雙隔膜壓濾機在高爐煤氣洗滌污泥脫水中的應用

2022/05/30 分類:技術文獻解決方案 502

概況

南鋼高爐煤氣洗滌水處理系統承擔著煉鐵廠5座高爐煤氣洗滌水的處理任務。系統最終的污泥脫水設備采用的是廂式壓濾機，它是煤氣洗滌水閉路處理系統的關鍵性設備。原使用的兩臺壓濾機是為處理1#~4#高爐煤洗滌水而設計的，是XMZC120型廂式單隔膜壓濾機。

2單隔膜壓濾機的使用狀況

該設備投入使用后，我們發現該壓濾機在結構和工藝上存在著致命的缺陷，生產效率低下，機械、液壓系統故障多，備件消耗量大，不能滿足生產要求，多次咨詢生產廠家有關人員，仍不能解決問題。其主要缺陷如下：

雙隔膜壓濾機在高爐煤氣洗滌污泥脫水中的應用-板框廂式隔膜壓濾機

(1)生產能力嚴重不足：在原設計中四座350m3高爐煤氣洗滌污泥脫水采用兩臺過濾面積為120m2的自動廂式壓濾機，單臺機濾室容積為1.84m3、每個周期生產能力為含水25%以下污泥5.15t，但實際單臺機處理能力僅為2t/周期，遠不能滿足生產需求。

(2)壓濾機出泥效果差：原設計含水率為25%，實際達到36%以上，遠高于設計要求，帶來了運輸和環境污染的問題。

(3)設備故障多：由于壓濾機原設計上的結構復雜、板材選取不適當、系統工作壓力高、壓榨不合理（單隔膜壓榨），液壓系統復雜且泄漏點多，未充分考慮現場工作環境等缺陷，從而造成了設備的磨損大，故障率奇高，經常性發生由于系統工作壓力過大造成增強聚丙稀板崩裂、壓榨膜撕裂、鏈條斷裂的故障，幾年來兩臺壓濾機每年備件費用高達60萬元。

(4)運行費用高：由于壓濾機所要求的進料壓力要在0.40MPa以上，所以配套進料泵功率大、液壓系統的工作壓力高、空壓機工作壓力高，使得正常的生產運行費用較高；

(5)工人的勞動強度大：由于壓濾機進料壓力大，造成壓濾機經常噴料，污染環境；由于壓榨膜經常性的破損，膜、板與布之間常常夾泥，為了正常生產，幾乎每個過濾周期就要沖洗、清理夾泥一次，加上設備故障多，每臺機平均每天故障停機檢修時間為4h，給操作工、檢修工帶來很大的工作量；同時設備到處滲油、潤滑狀況及現場環境極差，給正常的生產管理帶來了極大的影響。

隨著南鋼5#高爐煤氣洗滌水進入，高爐的利用系數的大幅提高，特別是環保方面閉路循環的嚴格要求，整個煤氣洗滌水系統處理量大增，需要進行脫水的泥量大大增加。按原設計能力現有的兩臺壓濾機應能滿足要求，但由于存在以上的問題，污泥脫水成為了制約系統正常生產的咽喉，洗滌循環回水的懸浮物甚至高達700mg/1,發生了洗滌塔噴頭堵塞、冷卻塔填料癱塌、水穩劑藥耗大幅上升等事故。

3雙隔膜壓濾機的改造

3.1項目

經過對生產廠及用戶的多次走訪，我公司決定選擇XMCZ120型廂式雙隔膜自動板框壓濾機對現有設備進行改造，改造的主要項目如下：

（1）兩臺壓濾機徹底更換為青島環保設備廠生產的XMCZ120型廂式雙隔膜自動板框壓濾機（利用現有的基礎進行）；

（2）四臺濃縮泵配套改型為3/2C—HH型渣漿泵（配套電機為30kw）；

（3）管道系統改為耐磨材質的鑄鐵管；

（4）全部閥門更換；

（5）配電系統配套改造。

為了保證設施的正常運行，改造工作與生產同時進行，并經過近一年的試運行。

3.2改進

在該設備的試運行中我們也發現了它的一些不足之處，并在生產廠的配合下進行了改進：

(1)由于采用原設備基礎，改造后的壓濾機為非標（比標準設備長60cm），雖然廠家增加了板的數量，受軸行程的限制濾板壓緊后系統的壓力達不到工作要求，通過我們的分析研究后將液壓缸的軸加長了50cm；

(2)壓濾機壓縮空氣的進氣管廠家使用的是6mm普通鋼管，在使用中我們發現這種鋼管易損壞且不易更換，全部改為不銹鋼管；

(3)濾板的鋼板和橡膠板的聯接法蘭寬度僅有2cm，壓緊力不足，全部改為4cm寬；

(4)濾板的鋼板和橡膠片的聯接螺栓廠家采用的普通螺栓，使用后易銹蝕、不易再拆卸，全部更換為不銹鋼螺栓。

4改造效果

改造實現了改變原壓濾機效率低下、備件消耗費用高、維修量大的缺陷，其主要優點有以下幾個方面：

(1)改造后的壓濾機采用整體鋼板和雙隔膜廂式橡膠片作濾板，省去了單獨的橡膠隔膜，不僅改變了聚丙稀板易碎裂的情況，而且實現了雙隔膜雙面壓榨；

(2)改造后的壓濾機由于濾板間隙達到5cm，進料壓力僅要求0.1~0.2MPa，降低了系統的工作壓力，且布料均勻，使得濾板等設備的磨損小，雙面壓榨又使得橡膠板不易撕裂，大大降低了備件的消耗量；

(3)改造后的壓濾機采用橡膠板，使得系統密封效果好，不易噴料，而且雙隔膜雙面壓榨，每塊板上均有壓榨進氣裝置，壓榨壓力低而且效果好，濾餅含水率達到25%以下；

(4)改造后壓濾機由于導水板分流通暢，濾渣脫水采用雙隔膜擠榨快速脫水，極大地縮短了濾渣的脫水時間，生產效率高且落料容易，不粘濾布，大大提高了工作效率，降低了操作工人的勞動強度；

(5)改造后的壓濾機液壓系統設計更加精巧，一臺油泵代替了傳統的高、低壓兩臺油泵，減少了液壓元件，液壓系統體積縮小了一半，使用了臺灣產的電磁換向閥、日本產的液壓密封圈等可靠性高的液壓元件，基本實現了液壓系統無故障運行；降低了控制拉板器的油馬達的轉換速度，減少了鏈條由于突然反向受力而崩斷的故障；

(6)改造后壓濾機操作程序采用PLC控制，完全實現了操作的自動化，而且在實際運行中可靠性較高，大大降低了工人的勞動強度，為減少作業時間、減少操作工人數提供了保證。改造前后的效益對比（單臺設備）見表1。

項目	原壓濾機	改造后壓濾機
時間	1年	1年
產泥量	8400t	12000t
消耗的濾布	1200條x165元/條=19.8萬元	600條x125元/條=7.5萬元
消耗的壓縮板及壓榨膜	120x(1270+450/2)=17.94萬元	60×2000/3(三年更換一次)=4萬元
拉板器及其它液壓元件消耗	5萬元	1萬元
電費	22.68萬元	15.12萬元
消耗合計(3~6項)	65.54萬元	27.62萬元