板框厢式隔膜压滤机
项目
现状 BDO 装置炔化催化剂的置换，目前使用圆盘过滤器 （F103）实现废催化剂的分离。在 BDO 装置停车后，炔化 催化剂的活性降低不可逆转，需对炔化催化剂进行大量置 换以满足催化活性要求。使用现有的圆盘过滤器（F103） 工作量大且分离效率低，炔化催化剂置换速度慢，对装置 负荷的影响周期长。每次处理约 1.5 m3 催化剂浆液，时间 为 6 h ～ 8 h。同时，甩出的稀糊状废催化剂中带有 BYD 溶液，危废量大，处理费用高且处理手续难度大。单套装 置，每天过滤器 F103 需运行 3 个周期，员工每班次 需完整地操作一次，每周 6 d，工作量大。每天约排出废催 化剂 8 桶（200 L 铁皮桶），约合 1.6 t。每年（按 300 d 计 算）约使用铁皮桶 300 d×8 个 / d=2400 个，费用高。
BDO 装置如采用高压隔膜压滤机替换原设计的圆盘 过滤器 F103 进行炔化催化剂分离，该设备运行效果较好， 处理量较大且分离效率高。优点如下。
1）回收 BYD 溶液， 节约生产成本。
2）替换 F103，节省滤盘采购费用，减少 盛放废催化剂的铁皮桶的采购费用。
3）排出的催化剂水液 含量少，减少了废铜铋催化剂的产生量，进而减少处理难 度和处理费用，缓解环保压力。
4）大大降低了员工的劳动 强度。
增加压滤机前后流程对比
增加压滤机前，使用圆盘过滤器进行分离，F102 浓缩 循环液进入缓冲槽（V104）中，然后进入圆盘过滤器 F103 中进行过滤。在整个过滤分离期间，如果 F103 的滤盘出现 形变或者催化剂的浓度过稀，都会导致过滤失败，清液无 法采出。并且圆盘过滤器的滤盘是密封在设备内部，一旦出现无法清液采出的情况，圆盘过滤器就被迫停运，必须 将所有滤盘吊出，才能准确找出变形位置，造成的检修工 作量巨大。在正常过滤期间，圆盘过滤器需频繁甩盘，来 保证过滤效果。圆盘过滤器每天分离物料约 5 m3 ，并且在 甩盘之后，过滤后的废催化剂呈糊状，含水量约占 60% 左 右。流程示意如图 1 所示。 增 加 压 滤 机 之 后，F102 浓 缩 循 环 液 进 入 缓 冲 槽 （V104）中，进入压滤机，压滤机共有 29 块滤板，且滤板 之间都有透明采出管线，能够准确判断压滤效果，及时调 整滤布或者催化剂浓度。压滤后的清液回收至系统，每天 分离处理物料可达 20 m3 ，大大提高了工作效率。处理后 的滤饼成块状，含水量约在 10% ～ 15%。同时在现场安 装的过程中，增加了清液回收缓冲罐，缓冲罐出口增设一 组袋式过滤器，采用精度为 1μm 的滤袋对清液再次进行 过滤回收，避免催化剂的细小颗粒进入后系统中。
压滤机的结构和技术参数
压滤机的组成有 5 个部分。
1）机架部分：机架是整套 设备的基础，它主要用于支撑过滤机构，由止推板、压紧 板、机座、油缸体和主梁等连接组成。设备运行时，油缸 体上的活塞杆推动压紧板，将位于压紧板和止推板之间的 隔膜板、滤板及滤布压紧，以保证带有压力的滤浆在滤室 内进行加压过滤。
2）过滤部分：过滤部分是由整齐排列在主梁上的隔膜滤板、厢式滤板和夹在他们之间的滤布组成。 过滤开始时，滤浆在进料泵的推动下，经止推板的进料口 进入各滤室内，滤浆借助进料泵产生的压力进行固液分离， 由于过滤介质（滤布）的作用，使固体留在滤室内形成滤 饼，滤液则由排液阀排出。排液阀后采出管线采用透明胶 管，能够更为直观的观测过滤效果。
3）液压部分 ：液压 部分是主机完成压紧和松开的动力装置，在电气控制系统 的作用下，通过油缸、油泵及液压元件来完成的一系列工 作 ；当系统被压紧时，将各个滤室密封，用于过滤 ；反之， 松开时，用于卸料。
4）卸料部分：卸料机构主要由两台减 速机、传动轴、链轮、链条等部件组成。当压紧板松开后， 支撑座位置的电机启动，通过链轮和链条拉动油缸座、压 紧板，并拉开第一滤板，止推板位置的电机启动，带动隔 板拉开第二部分滤板，通过电控信号传递，使之反转，带 动隔板拉开剩余的滤板，这样一个卸料过程完毕。
5）电气控制部分 ：电气控制是整个系统的控制中心，它主要由电 控柜、断路器、空气开关、接触器、中间继电器、行程开 关以及接近开关等组成，可控制整个压滤循环。
压滤机的工作原理
该高压隔膜压滤机摆脱了传统箱式压滤机仅靠流体静 压力进料挤压脱水的方式，它在入料初期的工作过程和传 统箱式压滤机一样，通过给料泵不断地将物料压入滤室， 挤压室内的物料，料浆通过滤布过滤分离，在过滤期结束 后即停止入料，滤饼的进一步脱水是采用压缩空气充填隔 膜，由隔膜变形产生两维方向的压力，来破坏颗粒间形成 的拱桥，将残留在颗粒空隙间的滤液挤出 ；滤饼中的毛细 水，则通过强气流进行穿流置换排出。因而高压隔膜压滤 机可以最大限度地降低滤饼的水分。 压滤机工作时， 液压站上的柱塞泵给油缸的无杆腔供 油，油缸体上的活塞杆推动压紧板， 将隔膜滤板、厢式滤 板及滤布压紧（当达到压力上限时，柱塞泵停止工作）， 使 相邻滤板之间形成封闭滤室。然后启动入料泵，含有催化 剂的物料由入料泵以 0.8 MPa 的压力通过滤板的中心孔进 入各滤室（止推板的中心孔和压紧板的侧面两端同时进料） 通过入料压力进行固液分离， 利用滤布的透水性， 使催化 剂留在滤室内形成滤饼， 滤液由滤板的排水孔排出。待滤 饼形成后， 再向隔膜滤板内通入除盐水， 进行压榨， 进一 步降低滤饼水分。通过泄压阀排出系统中的压力后，柱塞 泵启动给油缸的有杆腔供油，活塞杆收回油缸，第一组滤 板松开，通过拉板机构依次拉开每组滤板， 实现最终卸料。 至此， 一个压滤循环结束 。
效益分析
降低废催化剂处理成本 原 F103 分离出的废催化剂为稀糊状，现压滤机分离出 的废催化剂为干块状。 单套装置使用 F103，每天分离出废催化剂 8 桶，1 周运 行 6 d，一年（300 d）产生废催化剂 300 d×8 桶 / 天 =2400 桶，2 套装置共计 4800 桶，约合 4800 桶 ×0.2 t/ 桶 =960 t； 使用压滤机，每天分离出废催化剂 8 桶，1 周运行 3 d，一 年（300 d）产生废催化剂 150 d×8 桶 / d=1200 桶，2 套装 置共计 2 400 桶，约合 2400 桶 ×0.2 t/ 桶 =480 t。 原稀糊状的废催化剂处理费用约 600 元 / 吨（该公司 付给处理方），每年处理费用约为 600 元 / t×960 t=57.6 万 元 ；现干块状的催化剂外售费用为 280 元 / t（处理方付给 我公司），每年外售费用为 280 元 / t×480 t=13.44 万元。每 年节省费用为 57.6+13.44=71.04 万元。
降低原料消耗，提高产能
多回收 BYD 溶液（25%）约 480 m3 。每年多回收 BYD 溶液（25% 浓度）约 480 m3 ，约合成品 BDO 溶液 120 t，价 值 96.0 万元。 6.3 减少滤盘采购成本 F103 停用，每年少采购 2 套滤盘，滤盘使用周期为一 年，单套滤盘费用约为 27.0 万元，每年节省采购费用约 54.0 万元。 6.4 降低催化剂空桶消耗成本 由于排出的催化剂水液含量少，减少了废铜铋催化剂 的产生量，使得废催化剂空桶使用数减少 2 400 个，空桶费用为 80 元 / 个，合人民币 1200 个 ×80 元 / 个 =19.2 万元。 以上共计产生直接经济效益约为 71.04 万元 +96.0 万元 +54.0 万元 +19.2 万元 =240.24 万元 / 年。 同时由于压滤机操作方便，分离效率高，操作频次低， 大大降低员工的劳动强度 ；并且压滤机能够迅速判断无法 清液采出的要因，避免了 F103 滤盘重复拆装的问题，降低 了设备检修频次，间接降低了劳动强度和生产负担 。
结语
高压隔膜压滤机在 Reppe 合成 1-4 丁炔二醇过滤系统 的生产使用过程中， 突出体现了其对入料的适应能力强、 处理能力大、过滤速度快、卸料速度快等优点，故在处理 黏度大、粒度细及浓度高的物料领域具有广阔的应用前景。 增加了回收 BYD 溶液的处理能力， 有效减少了废铜铋催化 剂的产生量， 减少了洒落地面造成污染， 进而减少公司危 废的处理难度和处理费用， 满足了生产系统的需要， 经济 效益显著， 取得了预期效果。
