擠壓法重質(zhì)純堿生產(chǎn)系統(tǒng)改造

韓慶龍，張光明

(唐山三友化工股份有限公司，河北唐山 063305)

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擠壓法重質(zhì)純堿生產(chǎn)系統(tǒng)改造

韓慶龍，張光明

(唐山三友化工股份有限公司，河北唐山 063305)

對現(xiàn)有擠壓法生產(chǎn)重質(zhì)純堿工藝流程進(jìn)行查定分析，查找制約擠壓系統(tǒng)產(chǎn)量因素，提出對篩分系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，達(dá)到優(yōu)化工藝流程，提高擠壓系統(tǒng)生產(chǎn)能力的目的。

擠壓法；重質(zhì)純堿；破碎；篩分

1 擠壓法生產(chǎn)重質(zhì)純堿原理

擠壓法生產(chǎn)重質(zhì)純堿是一種以機(jī)械作用改變物料物理性能的方法。它是以涼堿后70～110 ℃的輕質(zhì)純堿為原料，在輥式擠壓機(jī)中于15～25 MPa的壓力下排出輕灰內(nèi)的空氣，將堿粉增密壓成均勻的薄片，然后經(jīng)破碎篩分處理，將大顆粒和細(xì)粉返回擠壓機(jī)重新擠壓，并將粒度在0.1～1.18 mm的物料作為重質(zhì)純堿送包裝工序，其堆積密度>0.9 t/m3。

2 工藝流程及現(xiàn)狀

擠壓工序是將輕質(zhì)純堿經(jīng)過擠壓機(jī)擠壓增密，形成壓餅，壓餅經(jīng)多級破碎后，成為粗細(xì)不均的塊狀重質(zhì)純堿，得到半成品。半成品分配給能夠控制半成品輸送量的四條計量皮帶機(jī)，多余的物料返回半成品刮板或擠壓機(jī)料斗。計量皮帶上的半成品均勻進(jìn)入一級輥式破碎機(jī)進(jìn)行破碎后，落至下方的雙層電磁振動篩進(jìn)行篩分，篩分后中間部分物料作為成品取走，送入1#成品皮帶機(jī)，篩下細(xì)粉經(jīng)過細(xì)粉螺旋返回料倉。篩上粗料經(jīng)螺旋輸送機(jī)、計量皮帶進(jìn)入二級輥式破碎機(jī)、振動篩進(jìn)行二級篩分處理。經(jīng)過二級篩分后得到的成品重灰進(jìn)入2#成品皮帶，與皮帶的合格重灰一起經(jīng)重灰刮板機(jī)送至成品車間進(jìn)行包裝。篩下細(xì)粉及篩上粗料進(jìn)入擠壓機(jī)料斗進(jìn)行再次擠壓。但是，由于設(shè)備運行時間長，設(shè)備老化，工藝流程復(fù)雜，現(xiàn)有的破碎篩分系統(tǒng)處理能力遠(yuǎn)小于原設(shè)計能力，且由于進(jìn)口設(shè)備的維修維護(hù)成本較高，為提高生產(chǎn)能力，對破碎篩分系統(tǒng)進(jìn)行國產(chǎn)化優(yōu)化改造迫在眉睫，從而縮短工藝流程，簡化操作，并且進(jìn)一步的提高破碎篩分系統(tǒng)的處理能力。

3 制約擠壓系統(tǒng)產(chǎn)量原因分析

對擠壓工序破碎及篩分系統(tǒng)取樣分析，實際數(shù)據(jù)如表1。

在現(xiàn)擠壓機(jī)生產(chǎn)能力的情況下(班產(chǎn)90 t左右)，分析上表可看出：1#、4#一級破碎效果不太理想，大顆粒物料較多，相應(yīng)1#、4#振動篩成品負(fù)荷小，試驗數(shù)據(jù)不能證明其篩分能力。在提高擠壓機(jī)進(jìn)料量時(班產(chǎn)110 t左右)，1#、4#振動篩負(fù)荷增大，現(xiàn)場觀察1#、4#篩振動篩分效果差，現(xiàn)生產(chǎn)中，1#、4#振動篩進(jìn)料量分別約為6～7 t/h。3#破碎機(jī)破碎效果尚可，振動篩振動頭全部為進(jìn)口振動頭，篩分效果也較好，振動篩進(jìn)料量約為8 t/h。

5#破碎機(jī)破碎效果好，成品含量高，其篩分效果不理想，粗料含50%以上成品進(jìn)入系統(tǒng)重新循環(huán)，影響產(chǎn)品產(chǎn)量，5#振動篩收集處理的為1#篩上經(jīng)5#破碎后的顆粒，處理量約為4 t/h。6#破碎機(jī)破碎效果差于5#破碎機(jī)，破碎后大顆粒多，使得6#振動篩篩上物料偏多，導(dǎo)致產(chǎn)量低。6#振動篩收集處理的為3#、4#篩上經(jīng)6#破碎后的顆粒，處理量約為6 t/h。

分析結(jié)論：

1)輥間距不可調(diào)導(dǎo)致破碎效果不理想造成1.18 mm篩上大粒多，系統(tǒng)循環(huán)量大，導(dǎo)致生產(chǎn)產(chǎn)量偏低。

2)振動篩篩分效果受篩網(wǎng)松緊度、振動頭振動及振動臂傳振效果、篩網(wǎng)通透性等影響，處理能力不足。

表1 擠壓工序破碎及篩分系統(tǒng)取樣分析

4 滾筒轉(zhuǎn)篩試驗

4.1 試驗?zāi)康?/p>

1)通過模擬試驗，測試滾筒篩處理擠壓法重灰的篩分效果。

2)測定適當(dāng)?shù)木€速度范圍。

3)為下一步的轉(zhuǎn)篩設(shè)計與制造提供依據(jù)。

4.2 試驗用品

1)擠壓法5#、6#破碎機(jī)出料物料約2.0 t。

2)試驗?zāi)M滾筒篩一臺，篩網(wǎng)選擇0.18 mm孔徑，篩分能力約1 t/h，轉(zhuǎn)篩電機(jī)配備變頻調(diào)節(jié)器。

3)粒度分析篩、松比重分析儀器等。

4.3 試驗過程及現(xiàn)象描述

1)在試驗前，觀察確認(rèn)篩網(wǎng)狀態(tài)良好，無堵塞、孔洞。

2)關(guān)閉進(jìn)料料斗下插板。

3)開啟試驗轉(zhuǎn)篩，確認(rèn)轉(zhuǎn)篩及進(jìn)料轉(zhuǎn)向正確。

4)向小料倉內(nèi)加堿，并逐漸用進(jìn)料插板調(diào)整轉(zhuǎn)篩進(jìn)料量，避免物料從進(jìn)料端直接串入篩下細(xì)料。

5)每隔半小時取篩上粗料及篩下細(xì)料留樣，以備進(jìn)行篩分效果分析；同時觀察物料通過篩網(wǎng)的狀況，細(xì)料篩出量由進(jìn)料端至出料端逐漸減少。

6)每隔一小時停止加料，停止轉(zhuǎn)篩運行，觀察篩網(wǎng)情況，拍照記錄。

7)按照上述試驗過程首先將2 t物料進(jìn)行第一遍篩分，篩分結(jié)束后，分別對粗料、細(xì)料稱重，篩下細(xì)料約230 kg(0.18 mm篩下，約占10%)。

8)將細(xì)料與篩上粗料按照1:1的比例進(jìn)行混合后，繼續(xù)按照上述試驗過程進(jìn)行試驗，試驗過程中觀察篩分效果仍然較好，篩網(wǎng)網(wǎng)孔幾乎沒有堵塞，停篩觀察篩網(wǎng)也沒有堵塞。

9)調(diào)整轉(zhuǎn)篩變頻，提高或降低轉(zhuǎn)篩篩網(wǎng)運行線速度，根據(jù)篩下細(xì)料出料情況看，線速度過高或者過低后，篩分效果均會變差。

4.4 試驗數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)分析

1)試驗數(shù)據(jù)

根據(jù)上述試驗過程取樣，使用頂擊式標(biāo)準(zhǔn)振動篩進(jìn)行樣品分析，得出結(jié)果如表2。

2)試驗結(jié)果分析

5#、6#破碎機(jī)下所取的原料樣品經(jīng)過試驗轉(zhuǎn)篩篩分后，對篩上物料進(jìn)行分析，其中0.18 mm篩上平均含量約為98.88%，0.18 mm篩下物約為1.12%，0.1 mm篩下物約為0.56%，與進(jìn)料樣品相比，篩分效果良好；原料進(jìn)行篩分后，0.1 mm以下物料含量約為0.56%，能夠達(dá)到擠壓法產(chǎn)品粒度標(biāo)準(zhǔn)0.1 mm篩下小于5%的要求；將第一遍篩分后的篩上、篩下物料按照1:1進(jìn)行混合，所得混合物料經(jīng)過試驗篩進(jìn)行篩分，對篩上物料進(jìn)行分析，其中0.18 mm篩上平均含量約為99.03%，0.18 mm篩下物約為0.97%，0.1 mm篩下物約為0.43%，與進(jìn)料相比，篩分效果較好；試驗滾筒篩進(jìn)料中0.18 mm篩下細(xì)料組分增大至50%后，對篩分效果幾乎沒有影響，現(xiàn)場觀察篩網(wǎng)時，沒有堵網(wǎng)眼的現(xiàn)象；滾筒篩篩分后，不影響擠壓法重灰的粒度與松比重。

表2 5#、6#破碎樣品經(jīng)試驗篩后對篩上物料分析數(shù)據(jù)

表3 將篩下料及篩上物料按1∶1混合篩分后對篩上物料分析數(shù)據(jù)

4.5 試驗結(jié)論

通過對5#、6#破碎后物料進(jìn)行滾筒篩篩分試驗過程以及篩分試驗的數(shù)據(jù)分析，可以得出如下結(jié)論：

1)可以利用滾筒篩對擠壓法破碎后物料進(jìn)行篩除細(xì)料的篩分，且篩分后不會影響擠壓產(chǎn)品質(zhì)量；試驗用六棱滾筒篩各個篩網(wǎng)面外形為梯形面，表面積為(0.2+0.25)×0.94×0.5×6=1.269 m2，處理能力約為1 t/h，若按比例放大后，可以選用20 t/h的滾筒篩進(jìn)行布置，篩分處理能力提高后可以減少循環(huán)量，提高成品產(chǎn)量10～15 t/班。

2)因細(xì)料篩分時選用篩分為0.18 mm的孔徑，篩網(wǎng)強(qiáng)度較低，故需要設(shè)計進(jìn)料絞龍，進(jìn)行進(jìn)料輸送并分布，以減緩直接進(jìn)料對篩網(wǎng)的沖擊，導(dǎo)致篩網(wǎng)變形或破損。

3)篩網(wǎng)設(shè)計制造時需要設(shè)計便于拆裝的模式，以便篩網(wǎng)更換及長周期停車時篩網(wǎng)的清潔。

4)進(jìn)料絞龍與轉(zhuǎn)篩軸設(shè)計為兩段，便于調(diào)整絞龍的進(jìn)料量，同時便于絞龍的檢修、更換。

5 改造方案

1)將1#～4#振動篩拆除，用兩臺國產(chǎn)滾筒篩替代；將5#、6#振動篩拆除，用一臺國產(chǎn)滾筒篩替代。

2)用兩套刮板機(jī)將1#～4#破碎后物料分別送至兩臺滾筒篩，進(jìn)行粗料篩分。

3)粗料篩分后，篩上粗料經(jīng)原5#、6#破碎后由刮板機(jī)經(jīng)溜管送至一樓半成品刮板。

4)將六樓滾筒篩篩下半成品送往五樓滾筒篩篩除0.18 mm篩下物，細(xì)粉經(jīng)溜管分別送至大料倉、小料倉；篩上成品經(jīng)四層新增成品刮板送往成品包裝。

改造完成后，系統(tǒng)增加兩套刮板機(jī)、三臺滾筒篩，減少六臺振動篩，系統(tǒng)電耗變化較小，更換轉(zhuǎn)篩后，系統(tǒng)篩分處理能力提高可以減少循環(huán)量，提高成品產(chǎn)量10～15 t/班。

TQ114.16

B

1005-8370(2016)02-34-03

2015-06-24

韓慶龍，河北工業(yè)大學(xué)畢業(yè)，化學(xué)工程與工藝專業(yè)，現(xiàn)任唐山三友化工股份有限公司生產(chǎn)技術(shù)部工藝技術(shù)員。