Chemical Cleaning of Plate and Frame Filter Presses in Sugar Mills

國內甜菜糖廠目前通用的生產工藝流程為雙碳酸法。整個工藝過程分為6段：

(1)甜菜預處理

(2)糖 分提取(滲出)

(3)糖汁清凈

(4)蒸發(fā)

(5)煮糖

(6)分離干燥及包裝”

在清凈段的沉淀物分離過程 中，使用到板框filter press。由于制糖工藝及操作工序的 原因，當設備使用一段時間后就會在板框壓濾機的濾 板上形成較嚴重的糖垢，直接影響到板框壓濾機的正 常工作。當糖垢積至板框壓濾機不能正常工作時，需 對板框壓濾機進行除垢。通常采用人工清理，清理效 果不太理想，且勞動強度也大。

曾有一家清洗公司對包頭糖廠的板框壓濾機進行了化學清洗，其方法是噴 淋酸洗：在設備底部放置臨時接收盤回收清洗劑，并 用泵循環(huán)噴淋，清洗效果很差，而且操作環(huán)境也非常 惡劣。 由于板框壓濾機構造的特殊性，一直沒有合理的 化學清洗方法。針對這一難題筆者經過仔細琢磨和反 復實驗，制定出一套合理且可行的化學清洗方案，得到了廠家的認同，并在包頭糖廠實施成功。

板框壓濾機構造機原理

1．1構造板框壓濾機主要由濾框、濾板、濾布和壓緊裝置 等組成。

1．2工作原理 壓濾機系加壓間歇操作的設備。其工作原理是： 用液壓壓緊裝置或手動壓緊裝置，通過活動壓濾板將 濾板和濾框及濾布壓緊，然后將懸浮料液送入板框的 進料通道，進入濾框，懸浮液在一定的過濾壓力下，液 相通過濾餅層及濾布排出機外，固相被截留在過濾介 質表面上，即在濾框內形成濾餅，從而完成固體顆粒 與液體的分離。

清洗方案制度

2．1垢成分、溶垢實驗及清洗劑的配制

通過溶垢實驗發(fā)現(xiàn)，板框上的糖垢較蒸發(fā)罐內管壁 上的糖垢易溶解，這可能是：—方面在板框匕結垢溫度 較低，另一方面糖汁清凈工序過程中沉淀物中的caC03 含量較高。該糖垢為褐色，質地堅硬，經分析其成分以 嘲為主，約占6l％，另外含有約lo％的ca2S04、ll％ 的caC。04、7％的№03和約u％的有機雜質等。

在20℃條件下，將該糖垢放入盛有7％Hcl的燒 杯內，經過10 h后，測得溶垢率為70％；通過對比實 驗發(fā)現(xiàn)，用7％Hcl+o．05％OP—lo”1配制的清洗劑可使 溶垢時間縮短，溶垢率提高，少量不溶解物也變成散 狀或軟狀，易被清洗劑循環(huán)沖刷掉。在做溶垢實驗的 過程中，發(fā)現(xiàn)泡沫較大，這表明糖垢中含有少量皂素 之類的有機物。最后確定清洗劑的配方為：6％Hcl+ o．4％(cH。)。N。(烏洛托品)+o．05％OP—lo(滲透劑) +消泡劑(用量根據(jù)實際情況定)。

2．2臨時清洗系統(tǒng)的連接

鑒于人工清理和噴淋酸洗都收不到滿意的清洗效 果，通過實驗筆者認為：在考慮到清洗成本的同時，若 沒有高壓水射流清洗機，只有采用強制循環(huán)的化學清 洗方法，才能對板框壓濾機清洗收到理想的效果。 ‘ 在板框壓濾機正常工作時，濾布不僅起著過濾作 用，同時起著板框與板框之間的密封作用(密封墊)。 在化學清洗過程中若不取掉濾布，會影響到清洗劑與 垢物直接接觸和清洗劑對垢物循環(huán)沖刷的作用。也就 是說采用強制循環(huán)酸洗時，能否解決板框與板框間的 密封，是清洗成功與否的關鍵。 木制水桶在完全浸濕后再盛水，水桶是不會漏水 的。這一生活經驗說明，采用木質密封框可以實現(xiàn)板 框與板框之間的密封，并可以使板框壓濾機形成一個 密閉的腔體，從而實現(xiàn)強制循環(huán)清洗的目的。通過模 擬實驗證實這種方法是可行的。為了便于加工和密封 效果更好，同時考慮到成本，木匠師傅建議用椴楊木 制造密封框，其尺寸與板框外沿相吻合。將木制密封 框裝入板框壓濾機，連接好清洗系統(tǒng)。

2．3清洗工藝 連接好清洗系統(tǒng)

啟動Plate and frame filter press液壓裝置，將 板框與椴楊木木框壓緊，之后向系統(tǒng)注水，啟動清洗 泵進行循環(huán)并試漏。當椴楊木木墊全部浸濕后系統(tǒng)不 再泄漏時，排掉清水，注入清洗劑進行循環(huán)酸洗。酸 洗結束后進行水沖洗。最后進行鈍化。 步驟為：試漏(水沖洗)j酸洗(常溫)一置換(清 水沖洗)j鈍化(90～95℃)j廢液處理及排放。

2．4注意事項

1)消泡：垢中含有皂素等有機物，在酸洗過程 中產生大量泡沫并導致溢流，因而在酸洗過程中需消 泡。消泡劑為食用植物油，使用量250～500 g。

2)排氣：由于板框壓濾機構造的特性，在酸洗 過程中產生的cO。氣體聚在兩塊板框腔室的上部，形 成氣阻，阻礙循環(huán)清洗。因而必須在每隔三塊木質密 封框的頂部開直徑為5 mm的排氣孔，不排氣時用木 塞堵住排氣孔。最后一塊木質密封框厚度較其他木框 要厚一些，并在其頂部裝有高位排氣孔。

清洗方案實施

3．1臨時清洗系統(tǒng)連接及試漏 將清洗泵、酸槽及臨時管道連接好。將椴木墊與 板框裝好，啟動板框壓濾機液壓裝置，將板框與椴木 墊壓緊并注水。啟動清洗泵進行試漏，剛開始時泄漏 較嚴重，待過了一段時間后椴木墊完全被浸濕并膨脹 后，泄漏就不像剛開始那么嚴重。啟動液壓機將木墊 與板框再壓緊一下，泄漏停止，水排掉，試漏完畢。

3．2酸洗 在酸洗槽中將清洗液配制好，用清洗泵將清洗液 注入板框壓濾機進行清洗。剛開始由于糖垢中的特殊 成分(皂素)致使清洗劑產生大量泡沫，阻礙正常清 洗。加入250 g植物油進行消泡，幾分鐘就見效，而 且效果非常明顯。泡沫消除之后接著又出現(xiàn)了“氣阻” 叵】函墨圈 現(xiàn)象。反應產生大量co。氣體，集聚在板框上部使壓 濾機腔體產生“氣阻”，使清洗液不能繼續(xù)進入腔體進 行循環(huán)。將排氣孔逐一打開，將反應產生的氣體排掉， 循環(huán)恢復正常。在清洗過程中，每隔30 min進行一次 排氣和濃度測定。當6 h后測得清洗液濃度不再下降， 停止酸洗，將廢液排入廢液槽，酸洗結束。

3．3鈍化 酸洗結束后，用自來水沖洗系統(tǒng)到pH≥5。將配 好的o．2％NaOH和o．3％Na3P04混合溶液，加熱到(90～ 95℃)，注入清洗系統(tǒng)中鈍化6 h。然后將鈍化廢液收 入廢液槽與酸洗廢液進行中和，最后將處理好的廢液 排掉。

說明

1)排氣時將木塞拔開，待氣體排完立即將木塞 塞嚴。高位(末端)排氣孔需常開，高位排氣孔的溢 流液需用軟管導入集液桶。

2)剛開始酸洗時，產生的大量CO。氣體使壓濾 機腔體形成正壓，導致清洗系統(tǒng)稍微有點泄漏。此時 不需要再啟動液壓裝置壓緊板框，待化學清洗反應產 生的熱量使系統(tǒng)發(fā)生膨脹后，泄漏就會停止。

驗收

清洗結束后拆開系統(tǒng)進行驗收：除垢率大于 95％，掛片腐蝕率為o．972 g／(m‘．h)，清洗合格。 不僅糖廠，只要是使用板框壓濾機的廠家，在沒 有高壓水射流清洗機的條件下，都可以借鑒該方法對 板框壓濾機進行清洗。