河钢股份有限公司承德分公司钒钛事业部 河北省承德市 067000
摘要：过滤是利用多孔物质（筛板、滤膜、滤布等）阻截大的颗粒物质而使小于孔隙的物质通过的一种分离过程。工业过滤是在过滤设备上分离、捕集分散于气体或液体中颗粒状物质的一种作业过程，而过滤材料即为一种具有较大内表面和适当孔隙的、用以实现上述操作必不要少的物质材料。作为过滤材料的滤布是过滤分离设备的核心，是决定分离效果的关键。本文分析了立式压滤机在钒酸铵精制中的生产实践。
关键词：立式压滤机；钒酸铵精制；生产实践；
采用立式压滤机后，在产能较低时压制水洗的钒酸铵能满足生产要求，随着产能的进一步提高，控制系统存在的一些弊端，如单次循环时间长、故障报警次数多、备件消耗高等极大地影响了立式压滤机的过滤效率与效果，提高立式压滤机工作效率、提高钒酸铵合格率、降低备件消耗已迫在眉睫。
一、简介
1.立式压滤机结构。立式压滤机是依据加压过滤原理，在压差的作用下，物料经滤布过滤实现固液分离。该设备采用过滤膜立式叠加结构、滤布自动纠偏装置、滤布洗涤装置、液压承载装置、人机界面控制，对整个过滤过程进行自动控制和实时监控，从而实现全自动操作。
2.立式压滤机工作过程。一是过滤。滤板闭合密封后，矿浆在入料泵作用下通过进料管进入滤腔，滤液通过滤布汇集到滤液总管，固体则被滤布截留在滤室中，最终形成滤饼。二是隔膜压榨I。压榨水（压缩空气等）通过压榨水软管进入隔膜上方，隔膜向滤布表面方向挤压滤饼，将剩余滤液挤出滤饼。三是滤饼洗涤（可选工序）。洗涤液采用同进料浆相同的方式进入过滤腔，随着洗涤液体注入滤腔，隔膜不断被抬起，空气从隔膜上方挤出，洗涤液在泵的压力下通过滤饼和滤布后汇集到滤液总管。四是隔膜压榨II（可选工序）。在洗涤阶段之后留在滤腔里的洗涤液用上述第二阶段中的方法被挤压出滤饼，实现了置换式洗涤功能。五是吹干。在洗涤阶段之后留在滤腔里的洗涤液用上述第二阶段中的方法被压缩空气挤压出滤饼，进一步降低滤饼含水率。三是自动卸饼及滤布清洗。当干燥过程完成后，打开板框组件，滤布驱动机构开始运行，滤布上的滤饼从压滤机两边（或单边） 自动排出，同时洗涤水通过高压喷嘴强力清洗滤布。
3.立式压滤机选型注意事项。一是过滤机的选择，主要由过滤浆体的性质决定。对于颗粒较大，晶体发育完善，粘度小的物料，宜选择连续性过滤机，可以简化工艺流程。对于颗粒细小，粘度较大，有触变性的物料，传统过滤机难以选择时，可选择立式压滤机。二是选择立式压滤机时，建议开展工业试验，以便合理选择滤布、验证过滤产能、分析滤饼含水率、洗涤次数以及洗涤水用量、压榨次数以及循环周期等技术参数。三是选择立式压滤机时，应适当控制过滤矿浆的温度，如过滤料浆的温度长期＞80℃，则造成隔膜易老化破裂，影响设备运转率。
立式压滤机在钒酸铵精制中的生产实践
1.工作原理。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆过滤机工作时，筒体在矿浆槽内旋转，处于筒体下部位置的过滤室经过管子、喉管与分配头的过滤区接通，室内为负压，滤液透过滤布进入过滤室，被真空泵抽离机体外，滤布表面形成滤饼; 当过滤室旋转到脱离液面位置以后，过滤室与分配头脱水区接通，滤饼水分进一步降低; 当该过滤室转到与分配头卸料区接通时，鼓风机使压缩空气经分配头、喉管吹入过滤室，使该过滤室由负压变正压，使脱水后的滤饼与滤布脱离，用刮板刮下排出机体外; 过滤室继续旋转至滤布清洗区时，继续向过滤室鼓风，清洗滤布，恢复其透气性; 清洗完毕后该过滤室继续旋转，又进入过滤区，开始下一次循环。
2.存在问题。使用外滤式转鼓真空过滤机精制钒酸铵所得滤饼水分为40%～ 45%。由于其以真空作为脱水动力，保持过滤室和分配头的密封性，使其具有较高真空度十分重要，故分配头需经常润滑、检查和修研。滤布使用寿命短，一般每20d更换一次，以免降低真空度和避免大量矿砂进入过滤室造成过滤机各部分磨损。该过滤机附属设备多，由于滤布破漏等致使其寿命缩短。月检修时间40 h /台，台耗备件4.5万元/年。钒酸铵水分高，钾钠等杂质也随之残留在钒酸铵内，最终造成成品杂质含量较高。某厂采用转鼓式真空过滤机精制的钒酸铵所生产片剂五氧化二钒不合格品中90% 为钾钠超标所致。采用反应釜内水洗静置分离方式，生产周期长，洗水量大。洗水量大增加了废水处理的成本; 钒酸铵水分高造成干燥时间长，能耗增加，设备工作效率低。选用转鼓真空过滤机必须进行时时操作，没有远程控制及自动控制，经常出现喷料现象，操作人员劳动强度高，操作难度大，环境恶劣。鉴于转鼓真空过滤机在生产中存在的诸多不足，需要选择一种新型的钒酸铵精制工艺设备取代转鼓真空过滤机，达到提高产品质量、降低能耗、提高自动化水平、降低职工劳动强度的目的。
3.改进措施。本厂建设时采用全自动立式压滤机，高压水挤压隔膜的方式进行固液分离，利用高温洗水洗涤一次挤压过的钒酸铵，经过高压洗水二次洗涤，再经过空压风吹干，最后产出钒酸铵。一是取消控制程序存在的冗余程序。立式压滤机原来的工作流程: 过滤→一次挤压→水洗→二次挤压→吹干→卸料，控制程序中有2次挤压过程，增加了立式压滤机单次循环时间，降低了设备作业率，且挤压加剧备件损耗。优化立式压滤机控制程序，去除冗余程序后，将原程序中的一次挤压过程去掉，直接改为: 过滤→水洗→二次挤压→吹干→卸料; 单次循环时间节约了150～180s，设备的工作效率提高。二是延长阀门开关的故障报警时间。因附属阀门随使用周期的延长容易造成开关动作变慢，阀门故障报警频次增加，影响立式压滤机正常作业; 甚至直接造成控制系统故障报警停机，需要岗位操作人员手动复位，每次故障复位自锁时间需要60s，每报一次阀门故障需要在本次循环时间上延长60～120 s。将所有附属阀门开关的故障延时时间由3s延长至6s以上，减少因阀门开关运作变慢造成的故障停机。三是实现高压水资源共享每台立式压滤机配备1 个高压水罐。因立式压滤机体积小，高压水稍有渗漏就会使高压缺水，水位低造成高压水无法达到预定压力，致使压滤机故障停机，处理故障总停机时间为300～480s。因受生产组织和高压水罐所在空间影响，无法给高压水罐增容，将其串联，实现的压滤机高压水共享，类似于给高压水罐增容，降低了立式压滤机自动循环过程中高压水液位低的故障。取消一次挤压降低了隔膜、高压水泵、高压胶管的消耗; 将滤液及洗水阀门改为直接连通后，降低了开关消耗及阀门费用，润滑方式改为固定润滑后，降低了干油泵的消耗。钒酸铵含水量适中，且不会造成钒酸铵颗粒吹出漂浮在空气中，
4.改进效果。立式压滤机内部增加水洗程序取代了反应釜内加水洗涤，降低了吨钒生产周期，产能提高41．6%; 钒酸铵水洗工序由反应釜改为在立式压滤机中进行，节约用水59%，减少了废水处理成本。高压水挤压钒酸铵取代真空抽滤，有效降低钒酸铵水分46%，为后续钒酸铵干燥节约能源。
酸性铵盐沉钒后得到的钒酸铵料浆经立式压滤机压制水洗可连续生产，生产效率高。立式压滤机控制优化的成功应用，有效地提高了设备作业率，使生产更加稳定、便捷，降低了生产成本和职工的劳动强度，取得了良好的经济效益。
参考文献：
［1］王唯一，丁启圣．过滤介质及选用［M］．北京：中国纺织出版社．
［2］丁启圣，王唯一．新型实用过滤技术［M］．北京：冶金工业出版社．
［3］王丽丽，刘国荣．常用过滤材料的分类总结及性能测试［J］．过滤与分离，2015，18（1）．
论文作者:刘晓荣,高松柏
论文发表刊物:《建筑科技》2017年第12期
论文发表时间:2017/12/13
标签：滤饼论文; 过滤机论文; 压滤机论文; 滤布论文; 高压论文; 隔膜论文; 滤液论文; 《建筑科技》2017年第12期论文;