(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)備脫水裝置離心機采用了南京新篩分科技實業(yè)有限公司生產(chǎn)的TL630兩級推料離心機，使用性能較好。本文結(jié)合實際使用情況，將部分內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)，希望對國內(nèi)類似情況有所幫助。

1 小蘇打擴(kuò)產(chǎn)項目的主要內(nèi)容

原小蘇打生產(chǎn)裝置采用純堿合成法，該法是國內(nèi)外長期使用的一種傳統(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，對原料質(zhì)量波動敏感性不強。

本項目為擴(kuò)產(chǎn)改造項目，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)場的工藝、設(shè)備、廠房等實際情況，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t/a。

2 離心機改造的必要性

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

2.1 GKH800刮刀離心機主要參數(shù)

轉(zhuǎn)鼓尺寸 φ800×450

主機N=45 kWn=1 500 r/min

油泵電機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為刮刀式結(jié)構(gòu)，在運行中無法實現(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，沖擊力較大，導(dǎo)致刮刀和整體機器在卸料期間振動劇烈，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)由于該型號的機器屬于淘汰產(chǎn)品，備件供應(yīng)困難。

3 擴(kuò)產(chǎn)后選用的離心機介紹

3.1 規(guī)格及技術(shù)參數(shù)

表1 TL630兩級推料離心機主要技術(shù)參數(shù)表

3.2 TL兩級推料離心機分離原理

TL兩級推料離心機內(nèi)外轉(zhuǎn)鼓分別和空心軸、推桿軸連接，由主電動機通過皮帶帶動，并進(jìn)行高速同步旋轉(zhuǎn)，同時內(nèi)轉(zhuǎn)鼓在活塞推桿軸作用下，相對于外轉(zhuǎn)鼓做前后往復(fù)運動(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

在離心機運轉(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)鼓向后運動，使濾渣層向前推進(jìn)，當(dāng)內(nèi)轉(zhuǎn)鼓回程時，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)運動，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，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

TL630兩級推料離心機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)合活塞換向單元實現(xiàn)推桿的往復(fù)運動，最終實現(xiàn)推料離心機的推料過程。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 3.溢流閥 4.熱換器 5.溫度計 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)上屬于國內(nèi)領(lǐng)先水平，采用專利技術(shù)，與國內(nèi)通常采用HR630離心機在設(shè)計結(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)

目前國內(nèi)離心機制造企業(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，才能推動活塞運動，導(dǎo)致液壓系統(tǒng)內(nèi)壓力過高。②德國GAT公司生產(chǎn)的輸油密封價格昂貴，供貨期長，維修成本高。③要求推桿軸的三點同心精度很高，而推力離心機的運行特點就是在進(jìn)料、停料、工藝發(fā)生變化時，極易引起設(shè)備振動；從而加劇三點支撐部位對推桿軸的磨損。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。這種結(jié)構(gòu)，在故障判斷、故障維修、維修精度、配件支持等方面對使用方提出了極高的要求。TL630兩級推料離心機的專利技術(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)計的復(fù)合活塞

國外FERRUM的活塞設(shè)計在換向滑閥上存在結(jié)構(gòu)缺陷。這種結(jié)構(gòu)的活塞在機器投入運行一段時間后，活塞進(jìn)行高頻短距離往復(fù)運動，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。這個問題是換向滑閥和換向閥桿之間的阻尼無法在長時間運行過程中得到可靠保證，換向閥桿還沒有撞到側(cè)邊時，就已經(jīng)在慣性的作用下回縮換向了。

TL630兩級推料離心機最新技術(shù)，則克服了換向閥桿因為慣性自動換向的問題，在閥桿上增加了自動阻尼設(shè)計，避免了閥桿自動換向的現(xiàn)象。

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

國外FERRUM和國內(nèi)采用FERRUM結(jié)構(gòu)的隔斷密封設(shè)計為兩組迷宮密封的結(jié)構(gòu)。原理是在設(shè)備轉(zhuǎn)動起來后，依靠多個環(huán)形槽，在設(shè)備轉(zhuǎn)動風(fēng)力的作用下，形成環(huán)狀氣流進(jìn)行密封。這個原理的前提是有環(huán)形溝槽、形成環(huán)形氣流。但是，實際使用過程中，環(huán)形槽經(jīng)常被物料堵塞阻斷，無法形成有效的迷宮密封，導(dǎo)致某些極端情況下，物料外漏、潤滑油進(jìn)入物料倉、物料倉內(nèi)氣體外溢等現(xiàn)象。

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

5 結(jié) 語

隨著小蘇打使用量的增加，近幾年和今后一段時間內(nèi)，國內(nèi)的小蘇打項目呈井噴式增加，很多擴(kuò)產(chǎn)和新建的小蘇打項目正在進(jìn)行。在項目設(shè)計和建設(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)裝置的機器相對較少，新型離心機和粉體流已經(jīng)成功使用于生產(chǎn)運行中。