潘 瑞，王金濤，王守霞,程 貝

(中鹽內(nèi)蒙古化工股份有限公司，內(nèi)蒙古 阿拉善 750336)

1 前言

中鹽內(nèi)蒙古化工股份有限公司(以下簡稱“公司”)擁有世界產(chǎn)能最大的金屬鈉和高純鈉生產(chǎn)裝置，隨著企業(yè)金屬鈉生產(chǎn)規(guī)模逐漸擴大，二級鈉產(chǎn)量逐年累加，產(chǎn)生的二級鈉除部分作為原料供給原甲酸三甲脂、甲醇鈉外，其余的只能存放于危險化學品倉庫內(nèi)；甲酸三甲脂、甲醇鈉受市場制約，經(jīng)常處于停產(chǎn)狀態(tài)，不適宜二級鈉的連續(xù)穩(wěn)定處理。多年來,公司一直在探索安全、穩(wěn)定處置二級鈉的方法。根據(jù)二級鈉中金屬鈉與鈣的理化性質(zhì)，采用高溫壓濾的方式能夠有效地將金屬鈉與鈣進行分離，能夠回收二級鈉中的金屬鈉，為企業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟利益；同時，對促進公司節(jié)能減排，創(chuàng)建環(huán)境友好、資源節(jié)約型企業(yè)具有重大的指導意義。

2 回收裝置研究

根據(jù)熔融金屬鈉在壓濾時鈉與鈣能夠分離的原理設計回收裝置，依據(jù)需求及技術要求，在實現(xiàn)加熱、過濾、擠壓、密封以及推料等功能的基礎上有效回收了金屬鈉。該裝置被命名為立式四柱液壓壓濾機，其包括主機、導熱油加熱系統(tǒng)、換熱系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)。整機經(jīng)過有限元優(yōu)化設計和工業(yè)設計，密封性好、換熱效率高，整體性能實用、耐用，具有很高的操作安全性和可靠性，并成功得到了推廣與應用。

2.1 主機

主機主要由上橫梁、滑塊、保溫?？?，工作臺、移動工作臺、立柱、油缸等組成，上橫梁，工作臺通過立柱和螺母構成封閉框架，機身剛性和精度保持性好。保溫?？蜓亓⒅錾舷逻\動，滑塊依靠保溫?？騼?nèi)壁做為導向上下運動。立柱導套材料采用復合材料，以提高許用面壓力，減小摩擦力，立柱材料采用45#鍛件，表面經(jīng)淬火處理。上橫梁、滑塊、移動工作臺、工作臺等均采用Q235A鋼板焊接，焊后經(jīng)高溫退火處理消除內(nèi)應力。

主缸采用獨缸結構,布置在上橫梁內(nèi)，缸體通過法蘭與上橫梁固定在一起，活塞桿通過連接法蘭與活動橫梁相連接。缸體所有活塞桿表面均進行淬火處理。保溫?？蛱嵘透撞捎盟母捉M合結構，確保保溫模塊四周可以有效壓緊，防止液態(tài)鈉的泄露。另外，套筒與加熱盤之間增加了兩套密封系統(tǒng)，平面增加了耐高溫密封條，立面采用了硬質(zhì)凹凸面密封系統(tǒng)，確保密封性能可靠, 無泄漏，維修方便。

為提高壓濾的換熱效率和金屬鈉回收率，在壓濾機料盤底部增加油道換熱面積，同時，在壓濾機套筒上部增加導熱油管，使得上、下、四周同時加熱，有效提高換熱面積和效率。另外，為提高壓濾的回收率，增加了壓濾機料盤下鈉管的數(shù)量和眼距，使壓濾過程中熔化的精鈉全部通過。

2.2 液壓系統(tǒng)

液壓動力系統(tǒng)由動力控制系統(tǒng)、各種閥和液壓操縱箱等組成，對主機提供動力并實現(xiàn)對主機的控制。液壓站布置于主機后側。采用先進的插裝閥集成系統(tǒng)，該閥通流量大，抗污染，控制靈活，性能可靠，便于維修。液壓系統(tǒng)設有過載保護裝置，油箱安裝有油位指示計，配有獨立的油液過濾裝置，以保證工作油液的清潔度，并可實現(xiàn)過濾裝置堵塞事故報警。液壓管路系統(tǒng)密封可靠，連接方式采用法蘭連接，管路布置整齊，并采用抗震管夾和耐振壓力表。

2.3 加熱系統(tǒng)

加熱系統(tǒng)為二級鈉熔化提供熱源，為保證系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、高效運行，采用導熱油作為換熱介質(zhì)，配套一臺油溫一體機對導熱油進行加熱，使導熱油在壓濾機夾套內(nèi)循環(huán)，油溫機可自動控制導熱油循環(huán)油溫滿足工藝使用要求；對導熱油管道進行絕熱保溫，減少熱損失，與壓濾機連接部分管道采用不銹鋼耐高溫軟管，接頭采用卡套硬質(zhì)密封，杜絕高溫接頭漏油的問題。

2.4 冷卻系統(tǒng)

為了避免壓濾后的二級鈉在推料過程中與空氣接觸出現(xiàn)著火、冒煙等現(xiàn)象，對每臺油溫機配套一臺換熱器，當壓濾完成后油溫機停止加熱，換熱器循環(huán)水閥門打開對導熱油迅速冷卻，有效降低導熱油溫度、壓濾機工作臺和保溫缸的溫度，當工作臺溫度降至規(guī)定值時，操作保溫缸和推料缸將壓濾后的殘渣推到料盤進入下一個工序進行處理。避免了二級鈉殘渣由于溫度高，在推料過程中著火冒煙的現(xiàn)象，達到了安全、環(huán)保生產(chǎn)的目的。

2.4 控制系統(tǒng)

該裝置具有獨立的動力機構及電氣系統(tǒng)，并采用按鈕集中控制，工藝動作采用PLC可編程控制器控制。電控系統(tǒng)由電氣柜和按鈕箱等組成，PLC可編程控制器控制可實現(xiàn)壓濾機的各種報警信號，限位開關與壓機動作進行程序聯(lián)鎖。設有兩個雙手活動按鈕站，每個操作臺設有雙手壓制、急停、急回按鈕。操作方式設手動、半自動兩種操作方式，控制合理、操作簡單。

3 裝置的優(yōu)缺點分析

立式四柱壓濾機優(yōu)點在于壓濾操作中安全性高，無高溫、高壓等潛在危險有害因素，壓濾操作勞動強度相對較小，設備結構簡單、易于操作。主要缺點為壓濾方式回收金屬鈉回收率低，一般回收率為35%左右，壓濾后的殘渣不穩(wěn)定，容易著火，需要進一步的焚燒、無公害處理。

4 結束語

該裝置從設計、制作、安裝、調(diào)試至試運行均為自主研發(fā)，并命名為立式四柱壓濾機，該裝置的應用能夠安全、有效回收金屬鈉生產(chǎn)過程中二級鈉中部分金屬鈉，可操作性較強，對金屬鈉的安全、穩(wěn)定生產(chǎn)具有重要的意義，也符合國家倡導綜合利用、循環(huán)利用、綠色低碳的發(fā)展理念。