3萬(wàn)t/a。其中在擴(kuò)產(chǎn)改造過程中，核心設(shè)備脫水裝置離心機(jī)采用了南京新篩分科技實(shí)業(yè)有限公司生產(chǎn)的TL630兩級(jí)推料離心機(jī)，使用性能較好。本文結(jié)合實(shí)際使用情況，將部分內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)，希望對(duì)國(guó)內(nèi)類似情況有所幫助。

1 小蘇打擴(kuò)產(chǎn)項(xiàng)目的主要內(nèi)容

原小蘇打生產(chǎn)裝置采用純堿合成法，該法是國(guó)內(nèi)外長(zhǎng)期使用的一種傳統(tǒng)的生產(chǎn)方法，是以工業(yè)純堿為原料，經(jīng)過化堿、精制、碳化、分離和干燥等步驟生產(chǎn)小蘇打，產(chǎn)品白度高、鹽分控制好、水不溶物少、質(zhì)量比較穩(wěn)定，對(duì)原料質(zhì)量波動(dòng)敏感性不強(qiáng)。

本項(xiàng)目為擴(kuò)產(chǎn)改造項(xiàng)目，因此仍采用原有的工藝技術(shù)方案——純堿合成法生產(chǎn)小蘇打。

總化學(xué)反應(yīng)式為：

Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3↓

將輕灰崗位來(lái)的熱堿液或小蘇打崗位配制的適當(dāng)濃度的純堿液進(jìn)行過濾，保證堿液澄清度，將合格的堿液及時(shí)輸送到碳化塔，堿液在碳化塔內(nèi)吸收CO2生成碳酸氫鈉結(jié)晶，經(jīng)過離心機(jī)分離后，濕碳酸氫鈉進(jìn)入氣流干燥管加熱、干燥，制成合格的小蘇打，并進(jìn)行包裝。

根據(jù)其現(xiàn)場(chǎng)的工藝、設(shè)備、廠房等實(shí)際情況，在現(xiàn)有廠房不改變的基礎(chǔ)上，改造新增部分設(shè)備，將小蘇打裝置能力擴(kuò)大到3萬(wàn)t/a。

2 離心機(jī)改造的必要性

小蘇打裝置擴(kuò)產(chǎn)改造前，采用的國(guó)產(chǎn)GKH800—N和GKH800—NB虹吸式刮刀離心機(jī)，主要由機(jī)座組合、門蓋組件、機(jī)殼組合、轉(zhuǎn)動(dòng)組件、虹吸管組件、傳動(dòng)系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)等部件組成，另配套電氣控制箱，機(jī)上設(shè)有進(jìn)料閥、沖洗閥、排液管，轉(zhuǎn)鼓尺寸φ800×450，啟動(dòng)電機(jī)配液力偶合器傳送動(dòng)力。

2.1 GKH800刮刀離心機(jī)主要參數(shù)

轉(zhuǎn)鼓尺寸 φ800×450

主機(jī)N=45 kWn=1 500 r/min

油泵電機(jī)N=2.2 kW

工作壓力 2.8～3.5 MPa

2.2 主要問題

1)GKH800型虹吸式刮刀離心機(jī)為刮刀式結(jié)構(gòu)，在運(yùn)行中無(wú)法實(shí)現(xiàn)連續(xù)作業(yè)，間歇性進(jìn)料和間歇性出料，進(jìn)出料都不能穩(wěn)定持續(xù)，對(duì)于進(jìn)口堿液管線閥門需要電磁閥控制，很容易堵塞。

2)刮刀卸料時(shí)，沖擊力較大，導(dǎo)致刮刀和整體機(jī)器在卸料期間振動(dòng)劇烈，這是導(dǎo)致設(shè)備故障的主要緣由。整體故障率高。

3)需配備單獨(dú)的液壓油站，油站為電磁閥控制，密封性和故障率非常高，穩(wěn)定性差。

4)占地面積大，運(yùn)行功率大，工作效率低，不利于現(xiàn)代化工廠和節(jié)能環(huán)保的要求。

5)由于該型號(hào)的機(jī)器屬于淘汰產(chǎn)品，備件供應(yīng)困難。

3 擴(kuò)產(chǎn)后選用的離心機(jī)介紹

3.1 規(guī)格及技術(shù)參數(shù)

表1 TL630兩級(jí)推料離心機(jī)主要技術(shù)參數(shù)表

3.2 TL兩級(jí)推料離心機(jī)分離原理

TL兩級(jí)推料離心機(jī)內(nèi)外轉(zhuǎn)鼓分別和空心軸、推桿軸連接，由主電動(dòng)機(jī)通過皮帶帶動(dòng)，并進(jìn)行高速同步旋轉(zhuǎn)，同時(shí)內(nèi)轉(zhuǎn)鼓在活塞推桿軸作用下，相對(duì)于外轉(zhuǎn)鼓做前后往復(fù)運(yùn)動(dòng)(50～70次/分)。如圖1所示。

1.進(jìn)料管 2.布料盤 3.內(nèi)轉(zhuǎn)鼓篩網(wǎng) 4.大轉(zhuǎn)鼓篩網(wǎng) 5.固相收集槽 6.固相出料口 7.排液管 8.排液口

在離心機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常后，將要分離的懸浮液通過進(jìn)料管1連續(xù)均勻的輸送到布料盤2處，在離心作用下，物料被均勻的分布到內(nèi)轉(zhuǎn)鼓的篩網(wǎng)3上，經(jīng)離心分離及篩網(wǎng)3過濾，大部分液相被分離出，甩出轉(zhuǎn)鼓外，而固相則被截留在篩網(wǎng)3上形成濾渣層，通過內(nèi)轉(zhuǎn)鼓向后運(yùn)動(dòng)，使濾渣層向前推進(jìn)，當(dāng)內(nèi)轉(zhuǎn)鼓回程時(shí)，空出的篩網(wǎng)3表面又形成新的濾渣層，這樣連續(xù)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，把濾渣層不斷的往前推進(jìn)，并進(jìn)一步脫水，當(dāng)濾渣層脫離內(nèi)轉(zhuǎn)鼓進(jìn)入外轉(zhuǎn)鼓篩網(wǎng)4時(shí)，濾渣松散在大轉(zhuǎn)鼓篩網(wǎng)4上后被重新分布，在這過程中還可以對(duì)濾渣進(jìn)行洗滌，提高濾渣的純度，濾渣不斷的往前推進(jìn)的過程中，使洗滌過的濾渣又得到進(jìn)一步的脫水，最后濾渣被推出轉(zhuǎn)鼓，進(jìn)入固相收集槽5中，通過收集槽中的刮刀把濾渣刮進(jìn)固相出料口6卸出。而濾液和洗滌液可分別通過7、8排液口排出。

3.3 推料桿推料原理

TL630兩級(jí)推料離心機(jī)推料過程由液壓系統(tǒng)控制(如圖2所示)，液壓油由油泵輸出，通過復(fù)合活塞換向單元實(shí)現(xiàn)推桿的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，最終實(shí)現(xiàn)推料離心機(jī)的推料過程。在液壓系統(tǒng)中設(shè)置換熱器、溢流閥，控制系統(tǒng)中的溫度和壓力，以確保液壓系統(tǒng)的正常工作。

1.油泵 2.油泵電機(jī) 3.溢流閥 4.熱換器 5.溫度計(jì) 6.濾芯 7.壓力表 8.復(fù)合活塞換向單元 9.回油過濾器 10.油箱

4 TL630推料離心機(jī)的技術(shù)分析

連云港堿業(yè)有限公司小蘇打擴(kuò)產(chǎn)改造采用的TL630在技術(shù)上屬于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平，采用專利技術(shù)，與國(guó)內(nèi)通常采用HR630離心機(jī)在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)上有著很大的不同和先進(jìn)性。

4.1 液壓系統(tǒng)的進(jìn)出油構(gòu)架和輸油密封組合結(jié)構(gòu)

目前國(guó)內(nèi)離心機(jī)制造企業(yè)引進(jìn)的進(jìn)出油構(gòu)架和輸油密封組合結(jié)構(gòu)技術(shù)基本來(lái)源于FERRUM的P50、P60結(jié)構(gòu)，這種進(jìn)出油構(gòu)架和輸油密封的組合模式在油泵和活塞之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。缺點(diǎn)是：①系統(tǒng)背壓高，油泵必須提供高壓，克服系統(tǒng)高背壓，才能推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致液壓系統(tǒng)內(nèi)壓力過高。②德國(guó)GAT公司生產(chǎn)的輸油密封價(jià)格昂貴，供貨期長(zhǎng)，維修成本高。③要求推桿軸的三點(diǎn)同心精度很高，而推力離心機(jī)的運(yùn)行特點(diǎn)就是在進(jìn)料、停料、工藝發(fā)生變化時(shí)，極易引起設(shè)備振動(dòng)；從而加劇三點(diǎn)支撐部位對(duì)推桿軸的磨損。磨損后的推桿軸同心度變差，又引起輸油密封和進(jìn)出油構(gòu)架的嚴(yán)重磨損和液壓系統(tǒng)的內(nèi)漏，導(dǎo)致推力不足，引起設(shè)備振動(dòng)。這種結(jié)構(gòu)，在故障判斷、故障維修、維修精度、配件支持等方面對(duì)使用方提出了極高的要求。TL630兩級(jí)推料離心機(jī)的專利技術(shù)則避免了上述問題，擴(kuò)大油路通道，增大通道流量，將液壓系統(tǒng)背壓減少到最小，將油泵傳到活塞的阻力減到最小。

4.2 全新設(shè)計(jì)的復(fù)合活塞

國(guó)外FERRUM的活塞設(shè)計(jì)在換向滑閥上存在結(jié)構(gòu)缺陷。這種結(jié)構(gòu)的活塞在機(jī)器投入運(yùn)行一段時(shí)間后，活塞進(jìn)行高頻短距離往復(fù)運(yùn)動(dòng)，但推料系統(tǒng)卻推不出料，也就是推料行程很短，換向速度很快的現(xiàn)象，卻沒有物料出來(lái)。這個(gè)問題是換向滑閥和換向閥桿之間的阻尼無(wú)法在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行過程中得到可靠保證，換向閥桿還沒有撞到側(cè)邊時(shí)，就已經(jīng)在慣性的作用下回縮換向了。

TL630兩級(jí)推料離心機(jī)最新技術(shù)，則克服了換向閥桿因?yàn)閼T性自動(dòng)換向的問題，在閥桿上增加了自動(dòng)阻尼設(shè)計(jì)，避免了閥桿自動(dòng)換向的現(xiàn)象。

4.3 符合更嚴(yán)格環(huán)保要求的隔斷密封結(jié)構(gòu)

國(guó)外FERRUM和國(guó)內(nèi)采用FERRUM結(jié)構(gòu)的隔斷密封設(shè)計(jì)為兩組迷宮密封的結(jié)構(gòu)。原理是在設(shè)備轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)后，依靠多個(gè)環(huán)形槽，在設(shè)備轉(zhuǎn)動(dòng)風(fēng)力的作用下，形成環(huán)狀氣流進(jìn)行密封。這個(gè)原理的前提是有環(huán)形溝槽、形成環(huán)形氣流。但是，實(shí)際使用過程中，環(huán)形槽經(jīng)常被物料堵塞阻斷，無(wú)法形成有效的迷宮密封，導(dǎo)致某些極端情況下，物料外漏、潤(rùn)滑油進(jìn)入物料倉(cāng)、物料倉(cāng)內(nèi)氣體外溢等現(xiàn)象。

TL630兩級(jí)推料離心機(jī)的結(jié)構(gòu)采用多重物理隔斷主動(dòng)密封，即便密封在磨損的情況下，也能有效密封，不會(huì)導(dǎo)致密封失效的情況。

5 結(jié) 語(yǔ)

隨著小蘇打使用量的增加，近幾年和今后一段時(shí)間內(nèi)，國(guó)內(nèi)的小蘇打項(xiàng)目呈井噴式增加，很多擴(kuò)產(chǎn)和新建的小蘇打項(xiàng)目正在進(jìn)行。在項(xiàng)目設(shè)計(jì)和建設(shè)中，配套設(shè)備的選用至關(guān)重要，直接決定了裝置開車后的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)效益。目前純堿行業(yè)的輕重灰生產(chǎn)裝置設(shè)備研發(fā)和改造的比較多，小蘇打生產(chǎn)裝置的機(jī)器相對(duì)較少，新型離心機(jī)和粉體流已經(jīng)成功使用于生產(chǎn)運(yùn)行中。