水平帶式過濾機在氨堿廠的應(yīng)用與技術(shù)改造

孫武周，侯夢迪，劉玉山，鄧彩虹，董洪達

(連云港堿業(yè)有限公司，江蘇 連云港 222042)

真空水平帶式過濾機在中國純堿行業(yè)中應(yīng)用始于21世紀初，最早由大化集團于2009年引進第一臺進口帶濾機，帶濾機以環(huán)形橡膠帶帶動濾布在真空室上滑動，可實現(xiàn)連續(xù)抽真空，避免了真空箱移動式的真空切換，故進料、過濾、洗滌、脫水、卸料和濾布的清洗再生，整個過程實現(xiàn)了連續(xù)作業(yè)，因而其生產(chǎn)能力大、過濾效率高、洗滌效果好，濾餅含濕量低。同時，膠帶速度、進料量、料漿濃度、洗滌水量、真空度、洗滌區(qū)和干燥區(qū)均可根據(jù)生產(chǎn)需要進行調(diào)節(jié)。由于其優(yōu)越的性能、提高產(chǎn)品質(zhì)量以及節(jié)能減排效果顯著，逐漸被純堿行業(yè)接受和認可。繼大化集團進口帶濾機運行以后，國內(nèi)陸續(xù)新建的純堿廠(如淮安堿廠、天津堿廠和石聯(lián)化工等)均采用水平帶式真空過濾機，部分已投產(chǎn)的純堿企業(yè)根據(jù)其實際情況，在場地以及經(jīng)濟條件允許的情況下，也紛紛采用水平帶式真空過濾機替代原有真空轉(zhuǎn)鼓過濾機(如廣東南堿、杭州龍山和河南金大地等)。就目前各大堿廠使用情況了解，大部分采用法國RPA的水平帶式真空過濾機，少數(shù)企業(yè)采用意大利EIMCO的水平帶式真空過濾機。目前海天化工已經(jīng)投產(chǎn)運行的國產(chǎn)80 m2帶濾機，已經(jīng)投入運行2年左右，其設(shè)備均運行穩(wěn)定，操作方便，生產(chǎn)指標已經(jīng)達到進口設(shè)備。連云港堿業(yè)有限公司純堿生產(chǎn)能力為118萬t/a，根據(jù)生產(chǎn)能力配套選用水平帶式真空過濾機及附屬設(shè)備。過濾面積80 m2水平帶式真空過濾機處理能力為40萬t/a(純堿)，所以選用過濾面積80 m2帶濾機兩臺及其配套4臺濾堿機。按照年操作時間8 000 h，333 d連續(xù)作業(yè)計算。

表1 重堿成分

1 生產(chǎn)流程

出堿液經(jīng)管道自流到帶濾機表面。皮帶向前運行的過程中一方面用洗水洗滌，一方面借來自真空泵氣體的抽力使重堿吸附在皮帶表面上，至帶濾機尾部時變成重堿成品，再通過重堿皮帶運往煅燒車間。

沖洗濾布洗水使用煅燒爐氣洗滌液，洗滌帶濾機尾部濾布后,與帶濾機潤滑臺水(脫鹽水)匯總自流入二段濾餅洗水箱作為二段濾餅洗水，三段洗水來自原有洗水總管，洗滌帶濾機中部重堿，然后通過真空進入2#、3#氣液分離器，進行氣液分離后，液體自流到一段洗水貯桶，作為一段濾餅洗水洗滌帶濾機頭部重堿。洗滌后的洗水進入1#氣液分離器，進行氣液分離。1#氣液分離器底部得到的濾過母液與轉(zhuǎn)鼓濾堿機濾過母液并入母液總管自流進入母液桶。1#氣液分離器和2#、3#氣液分離器頂部出來的氣體匯總后送至原尾氣總管，進入濾過凈氨塔，廢淡液洗滌尾氣，濾過尾氣再經(jīng)真空氣水分離器分離液滴后，進入新增真空泵及原有兩臺離心真空機，經(jīng)真空抽氣后高空排放。

2 主要設(shè)備的選定

本著成熟可靠、能力大、效率高、能耗低、污染少的原則，同時兼顧我公司的生產(chǎn)特點和操作需求，對國內(nèi)外普遍使用的大型化、系列化設(shè)備在性能及投資方面做了分析比較，確定本套裝置所用設(shè)備全部立足國內(nèi)，實現(xiàn)降低能耗，節(jié)約投資，提高經(jīng)濟效益的目標。根據(jù)裝置生產(chǎn)能力及4臺配套濾堿機，選用2臺80 m2水平帶式真空過濾機。

3 生產(chǎn)運行中暴露出的問題

3.1 帶濾機母液系統(tǒng)與濾堿機母液系統(tǒng)的銜接問題

2020年6月份帶式濾堿機投入運行后，濕重堿水分基本控制在14.5%～15.5%。隨著產(chǎn)能增加，配套開兩臺濾堿機以上時，發(fā)現(xiàn)帶濾機系統(tǒng)氣液分離罐液位高，難以降低液位，母液受阻，流速慢，帶濾機重堿含水增加到16.5%～18.5%，純堿鹽分指標嚴重超標，帶濾機負荷只有大幅度降低。從現(xiàn)場看，轉(zhuǎn)鼓濾堿機母液管線低于帶濾機母液管線，當(dāng)轉(zhuǎn)鼓濾堿機母液量增加，從而影響帶濾機母液流速，使帶濾機系統(tǒng)氣液分離罐液位難以降低。

3.2 煅燒爐氣洗滌液含氨較高問題

帶濾機投用后，兩臺帶濾機總的洗水量在55 m3/h，原轉(zhuǎn)鼓真空濾堿機洗水量正常在90 m3/h。由于帶濾機洗水用量減少，由重堿車間送往煅燒車間的輕灰爐氣洗滌塔的凈氨洗水急劇減少，運行后暴露出以下幾個問題：

1)爐氣中氨和堿塵洗滌不充分，導(dǎo)致進壓縮機前爐氣中含氨和堿塵量偏高，在中、末冷卻器中形成碳銨復(fù)鹽結(jié)晶，影響重堿車間壓縮機穩(wěn)定運行。

2)爐氣洗滌塔出氣溫度同比上升約3～5 ℃，因溫度上升造成進壓縮機的爐氣體積膨脹，影響重堿車間壓縮機打氣效率。

3)爐氣中含氨較高，在重堿下段氣儀表調(diào)節(jié)閥形成氨結(jié)晶，導(dǎo)致重堿碳化塔下段氣量越來越少，對碳化塔操作帶來較大的生產(chǎn)波動。

4)帶濾機采用多個噴嘴沖洗濾布，在帶濾機卸料處形成水霧，因使用含氨較高的煅燒爐氣洗滌液，導(dǎo)致帶濾機生產(chǎn)現(xiàn)場氨味大，操作人員不能正常巡檢，30 m以外的主控室含氨較大，對操作控制極為不利。

4 針對問題采取的對策

4.1 帶濾機母液管線與濾堿機母液管線斷開

出帶濾機母液單獨鋪設(shè)一條DN600×50管線，分別進入到煅燒工序冷母液桶A、B。

2020年12月改造后，消除母液管線擁堵，穩(wěn)定了帶濾機系統(tǒng)操作,重堿水分明顯降低1.2%左右。濕重堿水分每降低1%，中壓蒸汽理論消耗可降低37.2 kg/t，而且，由于進煅燒爐重堿水分降低，減少了返堿量，煅燒爐的生產(chǎn)能力提高了約25%～30%，進一步降低了煅燒爐的能耗。水分分析對比如表2。

4.2 加大煅燒爐氣洗滌液量，降低爐氣含氨

將重堿車間送煅燒車間的輕灰爐氣洗滌塔的凈氨洗水由35 m3/h調(diào)整為40～50 m3/h，凈增加脫鹽水量約20 m3/h，但易造成重堿車間凈氨洗水桶溢流。為解決此問題,在現(xiàn)有的輕灰洗滌液泵出口總管上新增一條DN80管線至冷母液桶， 將這部分膨脹出來的洗滌液送入冷母液桶作為冷母液使用，可降低熱母液塔出汽溫度。改造如圖1。

表2 帶濾機重堿水分

凈氨洗水改造項目實施后：爐氣在輕灰爐氣洗滌塔中洗滌更充分，可進一步提高重堿車間壓縮機的運行穩(wěn)定性；輕灰爐氣洗滌塔出氣溫度降低至36～40 ℃，提高壓縮機打氣效率。

圖1 增加去冷母液桶管線

4.3 帶濾機沖洗濾布水改用含氨較低的廢淡液

我公司帶濾機濾布沖洗水采用煅燒來的爐氣洗滌液，爐氣洗滌液含氨20～42 tt，導(dǎo)致帶濾機現(xiàn)場氨嚴重超標，給操作工巡檢、設(shè)備維護帶來較大的安全隱患。經(jīng)討論，改用含氨較低的廢淡液沖洗帶機濾布。實施后，帶濾機現(xiàn)場、主控室基本沒有氨味。