新建鈦白粉廠后處理工序的設(shè)備選擇

賀睿華，田 密，趙慶宇，張 雷

(錦州鈦業(yè)有限公司 ，遼寧 錦州 121005)

新建鈦白粉廠后處理工序的設(shè)備選擇

賀睿華，田 密，趙慶宇，張 雷

(錦州鈦業(yè)有限公司 ，遼寧 錦州 121005)

介紹了鈦白粉廠后處理設(shè)備中砂磨系統(tǒng)、包膜系統(tǒng)、過濾系統(tǒng)、干燥系統(tǒng)、汽粉系統(tǒng)及風(fēng)送料系統(tǒng)的一般設(shè)備選擇原則，概述了設(shè)備對解決生產(chǎn)中存在問題的一些優(yōu)化途徑，為鈦白粉廠后處理的建設(shè)決策提供了參考資料。

鈦白粉；后處理；設(shè)備

未來幾年中國鈦白粉行業(yè)將進(jìn)入飛速發(fā)展的時代。鈦白粉價(jià)格節(jié)節(jié)攀升，2011年第二季度銳鈦型鈦白粉的價(jià)格為18500～20000元/t，比上年同期翻一番，而金紅石型產(chǎn)品由13000～14000元/t升至最高時的23000～24000元/t，增幅為10000元/t。在利潤的驅(qū)動下，產(chǎn)能也在不斷攀升，2011年全國鈦白粉總產(chǎn)量超過175萬噸，其中出口量近40萬噸，同比增加49.5%，進(jìn)口量近23萬噸，同比下降15.0%，新建的項(xiàng)目如雨后春筍般涌現(xiàn)，從發(fā)展態(tài)勢看，氯化法鈦白將成為未來鈦白粉行業(yè)發(fā)展的趨勢，但不管是氯化法還是硫酸法，后處理工序都是必不可少的[1]。目前，后處理工序已接近成熟，產(chǎn)品類型也更加多樣化，大多數(shù)新建項(xiàng)目在考慮后處理工序的設(shè)備選型問題時都基本復(fù)制原有的生產(chǎn)線，忽略了工序的節(jié)能降耗和環(huán)保要求，本論文總結(jié)了后處理設(shè)備中砂磨系統(tǒng)、包膜系統(tǒng)、過濾系統(tǒng)、干燥系統(tǒng)、汽粉系統(tǒng)及風(fēng)送料系統(tǒng)等設(shè)備的選擇原則，為建設(shè)決策者提供參考。

1 后處理工藝簡介

一般的后處理工藝都為濕法處理工藝，主要包括分散砂磨、包膜、過濾、干燥、汽粉、包裝等6個工序，有的工藝省去了分散砂磨工序，但事實(shí)證明，砂磨對CBU、吸油量、分散性等指標(biāo)有一定的影響，見表1。

涉及到的主要設(shè)備有砂磨機(jī)、包膜罐、過濾、設(shè)備及粉碎設(shè)備等，設(shè)備流程如圖1。

圖1 后處理設(shè)備流程表1 有無砂磨對鈦白粉部分指標(biāo)的影響

鈦白粉指標(biāo)CBU吸油量分散性不經(jīng)過砂磨15．4721．7417．7經(jīng)過立式砂磨機(jī)14．9321．0714．3是否砂磨對比0．540．663．41

2 設(shè)備選擇

建廠之前，先要考察設(shè)備，對通過網(wǎng)絡(luò)、書籍以及客戶和供應(yīng)商等途徑了解到的設(shè)備信息匯總后，選出有較強(qiáng)實(shí)力的幾個單位進(jìn)行實(shí)地和業(yè)績考察。筆者認(rèn)為，對于鈦白粉行業(yè)使用的國產(chǎn)設(shè)備，魚龍混雜，特別針對氯化法鈦白，設(shè)備廠家一般都沒有經(jīng)驗(yàn)，而國內(nèi)設(shè)備廠家本身的設(shè)計(jì)能力差，對設(shè)備的改進(jìn)更得寄托于鈦白粉生產(chǎn)企業(yè)，這樣可以聯(lián)想，鈦白行業(yè)投資咨詢，特別是設(shè)備選擇和工藝引進(jìn)比較有市場前景，從大的方面說，有利于國內(nèi)鈦白粉事業(yè)健康良性發(fā)展，從小的方面說，避免了鈦白粉新建項(xiàng)目不必要和重復(fù)的考察花銷。

另外，設(shè)備的選擇要有整體的工藝概念，在對每一類設(shè)備了解的基礎(chǔ)上，本著運(yùn)行設(shè)備少、成本低的原則，認(rèn)真考慮設(shè)備布置，其后再對已選的設(shè)備進(jìn)行評判。

2.1 砂磨設(shè)備選擇

常用的砂磨設(shè)備主要有立式砂磨機(jī)與臥式砂磨機(jī)，立式砂磨機(jī)自動化程度低，處理量小，所以一般選用臥式砂磨機(jī)較好，但是為了經(jīng)濟(jì)考慮，是否使用砂磨機(jī)還取決于半成品漿料的狀態(tài)和分散程度，具體可在小實(shí)驗(yàn)中判斷有無經(jīng)過砂磨的半成品包膜后質(zhì)量指標(biāo)是否符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 包膜設(shè)備的選擇

包膜是后處理的關(guān)鍵質(zhì)量控制工序。幾乎絕大多數(shù)的鈦白粉生產(chǎn)均采用包膜罐作為主體設(shè)備，但對包膜而言，其附屬設(shè)備也較為重要，如罐體的升溫、攪拌裝置及自動化控制系統(tǒng)，其中自動化的精確控制最為重要。因?yàn)楹筇幚砉ば驅(qū)儆诰?xì)化工的范疇，包膜反應(yīng)的精確控制決定了終產(chǎn)品的質(zhì)量，包膜反應(yīng)中關(guān)鍵的控制因素為溫度、反應(yīng)時間、pH值、加料量及速度，對于這些工藝控制點(diǎn)，測量的儀表必須準(zhǔn)確，再加上計(jì)算機(jī)程序的自動控制，包膜操作就可以靈活而且準(zhǔn)確的進(jìn)行。

2.3 過濾設(shè)備的選擇

實(shí)現(xiàn)固液分離的設(shè)備很多，如離心機(jī)、葉濾機(jī)、壓濾機(jī)、轉(zhuǎn)鼓過濾機(jī)，但在鈦白粉行業(yè)主要考慮了設(shè)備運(yùn)行的連續(xù)性和操作簡便性，所以壓濾機(jī)和轉(zhuǎn)鼓過濾機(jī)可以作為首選設(shè)備，這兩種設(shè)備存在一定的差異，見表2。選擇過濾設(shè)備時要綜合考慮多種因素。目前，全國范圍內(nèi)轉(zhuǎn)鼓過濾機(jī)的銷售廠家較少，可選擇的范圍也較窄，有逐步被壓濾機(jī)取代的趨勢，但轉(zhuǎn)鼓過濾機(jī)還用一定的改進(jìn)空間，特別是卸料的方式上(轉(zhuǎn)鼓一般采用鼓風(fēng)卸料方式)，筆者做過實(shí)驗(yàn)，在轉(zhuǎn)鼓的非卸料區(qū)取樣做含水率為39%，而在卸料區(qū)取樣則為48%。

表2 壓濾機(jī)與轉(zhuǎn)鼓過濾機(jī)的差異

2.4 干燥設(shè)備的選擇

應(yīng)用于鈦白行業(yè)的干燥設(shè)備比較先進(jìn)的有帶式干燥機(jī)、閃蒸干燥設(shè)備、噴霧干燥設(shè)備。帶式干燥機(jī)和噴霧干燥設(shè)備在能耗方面都不及閃蒸干燥設(shè)備，帶式干燥機(jī)還有干餅含水率較高的缺點(diǎn)，因此也有被逐漸淘汰的趨勢。閃蒸干燥設(shè)備現(xiàn)在國內(nèi)已有成形的技術(shù)，但設(shè)備仍不能與國外設(shè)備的性能相媲美[2]。閃蒸干燥設(shè)備還有個比較致命的弱點(diǎn)，就是濾餅含水率太高會造成死車，如果上級設(shè)備選擇的是轉(zhuǎn)鼓過濾機(jī)，那么這種情況會很多，解決的方法是在送料裝置上返回一定量的干料混合后再加入閃蒸主機(jī)，或者進(jìn)入主機(jī)前進(jìn)行有機(jī)化處理，這樣可以從降低濾餅含水率和增加干燥效率方面有效解決死車的問題。

2.5 汽粉設(shè)備的選擇

汽粉工序?qū)τ诋a(chǎn)品消色力和分散性的提高有著非常關(guān)鍵的作用。雖然現(xiàn)在所有的鈦白粉廠都使用汽粉機(jī)，但國產(chǎn)汽粉機(jī)基本都要經(jīng)過鈦白粉生產(chǎn)企業(yè)自己不斷摸索改進(jìn)才能適合生產(chǎn)，究其原因，國內(nèi)能夠生產(chǎn)汽粉機(jī)的廠家鳳毛麟角，而已有生產(chǎn)能力的廠家技術(shù)實(shí)力也相當(dāng)薄弱，所以有些生產(chǎn)企業(yè)選擇進(jìn)口汽粉機(jī)，當(dāng)然價(jià)格也很昂貴。汽粉機(jī)最關(guān)鍵的是材質(zhì)，我相信有實(shí)力的企業(yè)只要將目光投注于此，再結(jié)合鈦白粉行業(yè)自身的特點(diǎn)一定能生產(chǎn)出好的汽粉機(jī)，隨著鈦白粉行業(yè)共同繁榮。

2.6 風(fēng)送料設(shè)備的選擇

風(fēng)送料設(shè)備主要有兩個作用，一是輸送物料，二是冷卻物料。風(fēng)送料設(shè)備主要用在汽粉袋濾器下來的高溫物料輸送上。其他利用水冷的設(shè)備曾經(jīng)被使用，但因其故障率和能源消耗高，后來被負(fù)壓風(fēng)送所取代?，F(xiàn)在這種工藝和設(shè)備已有成熟的技術(shù)，但我們在選擇時還應(yīng)該注意橫管道盡量不要太平和太長、管道不轉(zhuǎn)直角彎、避免在管道上分料。

3 結(jié)束語

在新建廠的籌劃工作中，設(shè)備選擇是第一項(xiàng)也是最重要的一項(xiàng)，在確定工藝方案和路線后，對使用設(shè)備的了解和充分的考察直接決定了投資的多少。在確定了關(guān)鍵設(shè)備的選擇原則后，一定要對設(shè)備性能和布置進(jìn)行反復(fù)論證，保證設(shè)備是可用的、節(jié)約的，而在下一步試車當(dāng)中也要有充足的信心進(jìn)行設(shè)備的優(yōu)化，保證所選的正確的設(shè)備是好用的。

[1] 畢 勝.中國鈦白粉工業(yè)發(fā)展方向評述——硫酸法和氯化法前景分析[J]. 中國涂料，2009,24(12)：7-12.

[2] 潘海波.旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥器內(nèi)傳熱傳質(zhì)特性的基礎(chǔ)研究[D]. 南京:東南大學(xué)，2006.

(本文文獻(xiàn)格式：賀睿華，田 密，趙慶宇，等.新建鈦白粉廠后處理工序的設(shè)備選擇[J].山東化工，2017，46(12)：116-117.)

2017-04-15

賀睿華(1982—)，山西人，碩士研究生學(xué)歷，現(xiàn)在錦州鈦業(yè)有限公司任后處理工序工程師職務(wù)，主要研究鈦白粉生產(chǎn)工藝。

TQ621.1+2

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1008-021X(2017)12-0116-02