板框厢式隔膜压滤机
赤泥压滤工序干法生产线分别于2020年7月投产，单台压滤机的实际产能只有50.36t/h，一直未达到设计55t/h的产能；压滤机产能未达标，导致设备运行台数增多，备件、辅材，能耗消耗升高，运行成本增加；赤泥压滤机运行不稳定，产能低，制约赤泥堆场干法堆存进度，使得压滤机的产能问题成为了生产过程中急需攻克的瓶颈。1.工艺流程介绍赤泥浆液处理工序送来的赤泥浆进入赤泥储槽，通过喂料泵将赤泥浆送入压滤机。利用喂料泵的压力，赤泥浆在压滤机内进行脱水后，脱除的水（滤液）自流到滤液槽，滤液用泵送回位于蒸发槽罐区的热水槽，采用新蒸汽加热至95°C后作为赤泥洗水供赤泥洗涤用。压滤脱水过程完成后，滤板自动打开，压干的赤泥经胶带输送机卸入赤泥堆场进行干法堆存，工艺流程图见图1。
2.影响压滤机产能的因素分析压滤机产能高低主要由压滤机循环效率、滤饼厚度、滤饼含水率三个方面决定。循环效率：压滤机为间歇作业设备，完成一次卸饼即完成一次循环，每小时能完成的卸饼次数就是循环效率。产能=（单次循环滤饼重量×循环效率）–（单次循环滤饼重量×循环效率×含水率）。通过表1对比可以看出，只要解决循环效率低和滤饼厚度薄的问题就可以提高压滤机产能。为了找出压滤机产能低的原因，对可能导致压滤机产能不达标的因素进行了分析。
(1)滤布质量差压滤机无纺布质量要求：透气量2.5m 3 /m2·min，滤布重量750g/m2，断裂强度–径向320kN/m，纬向90kN/m，滤布表面光滑。分别检测了1#、2#两个批次滤布，可以看出所有指标均达标，不是影响产能的主要因素。(2)压缩风压力低《压滤机操作手册》中要求：压滤机压榨风压力不低于0.8MPa，反吹风压力不低于0.6MPa。通过现场确认压榨空压机和反吹风空压机输出压力都满足压滤机的生产要求：压榨空压机输出压力为0.97MPa，反吹空压机输出压力为0.75MPa，不是影响产能的主要因素。
(3)进料压力设定低现场选择一台压滤机，测试不同设定的进料压力下所产出滤饼的厚度变化关系，从图2对比表折线图可以看出，不同的进料压力，产出的滤饼厚度不同，进料压力与滤饼厚度成正比例关系，是影响产能的主要因素。
(4)循环效率低《压滤机操作手册》中规定：压滤机循环效率≥2.5次/小时。现场随机选择6台压滤机测试从进料–卸饼–进料过程需要的时间，从表3可以看出，压滤机循环效率2.22次/小时，达不到设计产能，是影响产能的主要因素。
(5)进料固含低进料固含低，单台次压滤机处理末次底流量增大，但处理泥量不变的情况下增加了单台次压滤机的运行时间，需合理控制进料固含，《压滤机操作手册》中规定：压滤机进料固含必须控制在＞500g/L，根据调查发现2020年7月—12月压滤机平均进料固含只有452g/L，没有达到要求，是影响产能的主要因素。
(6)絮凝剂添加的影响赤泥量增大后，赤泥在沉降槽中停留时间变短，赤泥自由沉降、压缩的能力下降，系统需要过量添加絮凝剂，才能保证赤泥沉降、压缩性能，过量的絮凝剂致使赤泥的黏性增大，压滤机的卸饼速度降低，影响运行效率，是影响产能的主要因素。
3.提高压滤机产能的措施
(1)确定最合理的进料压力摸索出进料压力与滤饼厚度、滤饼含水率的关系，确定最佳进料压力进行工业试验，找出不同进料压力下滤饼厚度、滤饼含水率的关系最终确定最合理的设定压力。在0.3～0.6MPa之间设定不同的进料压力，测试滤饼厚度和含水率（每种压力测试3个数据，取平均值），通过试验找出进料压力与滤饼厚度、含水率的关系，在保证滤饼含水率≤25%的条件下，达到滤饼厚度最厚。从表4可以看出：随着设定的压力提高，滤饼厚度逐渐变厚，但压力提到0.52bar后，滤饼厚度增厚不明显；随着设定的压力提高滤饼含水率呈上升趋势，但幅度较小，压力达到0.57bar后，滤饼含水率超过25.0%；综合考虑，压力设定在0.52～0.56bar之间既能保证滤饼含水率，又能获得理想的滤饼厚度。
(2)提高压滤机的循环效率压滤机采用PLC进行控制，根据厂家提供的压滤机相关资料，对压滤机运行程序的每一个步骤所需时间的分析论证，要提高压滤机的循环效率，就必须缩短一些步骤的时间，通过实际检验，最终确定了可以调整时间的步骤有进料延时、压榨时间、反吹滤饼，并制订实施调整的方案。进料延时的目的是为了保证滤室充满料浆，形成厚的滤饼，如果缩短进料延时，滤饼厚度不受影响，就可以缩短时间，通过测试，压滤机进料延时设定在240～160s之间，滤饼厚度变化很小，可以忽略，但降低到160s以后滤饼厚度降幅很大，证明进料延时160s就能保证压滤机滤室充满料浆，获得很好的滤饼厚度，160s以后的时间是无用时间，可以去除。压榨时间长短决定滤饼含水率高低，现场测试不同压榨时间下，滤饼含水率，剔除多余时间，选择最佳的压榨时间。通过现场观察，发现压榨开始大量水从滤液管排出，120s以后水量逐步减少，160s以后几乎没有水压榨出来，根据这一现象，选取160～240s时间段，每10s测滤饼含水率，每个时间点测3次，取平均值。测试数据表明压榨180s后，滤饼含水率基本没有变化，压榨时间设定在180s就能满足滤饼含水率要求。反吹滤饼，反吹时间长短决定能否在滤饼经过压榨后进一步降低含水率，现场测试不同反吹时间下，滤饼含水率的变化，剔除多余时间，选择最佳的反吹时间。根据缩短压榨时间的实施经验，进行现场观察，同样发现反吹前期吹出的水量较多，后期几乎没有，根据这一规律，选取10～100s时间段，每10s测滤饼含水率，每个时间点测3次，取平均值。测试结果证明反吹60s后，滤饼含水率基本没有变化，反吹风时间设定在60s就能满足滤饼含水率要求。根据压滤机程序时间调整方案，对压滤机的运行程序和时间进行优化调：压滤机进料延时按160s设定，压榨时间按180s设定，反吹风时间按60s设定。调整后测试10台压滤机每次循环的时间，计算循环效率，从表5可以看出，10台压滤机的循环效率全部达到2.5次/小时。
(3)提高进料固含原则上压滤机进料固含控制的越高越好，这会使附液量减少，进料时间减少，压滤机运行一个周期的时间也会减少，压滤机产能会提高，耗电量也会较少。但是进料固含过高会使赤泥极易沾在滤布上，导致滤布卸饼效果变差，滤布过滤效果也会变差，滤饼含水率有所增加，滤布之间很易夹泥而导致滤板刺料，增加压滤机的故障率。通过不断摸索，发现压滤机的进料固含控制在500～550g/L之间，压滤机运行效率较高，故障率较低，滤布卸饼效果较好。为了保存压滤机进料固含的稳定，需抓好洗涤沉降槽的操作：一是各底流泵按照周期倒泵、检修，确保设备稳定运行；二是通过在线仪表、密度仪，稳定控制外排固含，按照500～550g/L，确保外排隔膜泵出口压力大于9MPa。
(4)精准控制絮凝剂添加氧化铝生产中需要用到絮凝剂来加速沉降，絮凝剂添加后，会增加系统中高分子有机物含量，为了加强氧化铝的生产效率，在赤泥洗涤工作中添加絮凝剂超出一定范围后，板框压滤机滤布卸饼的效果会逐渐降低，此时赤泥滤饼也会在滤布上，所以不难看出絮凝剂对于滤布具有一定影响作用，会导致滤饼自身水分的增加，因此在絮凝剂应用过程中需要控制絮凝剂的用量，絮凝剂用量控制也需保证灵活控制需要，结合滤布的型号和使用经验选择絮凝剂的用量，将其控制在标准比范围内，才可保障的有效运行，最终提高氧化铝的产能。
4.结论通 过 把 压 滤 机 进 料 压 力 设 定 值 调 整 为 0 . 5 2 ～0.56MPa，压滤机进料延时设定为160s，压榨时间调整为180s，反吹时间调整为60s；提高进料固含控制在500～550g/L之间；精准控制沉降絮凝剂的添加等改进措施，2021年1—3月份压滤机的产能均提升至56.7t/h，较之前提高了12.6%，压滤机运转率为73%，2020年压滤机运转率均为85%，运转率的降低使压滤机有了富余产能，压滤岗位在满足生 产情况下比原来少开1台压滤机，运行设备减少，节约了备件、材料消耗，降低了能耗，取得了38万元/年的经济效益。
作者：蓝剑锋 农建军 唐弟快 覃伟祥
