水平帶式過濾機在氨堿廠的應用與技術改造

孫武周，侯夢迪，劉玉山，鄧彩虹，董洪達

(連云港堿業有限公司，江蘇 連云港 222042)

真空水平帶式過濾機在中國純堿行業中應用始于21世紀初，最早由大化集團于2009年引進第一臺進口帶濾機，帶濾機以環形橡膠帶帶動濾布在真空室上滑動，可實現連續抽真空，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，整個過程實現了連續作業，因而其生產能力大、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、洗滌區和干燥區均可根據生產需要進行調節。由于其優越的性能、提高產品質量以及節能減排效果顯著，逐漸被純堿行業接受和認可。繼大化集團進口帶濾機運行以后，國內陸續新建的純堿廠(如淮安堿廠、天津堿廠和石聯化工等)均采用水平帶式真空過濾機，部分已投產的純堿企業根據其實際情況，在場地以及經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，少數企業采用意大利EIMCO的水平帶式真空過濾機。目前海天化工已經投產運行的國產80 m2帶濾機，已經投入運行2年左右，其設備均運行穩定，操作方便，生產指標已經達到進口設備。連云港堿業有限公司純堿生產能力為118萬t/a，根據生產能力配套選用水平帶式真空過濾機及附屬設備。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連續作業計算。

表1 重堿成分

1 生產流程

出堿液經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，經真空抽氣后高空排放。

2 主要設備的選定

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特點和操作需求，對國內外普遍使用的大型化、系列化設備在性能及投資方面做了分析比較，確定本套裝置所用設備全部立足國內，實現降低能耗，節約投資，提高經濟效益的目標。根據裝置生產能力及4臺配套濾堿機，選用2臺80 m2水平帶式真空過濾機。

3 生產運行中暴露出的問題

3.1 帶濾機母液系統與濾堿機母液系統的銜接問題

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%。隨著產能增加，配套開兩臺濾堿機以上時，發現帶濾機系統氣液分離罐液位高，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。從現場看，轉鼓濾堿機母液管線低于帶濾機母液管線，當轉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鹽結晶，影響重堿車間壓縮機穩定運行。

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節閥形成氨結晶，導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，導致帶濾機生產現場氨味大，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，穩定了帶濾機系統操作,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，導致帶濾機現場氨嚴重超標，給操作工巡檢、設備維護帶來較大的安全隱患。經討論，改用含氨較低的廢淡液沖洗帶機濾布。實施后，帶濾機現場、主控室基本沒有氨味。