立式隔膜壓濾機在鈦白后處理洗滌過濾生產(chǎn)中的應(yīng)用探討

賈高文　熊明錫

摘 要：通過探討臥式和立式兩種不同型式的隔膜壓濾機在鈦白后處理洗滌過濾生產(chǎn)中的應(yīng)用情況，立式隔膜壓濾機在滿足工藝產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，更適用于生產(chǎn)要求，可嘗試推廣。

關(guān)鍵詞：立式隔膜壓濾機；洗滌過濾；鈦白；應(yīng)用；探討

1 概述

鈦白工藝后處理生產(chǎn)過程中，經(jīng)過包膜處理后的二氧化鈦顆粒表面附著有大量的可溶性鹽，必須在干燥之前予以除去，否則鹽類將在干燥過程中殘留在鈦白粉產(chǎn)品中，嚴重影響產(chǎn)品的應(yīng)用性能，特別是研磨分散性和耐候性。因此，必須采用洗滌過濾的方法除去，其洗滌過濾設(shè)備主要包括真空轉(zhuǎn)鼓過濾機、真空葉濾機、隔膜壓濾機。通過多年的摸索和使用，臥式隔膜壓濾機技術(shù)及應(yīng)用逐漸成熟，已基本取代真空轉(zhuǎn)鼓和葉濾機，成為后處理洗滌過濾設(shè)備的首選。

近年來，國內(nèi)鈦白粉廠大力推進設(shè)備大型化、自動化的擴能改造升級，洗滌過濾設(shè)備也將迎來新一輪的升級改造和更新?lián)Q代。具有操作維護難度大、造價高、專有技術(shù)保密等特點的立式隔膜壓濾機，因其更具備產(chǎn)能大、洗滌過濾周期短、全自動化操作等優(yōu)點，必將受到更多鈦白生產(chǎn)企業(yè)摸索、試驗和探討，以期代替臥式隔膜壓濾機，在后處理洗滌過濾工序得到大規(guī)模的推廣和應(yīng)用。

2 產(chǎn)能及選型

以100kt/a鈦白生產(chǎn)線為例，按年工作時間7200h對隔膜壓濾機進行選型計算。

2.1 臥式隔膜壓濾機

臥式隔膜壓濾機由機架、廂式濾板和隔膜濾板、濾布、洗布機等組成。一個完整的操作周期包括進料、預(yù)壓榨、洗滌、壓榨、反吹、卸料、洗布等過程，鈦白漿料通過泵送入隔膜壓濾機，直至達到額定進料量。在隔膜濾板內(nèi)壓榨水的作用下初步壓緊腔室內(nèi)的二氧化鈦濾餅，在壓縮空氣的作用下吹掃進料孔殘留的漿料，然后用脫鹽水對濾餅進行洗滌，除去濾餅中的可溶性鹽，水耗約12t/t鈦白。洗滌后在隔膜腔室中通入壓榨水對濾餅進行壓榨，以降低濾餅的含水率，得到更高的固含量。洗滌過濾合格后，進行卸餅，完成一個操作周期，過程約4h。同時，每天對濾布進行在線高壓洗滌，過程約2h。

根據(jù)國內(nèi)鈦白粉廠對臥式隔膜壓濾機的選型數(shù)據(jù)，如：過濾面積為500m2、濾板尺寸為1.5m×2m，116個濾室，每個濾餅厚度為40mm，濾室容積為8.12m3。按濾室面積為濾板面積的85%計算，即單板過濾面積1.275×1.7=2.1675m2，以出料固含量50%、TiO2漿料密度1614kg/m3、干料密度807kg/m3計，則每個洗滌周期的干物料質(zhì)量為：2.1675×0.04×116×1.614×0.50=8.116t，每個洗滌過濾周期4h，同時考慮洗布、卸餅等人工操作的時間銜接不緊湊，每年單臺壓濾機產(chǎn)能為：7200÷4×8.116×95%=13878.6t/a，10萬噸產(chǎn)能需該型壓濾機7.2臺，取整8臺。

2.2 立式隔膜壓濾機

立式隔膜壓濾機程序控制工作模式有六個過程：進料、預(yù)壓榨、濾餅洗滌、壓榨脫水、濾餅吹干、卸餅與濾布洗滌，水耗約5t/t鈦白，整個過程約20min，可通過程序設(shè)定實現(xiàn)自動控制，過程無需人為干預(yù)。

LAROX立式隔膜壓濾機在國外鈦白行業(yè)洗滌過濾的應(yīng)用，產(chǎn)品性能不受影響，具有成功應(yīng)用業(yè)績。同時該設(shè)備具有以下特點：全自動運行，減少操作人員，以及因人工操作引起的對產(chǎn)品影響和質(zhì)量的波動；立式布置，設(shè)備占地面積??；濾板水平放置，每個腔室單獨進料、進水和進氣，采用重力+壓力過濾方法，形成的濾餅厚度及固體顆粒分布均勻，洗滌過程不會有短路現(xiàn)象，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定；洗滌水耗量低，最低可達3.5t/tTiO2；濾餅固含量高；卸料時間短，卸料同時清洗濾布，保證生產(chǎn)過程濾布的透氣性良好；過濾面積可擴展，可有效根據(jù)生產(chǎn)情況調(diào)整設(shè)備生產(chǎn)能力；同時由于采用一條連續(xù)濾布，更換濾布遠較臥式隔膜壓濾機方便、時間短。但由于設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜、轉(zhuǎn)動件多、自動化程度高，所以設(shè)備維護量大，維護和檢修技術(shù)水平要求較高；濾布既作為過濾介質(zhì)又作為卸料中的傳輸介質(zhì)，磨損嚴重、壽命短。

根據(jù)立式隔膜壓濾機已有經(jīng)驗計算，濕濾餅厚度22mm，固含量65%，TiO2漿料密度1970kg/m3，則單位時間面積產(chǎn)能為：0.022×1×1970×0.65×（60÷20）=84.513kg/m2.h，若考慮每個周期5min的時間余量，0.022×1×1970×0.63×（60÷25）=65.53kg/m2.h，按年生產(chǎn)7200h，則10萬噸需過濾面積為：100000×1000÷65.53÷7200=211.95m2，可選用兩臺108m2規(guī)格的立式隔膜壓濾機。進一步考慮生產(chǎn)余量，選用兩臺132m2。

3 投資及對比

3.1 一次性投資

臥式隔膜壓濾機主體設(shè)備720萬元，壓榨、洗滌等系統(tǒng)及配套設(shè)備設(shè)施1000萬元，合計一次性投資1720萬元；立式隔膜壓濾機主體設(shè)備2280萬元，壓榨、洗滌等系統(tǒng)及配套設(shè)備設(shè)施890萬元，合計一次性投資3170萬元。立式隔膜壓濾機一次性投資高出1450萬元。

3.2 生產(chǎn)運行及維護成本

臥式隔膜壓濾機水、電、蒸汽、壓縮空氣、濾布維護、人工成本、后續(xù)干燥成本等生產(chǎn)年運行投資5530萬元；立式隔膜壓濾機水、電、蒸汽、壓縮空氣、濾布維護、人工成本、后續(xù)干燥成本等生產(chǎn)年運行投資3620萬元。立式隔膜壓濾機年生產(chǎn)運行及維護成本低1910萬元。

綜合立式與臥式隔膜壓濾機的設(shè)備購置、配套設(shè)備設(shè)施建設(shè)、生產(chǎn)運行及維護成本，投資建設(shè)到生產(chǎn)一年時間內(nèi)，立式隔膜壓濾機可節(jié)約460萬元；在考慮土建投資、后續(xù)生產(chǎn)運行成本等因素，立式隔膜壓濾更節(jié)省投資。

4 維護及檢修

4.1 日常維護

日常生產(chǎn)過程中，正常的設(shè)備緊固、清掃、潤滑等維護，立式隔膜壓濾機因占地面積小、附屬設(shè)備少，維護較為簡單、便捷，但因設(shè)備自動化程度高，要求保養(yǎng)勤、維護效率高、技術(shù)性強；臥式隔膜壓濾機占地廣、附屬設(shè)備多，維護勞動強度大、維護時間長。

4.2 維修及備件更換

臥式壓濾機濾板結(jié)構(gòu)簡單，重量較輕，2-3人即可實現(xiàn)拆裝，過程中吊車配合作業(yè)，方便快捷，維修簡單且技術(shù)成熟；在更換濾布時，由于數(shù)量大，一次性更換耗時長。立式壓濾機整臺僅一條濾布，熟練工人一人兩小時即可完成更換；若考慮濾板更換、液壓系統(tǒng)維護維修、電氣系統(tǒng)故障清除等大修，立式隔膜壓濾機因存在較強的專業(yè)性和較大的勞動強度，需要經(jīng)過技術(shù)培訓(xùn)和長期培養(yǎng)的專業(yè)人員，維修困難。由于濾板組結(jié)構(gòu)復(fù)雜，每塊濾板由主板、隔膜、格柵和框架等組成，并附屬導(dǎo)液槽、濾布驅(qū)動輥、若干螺栓等，維修、更換、拆裝時需要借助專用工具、氣動扳手、手拉葫蘆、電動葫蘆等工具，同時需配備較多人力，且維修過程復(fù)雜、專業(yè)技術(shù)性強、拆裝過程費時費力，每年大修的時間達150h。

5 結(jié)束語

通過對比，立式隔膜壓濾機在鈦白后處理洗滌過濾生產(chǎn)中有以下特點，在應(yīng)用上更優(yōu)于臥式隔膜壓濾機。

（1）能滿足鈦白生產(chǎn)工藝要求，且較少人為干擾，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。（2）整體投資更優(yōu)，長遠來說更節(jié)約投資。（3）操作周期短，更利于產(chǎn)品質(zhì)量的及時控制。（4）日常維護量少，節(jié)約人工成本，更利于現(xiàn)代工廠的自動化建設(shè)。（5）配套設(shè)施少，相應(yīng)的配套維護成本更少。

參考文獻

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