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臥螺離心機在堿渣固液分離中的應用
1 前言
蒸餾廢液是氨堿法純堿生產過程中產生的廢棄物，每生產一噸純堿需要排放蒸餾廢液10m³。目前國內純堿行業大多數采用板框壓濾機對氨堿法純堿生產的廢液進行處理，其缺點是間歇式工作效率低、現場工作環境惡劣、占地面積大、設備故障率高、濾布消耗大、勞動強度大等，同時濾餅含水量較高造成廢渣利用率較低。
臥螺離心機是一種臥式螺旋卸料、連續操作的高效離心分離設備，一般可分為臥式螺旋過濾離心機和臥式螺旋沉降離心機。臥螺離心機具有處理能力大、能連續作業、自動化程度高、對物料適應能力強及脫水效果好等特點，在固液分離領域得到了廣泛的使用和推廣。申 136 6588 7027.
2 臥螺離心機介紹
2.1 基本結構和工作原理
臥螺離心機為逆流臥式螺旋卸料沉降離心機，主要有轉鼓、螺旋推料器、液壓差速器系統、液位擋板、驅動系統及控制系統等組成。
臥螺離心機是利用固液兩相的密度差，在離心力的作用下，加快固相顆粒的沉降速度來實現固液分離的。
物料通過中央進料管進入離心機，在主驅動電機帶動下進行高速旋轉從而形成離心力，由于離心力的作用，物料中密度大的固體顆粒物沉積在轉鼓的內壁上。螺旋體通過液壓差速器驅動與轉鼓作不等速的相對運動，螺旋體不斷將沉積在轉鼓內壁上的固體顆粒物刮下來輸送至轉鼓的錐段出料口，并從排渣口推出。分離后的清液經過螺旋體螺旋內液層通道從轉鼓溢流口排出，從而實現固液分離過程。
2.2 技術參數
CS30-4TL型臥螺離心機技術參數如下表所示，其性能滿足氨堿企業蒸餾廢液固液分離技術要求。
| 項目 | 參數 |
處理能力（m³/h） | ≤70 |
介質濃度（%） | ≤52 |
轉鼓直徑（mm） | 760 |
轉鼓長度（mm） | 3200 |
長徑比 | 4.2 |
轉鼓轉速（r/min） | ≤2650 |
分離因數 | ≤2980 |
差轉速（r/min） | ≤28 |
主機功率（kW） | 110 |
液壓泵功率（kW） | 75 |
3 蒸餾廢液性質及工藝流程
3.1 蒸餾廢液性質
蒸餾廢液的固含量100g/l，其中液相主要成分：NaCl、CaCl2、NH3·H20，固相主要成分：Ca0、CaC03、CaS04、Mg(OH)2、SiO2等雜質。固相物中90%的顆粒粒徑在1～100μm范圍內，并呈正態分布，平均粒徑31.6μm。pH值11.3，溫度80℃。
3.2 工藝流程
蒸餾廢液通過輸送泵經進料管進入臥螺離心機，同時將配置合格的絮凝劑溶液經螺桿泵輸送至臥螺離心機進料管線，蒸餾廢液與絮凝劑經入料管道混合均勻后進入離心機轉鼓內，由于轉子高速旋轉，在離心力的作用下，密度較大固體顆粒沉降到轉鼓內壁，通過螺旋輸送至排渣口；濾液從轉鼓大端排出，實現固液分離。
4 影響臥螺離心機運行效果的因素
4.1 進料量
離心機的進料量越大，物料在離心機的停留時間越短，分離效果越差。CS30-4TL型臥螺離心機的額定處理量為70m³/h，若超過額定處理量，就會增加螺旋輸送負荷，造成轉鼓堵塞；若處理量太小，則生產費用相應增加。試驗期間，進料量控制在70m³/h左右。
4.2 轉鼓長徑比
轉鼓直徑越大，有效長度越長，有效沉降面積越大，離心機的處理能力也越大，物料在轉鼓內的停留時間也越長，在相同的轉速下，其分離因數就越大，分離效果越好。通常轉鼓直徑介于200～1000mm，長徑比介于3～4。
4.3 轉鼓半錐角
在離心機轉鼓內沉降的濾餅沿轉鼓錐端推向出料口，由于離心力的作用，受到向下滑動的回流力。半錐角越大，干燥區長度短，脫水時間短，濾餅含水率高，但其沉降長度大，沉降面積增大，濾液質量較好。反之，如果半錐角小，則干燥區長度長，脫水時間長，濾餅含水率低，濾液質量較差。從澄清效果來講，要求錐角盡可能大一些；而從輸渣和脫水效果來講，要求錐角盡可能小一些。對于難分離的物料半錐角一般在6°以內，以便降低沉渣的回流速度。對普通物料半錐角在10°以內就能保證沉渣的順利輸送。
4.4 轉鼓轉速
臥螺離心機是依靠轉鼓高速旋轉產生強大離心力，使料漿的固相物沉積在轉鼓內壁，實現固液分離，因此轉鼓轉速是離心機運行的重要參數。轉鼓轉速越大，離心力越大，分離效果越好。但轉速過大會影響物料中絮凝劑的作用，反而降低脫水效果，同時轉速過高，對設備的磨損增大，動力消耗、振動及噪音也會相應增加，因此在離心機運行過程中應選擇合適的轉鼓轉速。
4.5 差速度
差速度是轉鼓轉速與螺旋推料器轉速的差值，對離心機的排渣能力、濾餅水分和濾液質量起至關重要的作用，是離心機運行的重要參數，需要根據實際運行情況進行調節。一般差速度增大，有利于提高排渣能力，但脫水時間縮短，濾餅含水率大，濾液質量較差；差速度減小，料漿在轉鼓的停留時間增大，脫水時間延長，濾餅含水率小，濾液質量較好，但會增加螺旋推料的負荷，離心機容易造成堵料現象。差速度大小應根據物料性質、處理量大小、處理要求及離心機結構參數來確定。
4.6 液環層厚度
轉鼓大直徑端上清液排出口安裝可調節的溢流堰板，可對轉鼓中的液池深度進行調節。液環層厚度直接影響離心機的有效沉降容積和干燥區長度。液環層厚度增加，沉降面積增大，物料在機內停留時間相應增加，濾液質量提高，但物料在機內的干燥區長度縮短，導致濾餅水分增大。因此應選擇合適的液環層厚度，使濾餅水分與濾液質量達到較佳組合。
4.7 物料性質
物料顆粒直徑越大，分離效果較好；物料濕度越高，液相黏度越低，有利于分離；絮凝劑會增加物料漿液的混合黏度，但也能顯著改善顆粒的沉降效果，因此要合理選擇絮凝劑的用法和用量，避免不必要的運行成本。
5 臥螺離心機連續運行試驗
通過對離心機運行工況和分離效果的考察，確定了較佳的運行操作參數。為評價臥螺離心機可代替板框壓濾機的可行性，進行了長時間連續運行試驗。試驗結果表明，蒸氨廢液經臥螺離心機固液分離后，平均濾餅含水率為45.62%，濾液質量較好。臥螺離心機進料中加入絮凝劑，使得蒸氨廢液料漿中的細顆粒團聚成較大的顆?；蛐鯛钗铮@著改善離心機的分離效果。在試驗過程中，離心機運行平穩，臥螺離心機*可代替板框壓濾機。
6 結論
（1）采用臥螺離心機對蒸氨廢液進行固液分離，轉鼓長徑比、轉鼓半錐角、轉鼓轉速、差速度、液環厚度是影響分離效果的重要操作參數。
（2）臥螺離心機的運行參數應根據工藝要求濾餅含水率、濾液質量、運行成本等因素來確定，并綜合考慮影響離心機脫水效果的諸多相互制約的因素。
（3）臥螺離心機對蒸氨廢液進行固液分離，處理能力大，分離效果好，運行平穩，自動化程度高，說明臥螺離心機*可代替板框壓濾機。