精細(xì)篩分機(jī)改造技術(shù)

(陜西興化集團(tuán)有限責(zé)任公司，陜西興平 713100)

陜西興化集團(tuán)有限責(zé)任公司聯(lián)堿分廠2012年元月投入生產(chǎn)運(yùn)行，生產(chǎn)規(guī)模為年產(chǎn)30萬(wàn)t純堿，其中重質(zhì)純堿20萬(wàn)t，年產(chǎn)30萬(wàn)t干燥氯化銨，并設(shè)置年產(chǎn)10萬(wàn)t濕銨生產(chǎn)線。建設(shè)中采用了異徑索爾維碳化塔、冷鹽析結(jié)晶器和蒸汽回轉(zhuǎn)煅燒爐等制堿設(shè)備。生產(chǎn)工藝采用濃氣一次常壓碳化、真空過(guò)濾重堿、二次噴射吸氨、自身返堿蒸汽回轉(zhuǎn)煅燒爐、漿葉式?jīng)鰤A機(jī)冷卻熱堿、逆料取出氯化銨等先進(jìn)工藝。在重質(zhì)堿生產(chǎn)中采用精細(xì)篩分機(jī)來(lái)制取符合粒度要求的產(chǎn)品，本文主要分析精細(xì)篩分機(jī)的工作原理及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對(duì)精細(xì)篩分機(jī)改造前后運(yùn)行情況及改造效益進(jìn)行分別闡述。

1 精細(xì)篩分機(jī)工作原理及特點(diǎn)

1.1 工作原理

精細(xì)篩分機(jī)機(jī)頭的偏心回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)箱體做水平面內(nèi)回旋運(yùn)動(dòng)，使物料在篩網(wǎng)表面獲得特定的往復(fù)旋轉(zhuǎn)式運(yùn)動(dòng)方式，協(xié)同輕微傾斜的篩面，使物料快速通過(guò)篩網(wǎng)，達(dá)到篩分的高效率和高產(chǎn)量。

高效節(jié)能的三相異步電機(jī)通過(guò)皮帶直接帶動(dòng)激振器驅(qū)動(dòng)箱體運(yùn)動(dòng)，選擇皮帶做傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，使得結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的同時(shí)，還能起到限制載荷的作用，避免對(duì)機(jī)器其他結(jié)構(gòu)的損壞。

特定的運(yùn)動(dòng)方式，輔助通過(guò)動(dòng)態(tài)平衡機(jī)構(gòu)和選調(diào)機(jī)構(gòu)，在垂直方向上沒(méi)有對(duì)地面基礎(chǔ)產(chǎn)生沖擊載荷。精細(xì)篩分機(jī)能在幾乎沒(méi)有垂直振動(dòng)和跳動(dòng)的情況下，將物料快速分散和透篩，在較短的篩網(wǎng)距離上達(dá)到較長(zhǎng)的物料運(yùn)動(dòng)路程，從而達(dá)到高效率的篩分作業(yè)，達(dá)到要求的篩分效果。

箱體后端的連桿結(jié)構(gòu)保證機(jī)器的水平方向的位置，高強(qiáng)度、高耐磨的高分子石墨支撐塊保證了箱體在垂直面上位置的穩(wěn)固，支撐箱體做水平方向上的滑動(dòng)。機(jī)器的安裝采用懸吊式安裝，有效的減少箱體在水平面內(nèi)動(dòng)載荷。

1.2 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

物料從設(shè)備頂部進(jìn)入進(jìn)料口中，錐形的布料器一方面將物料迅速分散在篩網(wǎng)表面寬度上，另一方面承受物料下落過(guò)程中的沖擊，避免篩網(wǎng)被物料砸爛。

1.2.1 兩種篩分運(yùn)動(dòng)方式

往復(fù)回旋式的運(yùn)動(dòng)方式可將物料快速的分散，篩分。特殊的往復(fù)回旋運(yùn)動(dòng)，在進(jìn)料端，物料按照短橢圓進(jìn)行回旋運(yùn)動(dòng)，隨著物料向出料端運(yùn)動(dòng)，逐漸變成長(zhǎng)橢圓的運(yùn)動(dòng)軌跡，而后前后往復(fù)式運(yùn)動(dòng)，使物料可以獲得遠(yuǎn)大于篩網(wǎng)長(zhǎng)度的運(yùn)動(dòng)軌跡，提高了篩分的可能性(見(jiàn)圖1)。

圖1 篩分運(yùn)動(dòng)方式

隨著物料的回旋運(yùn)動(dòng)，使物料中的小顆粒迅速下沉，提高了小顆粒與篩網(wǎng)的接觸次數(shù)及行程，進(jìn)一步提高篩分效率。在沒(méi)有垂直振動(dòng)和跳動(dòng)的情況下，將物料快速分散和透篩，從而完成篩分作業(yè)，達(dá)到要求的篩分效果。

1.2.2 自清網(wǎng)系統(tǒng)

安裝在篩格方框中的彈跳球見(jiàn)圖2，通過(guò)直擊篩格中的斜面使彈跳球向上彈起，撞擊篩網(wǎng)，彈去粘或卡在篩網(wǎng)孔上的雜物和顆粒，使篩網(wǎng)表面保持干凈不睹孔，從而保證高標(biāo)準(zhǔn)的篩分效率。

圖2 自清網(wǎng)系統(tǒng)

1.2.3 驅(qū)動(dòng)平衡系統(tǒng)

驅(qū)動(dòng)裝置的動(dòng)平衡裝置使篩分運(yùn)動(dòng)保持相應(yīng)的穩(wěn)定性要求，同時(shí)降低回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的離心力及慣性力對(duì)機(jī)構(gòu)構(gòu)件的沖擊力，不產(chǎn)生振動(dòng)沖擊，使設(shè)備安裝在懸吊裝置上面而不影響篩分效果，同時(shí)也降低了能量的消耗，降低了電機(jī)功率。

1.2.4 篩蓋快速安裝開(kāi)啟系統(tǒng)

雙重的全密封的篩蓋能使生產(chǎn)作業(yè)環(huán)境達(dá)到環(huán)保要求，加裝的進(jìn)料和布料裝置，既保證密封不漏料，又保護(hù)篩網(wǎng)避免受到下落物料的直接沖擊，并提高了物料分布在整個(gè)篩面寬度上的時(shí)間，自動(dòng)彈性補(bǔ)償功能的篩蓋啟閉系統(tǒng)，使更換篩網(wǎng)更方便，節(jié)省了人力物力，提高了生產(chǎn)使用效率，也使檢修和觀察更為快捷方便。

2 精細(xì)篩分機(jī)運(yùn)行存在的問(wèn)題

興化集團(tuán)堿廠重質(zhì)堿生產(chǎn)采用固相水合工藝，年設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為20萬(wàn)t，產(chǎn)品粒度是按照普通重質(zhì)堿粒度設(shè)計(jì)(粒度篩余物φ180 μm≥70%)，在近幾年市場(chǎng)需求量很低，常常造成普通重質(zhì)堿產(chǎn)品積壓，給產(chǎn)品銷售帶來(lái)很大壓力。由于原設(shè)計(jì)篩分機(jī)是普通篩分機(jī)，重質(zhì)堿粒度無(wú)法滿足高端用戶的需求，為此我們近年來(lái)對(duì)篩網(wǎng)規(guī)格進(jìn)行多次調(diào)整，最終生產(chǎn)出符合客戶需求的重質(zhì)堿。但隨著高品質(zhì)重質(zhì)堿市場(chǎng)需求量逐年增加，篩分機(jī)的生產(chǎn)能力不足問(wèn)題尤為突出，每小時(shí)產(chǎn)量8 t多，生產(chǎn)一批次1 500 t的重質(zhì)堿大概需要8天左右，生產(chǎn)過(guò)程中，系統(tǒng)母液膨脹，各桶存量高限運(yùn)行，生產(chǎn)操作彈性小，面臨安全環(huán)保問(wèn)題。為此篩分機(jī)的改造迫在眉睫。

3 改造方案：增加篩分面積提高產(chǎn)能

為了提升單臺(tái)設(shè)備的處理能力，最終確定將篩機(jī)設(shè)計(jì)成復(fù)合結(jié)構(gòu)，即采用單臺(tái)設(shè)備布置雙層網(wǎng)架，采用同種規(guī)格篩網(wǎng)，布置在進(jìn)料口中的分料機(jī)構(gòu)使物料均勻分布在上下層分別進(jìn)行篩分。再利用箱體后側(cè)的合料機(jī)構(gòu)使篩分后篩上物和篩下物分別合并，使篩機(jī)只有兩個(gè)出料口，方便后期安裝使用。

原篩箱不變，對(duì)內(nèi)部進(jìn)行改造，改造成使用兩層一樣的篩網(wǎng)。步驟如下：

1)采用304不銹鋼制作上下兩個(gè)網(wǎng)架(篩網(wǎng)規(guī)格都是1.18)、兩個(gè)分隔框，上下網(wǎng)架中間增加一個(gè)中間料倉(cāng)(見(jiàn)圖3)。

2)在原有的進(jìn)料口加隔板，使進(jìn)料分成兩部分(根據(jù)進(jìn)料量的大小，看是否修改進(jìn)料口直徑)。

3)堵死原料倉(cāng)最里面出料嘴，改為兩個(gè)出料口，切除料倉(cāng)最里面隔板，在上層料倉(cāng)出料口部位制作下料管，使之與下面篩下物通道連接。

通過(guò)以上改造篩分面積可以由原來(lái)的6.3 m2，增加到12.4 m2，篩分面積幾乎增加一倍，產(chǎn)量幾乎翻翻。

制作備件：

①上層網(wǎng)架一件：設(shè)置前物流通道，內(nèi)勾邊網(wǎng)架，304材質(zhì)

②上隔框一件： 設(shè)置前物流通道，304材質(zhì)

③上料倉(cāng)一件： 設(shè)置前物流通道，后出料通道，304材質(zhì)

④下隔框一件： 304材質(zhì)

⑤下層網(wǎng)架一件：設(shè)置后物流通道，內(nèi)勾邊網(wǎng)架，304材質(zhì)

圖3 篩分機(jī)內(nèi)部改造圖

4 改造效益

精細(xì)篩分機(jī)因?yàn)槭褂没匦Y，物料始終不脫離網(wǎng)面，能最大限度的利用網(wǎng)孔。而且物料始終在網(wǎng)面上滾動(dòng)，對(duì)物料表面不產(chǎn)生損傷，并起到打磨拋光的作用。篩網(wǎng)使用壽命比使用普通振動(dòng)篩的篩網(wǎng)壽命長(zhǎng)1倍左右。因?yàn)榛匦Y運(yùn)動(dòng)方式相對(duì)于振動(dòng)篩,對(duì)網(wǎng)面的沖擊力小很多。設(shè)備運(yùn)行噪音降低，整臺(tái)設(shè)備為繩索吊掛安裝形式，無(wú)垂直運(yùn)動(dòng)的方式，避免了設(shè)備對(duì)地面或樓板的動(dòng)載荷沖擊，無(wú)高度安裝限制，設(shè)備生產(chǎn)噪音不大于80 dB。對(duì)地面的沖擊力減小，采用吊裝式，對(duì)地面不產(chǎn)生直接沖擊。采用全封閉式結(jié)構(gòu)，現(xiàn)場(chǎng)不會(huì)產(chǎn)生粉塵現(xiàn)象，這也與目前的環(huán)境治理相吻合。

2017年精細(xì)篩分機(jī)改造是在原設(shè)備基礎(chǔ)上進(jìn)行的，對(duì)內(nèi)部篩網(wǎng)結(jié)構(gòu)、篩網(wǎng)布局、篩網(wǎng)孔徑進(jìn)行了改造，投運(yùn)后產(chǎn)品粒度能夠達(dá)到高端重質(zhì)堿指標(biāo)，而且產(chǎn)量由原來(lái)的每小時(shí)8 t提高到14 t左右。產(chǎn)量提升后，經(jīng)濟(jì)效益也隨之上升。同時(shí)優(yōu)質(zhì)重質(zhì)堿生產(chǎn)能力的提高，生產(chǎn)周期縮短，母液膨脹天數(shù)縮短，可有效消耗污水，避免開(kāi)重質(zhì)堿造成系統(tǒng)總量上漲、污水池液位上漲，能夠安全環(huán)保的開(kāi)展生產(chǎn)。