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          新型刮刀離心機在雙氰胺生產中的應用

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          新型刮刀離心機在雙氰胺生產中的應用

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           ?。牵蹋谛滦蜔o基礎立式刮刀卸料自動離心機(以下簡稱GLZ離心機)是一種新型、高參數、自動化高度集成的離心機。該離心機是根據國外同行的先進經驗,按照GB/T13756—92《三足式離心機型式與基本參數》、GB/T13755—92《三足式離心機技術條件》標準研制成功的一種新型離心機。GLZ離心機是一種過濾式、刮刀下部卸料、間歇式離心機。它集多項高新技術于一機,如PLC可編程序控制和電腦觸摸屏顯示;變頻驅動、電器制動;射頻導納料位探測,可控制多次自動進料;特殊加料裝置,能實現均勻平穩加料和洗滌;專門設計的彈性阻尼減振裝置,無需澆注基礎;可以多點自動清洗,能實現就地清洗即CIP清洗(cleaning-in-place);容易實現密閉、防爆要求等。該機可以過濾粒度在0 005mm以上,固相質量分數3%~50%的懸浮液,處理能力為0 05~5 00t(濾餅)/h。
            雙氰胺是一種重要的精細化工原料,可用于醫藥、染料、涂料、農藥、玻璃纖維、潤滑劑及阻燃劑等領域。近年來,由于煤炭、電力等電石生產原材料價格的不斷攀升,使得雙氰胺生產成本相應上升,產品利潤逐減,同時,生產過程中產生的大量廢渣難以達到環保排放要求,這兩大問題已危及到該產品的生存,因此,對雙氰胺生產進行工藝技術改造和設備更新已迫在眉捷。雙氰胺生產工藝技術改造是一個系統工程,改造的重點和難點是石灰氮渣[簡稱黑渣,Ca(OH)2]、脫鈣渣(簡稱白渣,CaCO3)的過濾問題。傳統生產一般采用砂層真空過濾,不僅過濾效果差、效率低、勞動強度大,而且無法實現連續生產和自動化控制。因此雙氰胺生產工藝技術改造中的一個關鍵就是解決過濾問題。為了更好的比較各過濾設備優缺點,我們作了一些調研,并用脫鈣渣進行了一些試驗。
             通過技術對比可以看到,真空抽濾設備因為過濾動力小,過濾效果很不理想,并且必須附加一整套繁雜的真空設備系統,維護操作都不方便。而GLZ離心機則克服了上述缺點,提高了過濾的效果和效率。為了得到具體的數據和效果,筆者在福建某石化廠,利用GLZ1250-N離心機對脫鈣渣進行了現場試驗。該石化廠雙氰胺自1967年第一套裝置建成投產以來,經過30多年不斷挖潛改造、擴產,目前已形成4000t/a的生產規模。
            1 試驗方案的實施
            1.1 工作原理
           ?。牵蹋?250-N離心機的技術參數如下:轉鼓直徑為1250mm,轉鼓高度為630mm,轉鼓轉速為1000r/min,分離因數700,工作容積390L,裝料限量490kg,電機功率22kW,外形尺寸為2200mm×1700mm×2550mm,整機重量4500kg。
            整個工作可分為5個過程:①電機通過傳動系統帶動轉鼓繞主軸軸心回轉,形成離心力場,達到進料速度,稱為啟動過程;②被分離的懸浮液從頂部特殊的布料系統均勻進入,形成錐形面到達轉鼓,在離心力的作用下,甩向轉鼓壁,稱為加料過程;③液相經轉鼓壁上的濾網與鼓壁濾孔在更高速度下被拋向機殼空間,匯集在底盤內,經排液管排出,而固相存留在濾布的內側,稱為脫水過程;④如果物料需要洗滌,則洗滌水通過洗滌管加入洗滌,稱為洗滌過程;⑤脫水完成后,轉鼓降至低速運轉,然后接通壓縮空氣,在氣缸活塞作用下刮刀先旋轉進刀,然后自上而下運動逐層把濾餅刮下來,經轉鼓的下部出料口卸出,這為卸料過程。卸料完成后,刮刀復位,轉鼓升至加料轉速,進行下一次循環。
            1 2 試驗情況
            (1)進料過程
            進料量的大小決定著離心機一個生產周期的長短。進料量小,過濾速度大于進料速度,不僅使操作周期增長,而且易造成濾餅含濕率降低,濾餅越來越硬,影響后面過濾速度,增加卸料難度;進料量過大,進料速度大于過濾速度,料液來不及過濾,造成轉鼓內料液過多,使料液分布不勻,引發機器振動,危害機器零部件使用壽命,帶來安全隱患;還會造成布料器滿料、濾餅含濕率大,增加后道工序負擔等負面影響。經過反復試驗對比,我們發現當主電機電流不大于23A時,進料速度和過濾速度基本達到平衡。測得在此條件下,進料時間約為40min。因此,在進料時,我們可以將主電機電流控制在21~23A作為操作重要工藝指標。
            (2)預甩干、一洗甩干、脫水過程
            從理論上講,預甩干、一洗甩干、脫水3個工序的時間越長,濾餅中的含濕量會越低,對濾餅洗滌也越徹底。但甩干時間太長,形成的濾餅變得非常堅硬,刮刀卸料就非常困難。經過幾十次測定發現:當甩干時間達到3~5min時,濾餅中的水質量分數均低于30%。如果再想降低含水量,則甩干時間會成倍增長。如要使含水質量分數達到20%以下,需要10min以上的甩干時間。而且當濾餅含水質量分數低于20%時,濾餅變得十分堅硬,刮刀卸料困難,卸料故障率較高。綜合考慮,筆者確定了預甩干時間為3~5min,一洗甩干時間為1~2min,脫水時間為3~5min。
            (3)洗滌過程
            通過試驗,GLZ1250-N離心機的一次可處理360kg含水質量分數為25%左右的脫鈣渣,所以一個操作周期洗滌熱水應為80kg。經試驗知洗滌時間約為2min,洗滌效果佳。洗滌效果數據見表2。
            (4)卸料過程
            卸料時間也是影響生產周期的重要因素。GL1250-N離心機采用汽缸控制刮刀進行刮料。由于最后形成的濾餅厚度可達15~20cm以上,濾餅又比較硬,所以必須協調好刮刀的每次刮料厚度以及刮料速度,否則會使卸料過程不順利,經常出現故障。通過試驗,筆者設置了2個刮料過程。第一次刮去大部分濾餅,第二次則利用刮刀清除轉鼓內的殘料。還通過調整卸料時轉鼓轉速,多次調整控制程序,最后卸料時間控制在10min以內,達到了較理想的效果。
            2 試驗結果
            根據試驗中各工序的測定,GLZ1250-N離心機各工序的操作時間見表3。
            通過試驗可以看出,利用GLZ離心機處理脫鈣渣,濾餅含濕率低,洗滌效果好,自動化程度高,操作維護方便,可以代替原來使用的砂層真空過濾。
            離心機在三工段抽入使用3個多月來,筆者對渣含水量及洗滌效果進行跟蹤,渣水分質量分數均達到25%以下,洗滌后渣中氰胺含量均在0 25%以下,達到和超過試驗效果。
            (1)渣中氰胺濃度降低后,生產每噸雙氰胺產生含濕量為45%脫鈣渣3t,改造后含濕質量分數降至25%,雙氰胺質量分數為1 08%,氰胺轉化率為90%,以年產雙氰胺2500t計,每年可回收雙氰胺為14 58t,脫鈣渣經第2次洗滌后,氰胺質量分數從1 08%降至0 28%,氰胺轉化率為90%,可回收雙氰胺54t/a,2項合計68 58t,以雙氰胺價格9500元/t,年創效益65 151萬元。
            (2)脫鈣渣可售給水泥廠生產水泥用。該項效益:每噸含濕質量分數為25%脫鈣渣的市場價格為20元/t。該項年效益15萬元,若經過烘干加工制成輕碳酸鈣則效益更好。
            (3)節省細砂費用。生產每噸雙氰胺,通過真空砂層抽濾需要消耗細砂約1t,細砂市場價為30元/t。該項創價值7 5萬元。
            (4)節省真空設備以及其他人力等費用4萬元。4項合計為91 651萬元,其經濟效益明顯。
            雙氰胺脫鈣渣過濾技術的成功應用,不僅使雙氰胺的消耗進一步下降,廢渣達到環保排入標準,并得到了綜合利用,實現了社會環保和企業經濟效益的雙贏,為雙氰胺生產的可持續發展奠定了基礎。

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