摘要：我厂采用两台国产WG80/3000型水平带式滤碱机，代替原有6台转鼓式滤碱机，通过一段时间的试运行和168h达产达标考核，分析其各项技术参数及指标，总结出带式滤碱机在实际生产中的优点及不足，为其他纯碱企业提供参考和借鉴意义。
关键词：带式滤碱机;纯碱;生产能力;洗水当量;比较
滤过是纯碱生产中很关键的一个环节，而滤碱机是这个环节中的主体设备，其性能的优劣直接关系到纯碱产量和各项消耗指标的好坏。洗水当量大直接导致滤过损失率大，母液当量大，会造成原料消耗的上升;滤过后所得到的湿重碱中的盐分直接关系到纯碱的产品质量;湿重碱中的水分含量直接关系到后续煅烧工序的蒸汽耗量。
1项目背景
带式滤碱机经过十余年的发展，已经成为一种很成熟的重碱过滤装置，自动化程度高，操作简单，逐渐被很多纯碱生产单位所采纳。我公司原滤碱系统为6台LJ20-1型(过滤面积20m2)转鼓式滤碱机，设计生产能力600t/台，生产过程中洗水当量大，重碱损失率大，重碱水分大，所以2017年公司决定引进新的带式滤碱机替换老式的转鼓式滤碱机。经过一番考察，最后决定采用两台山东潍坊鑫山环保重工科技有限公司(简称鑫山公司)生产的WG80/3000水平带式滤碱机。项目经过设计、施工、系统切割，于2020年6月6日一次性投料试车成功。
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本文将从带滤机的设计能力、工艺流程、工艺指标等方面比较新的带式滤碱机(后面简称带滤机)和老式的转鼓滤碱机(后面简称滤碱机)之间的差别，总结其在节能降耗、增产稳产方面的优势。
2主要设备技术指标
WG80/3000型水平式带滤机，过滤面积80m2，外形尺寸32825×8588×4875mm。
处理能力：出碱液320m3/h(操作压力：常压，操作温度30℃，出碱液密度1300kg/m3)，按8000h/a设计，满足45万t/a的生产能力
带滤机分离后重碱水分≤15.5%
滤过损失≤1.7%
吨碱洗水当量≤0.6m3
重碱盐分(重量比)≤0.2%(需要更低盐分时可适当调整洗水量)
保证生产符合正常条件、带滤机气液分离罐真空度为-45～-50kPa(表压)时带滤机需要抽气量≤650m3/min
3水平带式滤碱机的工艺流程
我公司根据重碱车间现场的实际情况，对原有设计流程进行了修改，具体如下：从碳化塔出来的碱液经过碱槽缓冲后进入带滤机双向低位导流板蜂窝溢流装置(鑫山公司专利)，物料进入布料装置经过折返水流平稳后溢流至弧形导流槽，经缓冲蜂窝网板，将物料呈中间厚两边薄的弧形布料至胶带滤布上，减小中间真空透气量，保证两边真空负压，布料装置与滤布压辊中间有一部分非真空区，此区物料可自然沉降，颗粒大的结晶首先沉降的滤布上，形成良好的滤饼架构后细小颗粒吸附其上，既保证了良好的滤饼通透性，有利于降低湿重碱水分，也可以预防滤布堵塞。
在移动中经过母液分离段和洗水分离段，过程中不断抽吸真空，并依次经过第1、2、3段洗水的洗涤，降低盐分;洗水系统如图1所示。
洗涤过程分为3级洗涤，洗涤用水可以重复利用。后一道洗涤用水经抽滤后可用作前一道洗涤用水，洗水采用溢流稳流的方式，进水管水流不得影响水面的流量，满足出水均匀布在滤饼上，提高洗涤效率，洗水槽安装有滑轮，可根据实际负荷情况进行调节距离，调整洗涤区大小，保证重碱水分指标。
第一道洗水来自第二、三个气液分离罐，其主要作用是置换滤饼中残余母液，为降低滤饼盐分做好基础;第二道洗水来源于滑台密封水、滤布清洗水。滑台润滑水主要是用于摩擦带密封及润滑，滤布清洗水的作用主要是冲洗滤布上残留的重碱，两股水流汇合形成第二道洗水，这部分洗水中Cl-浓度很低，对降低盐分有很好的的效果，其中含有一定浓度的重碱，因此洗涤滤饼时会减少对滤饼的溶解。第三道洗涤水来源于净氨洗水，这部分洗水由废淡液在滤过尾气净氨塔中洗涤尾气吸收氨气后送去煅烧，在煅烧炉气洗涤塔洗涤炉气后送回重碱洗水桶，由洗水加压泵送至带滤机作为第三道洗水，这部分洗水是降低滤饼盐分的最终环节，可以通过第三道洗水的量来调节重碱盐分。另外，三道洗水溢流槽均设置有移动滚轮，可以根据生产量的大小、碱质的变化调整洗水溢流槽的位置，延长真空干燥段长度，降低湿重碱水分。带滤机设有三个气液分离罐，第一个气液分离罐为母液分离罐，吸碱区的母液和第一道洗涤水在其中分离，分离后的母液去母液桶。第二、三个气液分离罐为洗水分离罐，第二、三道及干燥区的洗水经分离后由洗水泵加压返回真空带滤机第一道洗水槽，使洗涤水二次利用。三个气液分离罐上部出来的含氨尾气经过净氨塔洗水吸氨后由真空机抽吸排空。
经过带滤机三道洗水洗涤降低盐分和抽真空降低水分的湿重碱经过卸料刮刀离开带滤机后经过重碱大皮带，去煅烧工序。
固液分离后的滤布经过正反面冲洗干净后再次循环布入过滤碱液。
4技术指标查定
2020年6月6日一次性投料开车成功后，两台带滤机一直处于运行状态，经过两个月运行进入稳定期。根据技术协议于2020年8月6日0：00～2020年8月12日24：00，经过总计168h考核(每2h小时分析一次，主要考核产量、盐分、洗水当量、重碱水分等指标)每天取一个平均值，分析结果如表1。
5生产能力、工艺指标及经济效益对比
通过两年即2019年和2020年同期数据对比可以发现，取出液当量分别为6.309m3/t碱(2019年)、6.312m3/t碱(2020年)，两个数据基本相同，说明这两年同期碳化取出液质量基本一致，具有可比性，据此做如下分析：
1)设备生产能力比较：WG80/3000带滤机设计能力320m3/h碱液，实际上达到了386m3/h碱液，每小时产量61t，达到设计能力的108.4%，是转鼓式滤碱机生产能力近3倍。
2)洗水当量小、冷母液当量比较：带滤机的洗水当量0.56m3/t碱，冷母液当量5.28m3/t碱;皆远低于同期滤碱机洗水当量的0.68m3/t碱，冷母液当量5.58m3/t碱。由于带滤机的洗水是重复使用的，提高了洗水利用率，降低滤过损失。
碳化出碱液经带滤机过滤后在母液分离段分离出母液，经过煅烧母液塔吸收氨气并吸收炉气热量后去蒸馏工序;而洗水的循环利用，不但降低冷母液量，减轻蒸馏塔工作负荷的同时降低了热母液当量和废液当量，同样也降低了蒸馏塔低压汽消耗。
3)重碱水分比较：原滤碱机重碱水分20%左右，重碱经过7台离心机降低水分后也在18.13%左右。而带滤机干燥段长很多且其过滤面积更大，运行过程中一直在对滤饼抽负压，带滤机的水分为13.46%;远低于滤碱机。
原重碱离心后水分按照18.13%，重碱烧成率按51%计算，则每吨碱水分减少了0.091t，每吨碱大约节约中压蒸汽0.129t。
按照蒸汽120元/t计算，则因水分降低生产每吨纯碱可节约蒸汽成本15.48元。
按照两台带滤机90万t/a产能计算，可节约成本1393.2万元/a。
4)运行成本降低：由于带滤机运行正常水分远低于原滤碱机+离心机后水分，所以离心机已经没有运行的必要了，并且带滤机不需要吹风系统，按考核期间的产量，投用带滤机之前，滤碱机系统需要开3台滤过吹风机，每台90kW，离心机7台，每台124kW，按照满负荷的70%计算，则可省去电耗796.6kW，按照每度电平均0.65元，设计运行8000h/a计算，省去运行成本约414.2万元/a。
5)职工劳动强度降低：新的带式滤碱机经过十余年发展，已经相当成熟，自动化程度高，操作简单，且滤布正反冲洗，不需要频繁倒车清洗;提高了工作效率和设备利用率，降低了设备操作强度和检修强度。
6整改建议
1)由于带滤机对于我公司来说是一个全新的设备，对设备的熟悉和操作需要一个过程，随着职工操作技能进一步完善和熟练，设备的稳定运行和指标会得到进一步完善。
2)由于带滤机洗水用量少，较原滤碱机运行时系统废淡液稍有过剩，过剩部分废淡液的使用可进一步优化。——论文作者：马海雷1，薛霜1，叶剑敏1，李正国1，郑丰华2
