壓濾機(jī)在合成1，4-丁炔二醇系統(tǒng)中的應(yīng)用

胡金明

（河南開(kāi)祥精細(xì)化工有限公司，河南 義馬 472300）

1 現(xiàn)狀

BDO 裝置炔化催化劑的置換，目前使用圓盤(pán)過(guò)濾器（F103）實(shí)現(xiàn)廢催化劑的分離。在BDO 裝置停車后，炔化催化劑的活性降低不可逆轉(zhuǎn)，需對(duì)炔化催化劑進(jìn)行大量置換以滿足催化活性要求。使用現(xiàn)有的圓盤(pán)過(guò)濾器（F103）工作量大且分離效率低，炔化催化劑置換速度慢，對(duì)裝置負(fù)荷的影響周期長(zhǎng)。每次處理約1.5 m3催化劑漿液，時(shí)間為6 h ～8 h。同時(shí)，甩出的稀糊狀廢催化劑中帶有BYD溶液，危廢量大，處理費(fèi)用高且處理手續(xù)難度大。單套裝置，每天圓盤(pán)過(guò)濾器F103 需運(yùn)行3 個(gè)周期，員工每班次需完整地操作一次，每周6 d，工作量大。每天約排出廢催化劑8 桶（200 L 鐵皮桶），約合1.6 t。每年（按300 d 計(jì)算）約使用鐵皮桶300 d×8 個(gè)/ d=2400 個(gè)，費(fèi)用高。

2 必要性

BDO 裝置如采用高壓隔膜壓濾機(jī)替換原設(shè)計(jì)的圓盤(pán)過(guò)濾器F103 進(jìn)行炔化催化劑分離，該設(shè)備運(yùn)行效果較好，處理量較大且分離效率高。優(yōu)點(diǎn)如下。1）回收BYD 溶液，節(jié)約生產(chǎn)成本。2）替換F103，節(jié)省濾盤(pán)采購(gòu)費(fèi)用，減少盛放廢催化劑的鐵皮桶的采購(gòu)費(fèi)用。3）排出的催化劑水液含量少，減少了廢銅鉍催化劑的產(chǎn)生量，進(jìn)而減少處理難度和處理費(fèi)用，緩解環(huán)保壓力。4）大大降低了員工的勞動(dòng)強(qiáng)度。

3 增加壓濾機(jī)前后流程對(duì)比

增加壓濾機(jī)前，使用圓盤(pán)過(guò)濾器進(jìn)行分離，F(xiàn)102 濃縮循環(huán)液進(jìn)入緩沖槽（V104）中，然后進(jìn)入圓盤(pán)過(guò)濾器F103中進(jìn)行過(guò)濾。在整個(gè)過(guò)濾分離期間，如果F103 的濾盤(pán)出現(xiàn)形變或者催化劑的濃度過(guò)稀，都會(huì)導(dǎo)致過(guò)濾失敗，清液無(wú)法采出。并且圓盤(pán)過(guò)濾器的濾盤(pán)是密封在設(shè)備內(nèi)部，一旦出現(xiàn)無(wú)法清液采出的情況，圓盤(pán)過(guò)濾器就被迫停運(yùn)，必須將所有濾盤(pán)吊出，才能準(zhǔn)確找出變形位置，造成的檢修工作量巨大。在正常過(guò)濾期間，圓盤(pán)過(guò)濾器需頻繁甩盤(pán)，來(lái)保證過(guò)濾效果。圓盤(pán)過(guò)濾器每天分離物料約5 m3，并且在甩盤(pán)之后，過(guò)濾后的廢催化劑呈糊狀，含水量約占60%左右。流程示意如圖1 所示。

增加壓濾機(jī)之后，F(xiàn)102 濃縮循環(huán)液進(jìn)入緩沖槽（V104）中，進(jìn)入壓濾機(jī)，壓濾機(jī)共有29 塊濾板，且濾板之間都有透明采出管線，能夠準(zhǔn)確判斷壓濾效果，及時(shí)調(diào)整濾布或者催化劑濃度。壓濾后的清液回收至系統(tǒng)，每天分離處理物料可達(dá)20 m3，大大提高了工作效率。處理后的濾餅成塊狀，含水量約在10%～15%。同時(shí)在現(xiàn)場(chǎng)安裝的過(guò)程中，增加了清液回收緩沖罐，緩沖罐出口增設(shè)一組袋式過(guò)濾器，采用精度為1μm 的濾袋對(duì)清液再次進(jìn)行過(guò)濾回收，避免催化劑的細(xì)小顆粒進(jìn)入后系統(tǒng)中。流程示意如圖2 所示。

4 壓濾機(jī)的結(jié)構(gòu)和技術(shù)參數(shù)

圖1 圓盤(pán)過(guò)濾器分離流程

圖2 壓濾機(jī)分離流程

壓濾機(jī)的組成有5 個(gè)部分。1）機(jī)架部分：機(jī)架是整套設(shè)備的基礎(chǔ)，它主要用于支撐過(guò)濾機(jī)構(gòu)，由止推板、壓緊板、機(jī)座、油缸體和主梁等連接組成。設(shè)備運(yùn)行時(shí)，油缸體上的活塞桿推動(dòng)壓緊板，將位于壓緊板和止推板之間的隔膜板、濾板及濾布?jí)壕o，以保證帶有壓力的濾漿在濾室內(nèi)進(jìn)行加壓過(guò)濾。2）過(guò)濾部分：過(guò)濾部分是由整齊排列在主梁上的隔膜濾板、廂式濾板和夾在他們之間的濾布組成。過(guò)濾開(kāi)始時(shí)，濾漿在進(jìn)料泵的推動(dòng)下，經(jīng)止推板的進(jìn)料口進(jìn)入各濾室內(nèi)，濾漿借助進(jìn)料泵產(chǎn)生的壓力進(jìn)行固液分離，由于過(guò)濾介質(zhì)（濾布）的作用，使固體留在濾室內(nèi)形成濾餅，濾液則由排液閥排出。排液閥后采出管線采用透明膠管，能夠更為直觀的觀測(cè)過(guò)濾效果。3）液壓部分：液壓部分是主機(jī)完成壓緊和松開(kāi)的動(dòng)力裝置，在電氣控制系統(tǒng)的作用下，通過(guò)油缸、油泵及液壓元件來(lái)完成的一系列工作；當(dāng)系統(tǒng)被壓緊時(shí)，將各個(gè)濾室密封，用于過(guò)濾；反之，松開(kāi)時(shí)，用于卸料。4）卸料部分：卸料機(jī)構(gòu)主要由兩臺(tái)減速機(jī)、傳動(dòng)軸、鏈輪、鏈條等部件組成。當(dāng)壓緊板松開(kāi)后，支撐座位置的電機(jī)啟動(dòng)，通過(guò)鏈輪和鏈條拉動(dòng)油缸座、壓緊板，并拉開(kāi)第一濾板，止推板位置的電機(jī)啟動(dòng)，帶動(dòng)隔板拉開(kāi)第二部分濾板，通過(guò)電控信號(hào)傳遞，使之反轉(zhuǎn)，帶動(dòng)隔板拉開(kāi)剩余的濾板，這樣一個(gè)卸料過(guò)程完畢。5）電氣控制部分：電氣控制是整個(gè)系統(tǒng)的控制中心，它主要由電控柜、斷路器、空氣開(kāi)關(guān)、接觸器、中間繼電器、行程開(kāi)關(guān)以及接近開(kāi)關(guān)等組成，可控制整個(gè)壓濾循環(huán)。

5 壓濾機(jī)的工作原理

該高壓隔膜壓濾機(jī)擺脫了傳統(tǒng)箱式壓濾機(jī)僅靠流體靜壓力進(jìn)料擠壓脫水的方式，它在入料初期的工作過(guò)程和傳統(tǒng)箱式壓濾機(jī)一樣，通過(guò)給料泵不斷地將物料壓入濾室，擠壓室內(nèi)的物料，料漿通過(guò)濾布過(guò)濾分離，在過(guò)濾期結(jié)束后即停止入料，濾餅的進(jìn)一步脫水是采用壓縮空氣充填隔膜，由隔膜變形產(chǎn)生兩維方向的壓力，來(lái)破壞顆粒間形成的拱橋，將殘留在顆?？障堕g的濾液擠出；濾餅中的毛細(xì)水，則通過(guò)強(qiáng)氣流進(jìn)行穿流置換排出。因而高壓隔膜壓濾機(jī)可以最大限度地降低濾餅的水分。

壓濾機(jī)工作時(shí)， 液壓站上的柱塞泵給油缸的無(wú)桿腔供油，油缸體上的活塞桿推動(dòng)壓緊板， 將隔膜濾板、廂式濾板及濾布?jí)壕o（當(dāng)達(dá)到壓力上限時(shí)，柱塞泵停止工作）， 使相鄰濾板之間形成封閉濾室。然后啟動(dòng)入料泵，含有催化劑的物料由入料泵以0.8 MPa 的壓力通過(guò)濾板的中心孔進(jìn)入各濾室（止推板的中心孔和壓緊板的側(cè)面兩端同時(shí)進(jìn)料）通過(guò)入料壓力進(jìn)行固液分離， 利用濾布的透水性， 使催化劑留在濾室內(nèi)形成濾餅， 濾液由濾板的排水孔排出。待濾餅形成后， 再向隔膜濾板內(nèi)通入除鹽水， 進(jìn)行壓榨， 進(jìn)一步降低濾餅水分。通過(guò)泄壓閥排出系統(tǒng)中的壓力后，柱塞泵啟動(dòng)給油缸的有桿腔供油，活塞桿收回油缸，第一組濾板松開(kāi)，通過(guò)拉板機(jī)構(gòu)依次拉開(kāi)每組濾板， 實(shí)現(xiàn)最終卸料。至此， 一個(gè)壓濾循環(huán)結(jié)束[1]。

6 效益分析

6.1 降低廢催化劑處理成本

原F103 分離出的廢催化劑為稀糊狀，現(xiàn)壓濾機(jī)分離出的廢催化劑為干塊狀。

單套裝置使用F103，每天分離出廢催化劑8 桶，1 周運(yùn)行6 d，一年（300 d）產(chǎn)生廢催化劑300 d×8 桶/天=2400桶，2 套裝置共計(jì)4800 桶，約合4800 桶×0.2 t/桶=960 t；使用壓濾機(jī)，每天分離出廢催化劑8 桶，1 周運(yùn)行3 d，一年（300 d）產(chǎn)生廢催化劑150 d×8 桶/ d=1200 桶，2 套裝置共計(jì)2 400 桶，約合2400 桶×0.2 t/桶=480 t。

原稀糊狀的廢催化劑處理費(fèi)用約600 元/噸（該公司付給處理方），每年處理費(fèi)用約為600 元/ t×960 t=57.6 萬(wàn)元；現(xiàn)干塊狀的催化劑外售費(fèi)用為280 元/ t（處理方付給我公司），每年外售費(fèi)用為280 元/ t×480 t=13.44 萬(wàn)元。每年節(jié)省費(fèi)用為57.6+13.44=71.04 萬(wàn)元。

6.2 降低原料消耗，提高產(chǎn)能

多回收BYD 溶液（25%）約480 m3。每年多回收BYD溶液（25%濃度）約480 m3，約合成品BDO 溶液120 t，價(jià)值96.0 萬(wàn)元。

6.3 減少濾盤(pán)采購(gòu)成本

F103 停用，每年少采購(gòu)2 套濾盤(pán)，濾盤(pán)使用周期為一年，單套濾盤(pán)費(fèi)用約為27.0 萬(wàn)元，每年節(jié)省采購(gòu)費(fèi)用約54.0萬(wàn)元。

6.4 降低催化劑空桶消耗成本

由于排出的催化劑水液含量少，減少了廢銅鉍催化劑的產(chǎn)生量，使得廢催化劑空桶使用數(shù)減少2 400 個(gè)，空桶費(fèi)用為80 元/個(gè)，合人民幣1200 個(gè)×80 元/個(gè)=19.2 萬(wàn)元。

以上共計(jì)產(chǎn)生直接經(jīng)濟(jì)效益約為71.04 萬(wàn)元+96.0 萬(wàn)元+54.0 萬(wàn)元+19.2 萬(wàn)元=240.24 萬(wàn)元/年。

同時(shí)由于壓濾機(jī)操作方便，分離效率高，操作頻次低，大大降低員工的勞動(dòng)強(qiáng)度；并且壓濾機(jī)能夠迅速判斷無(wú)法清液采出的要因，避免了F103 濾盤(pán)重復(fù)拆裝的問(wèn)題，降低了設(shè)備檢修頻次，間接降低了勞動(dòng)強(qiáng)度和生產(chǎn)負(fù)擔(dān)[2]。

7 結(jié)語(yǔ)

高壓隔膜壓濾機(jī)在Reppe 合成1-4 丁炔二醇過(guò)濾系統(tǒng)的生產(chǎn)使用過(guò)程中， 突出體現(xiàn)了其對(duì)入料的適應(yīng)能力強(qiáng)、處理能力大、過(guò)濾速度快、卸料速度快等優(yōu)點(diǎn)，故在處理黏度大、粒度細(xì)及濃度高的物料領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。增加了回收BYD 溶液的處理能力， 有效減少了廢銅鉍催化劑的產(chǎn)生量， 減少了灑落地面造成污染， 進(jìn)而減少公司危廢的處理難度和處理費(fèi)用， 滿足了生產(chǎn)系統(tǒng)的需要， 經(jīng)濟(jì)效益顯著， 取得了預(yù)期效果。