苗麗娜，劉忠恩，張玉善，那明亮

（1.大慶石化公司化工二廠，大慶163714；2.大慶石化公司腈綸廠）

大慶石化公司腈綸廠應(yīng)用硫氰酸鈉（NaSCN）溶液作為溶劑，生產(chǎn)腈綸纖維[1]。在生產(chǎn)過程中NaSCN溶液不斷地被循環(huán)利用。紡絲裝置水洗絲束后形成的稀硫氰酸鈉溶液，以及生產(chǎn)中出現(xiàn)含NaSCN的地面廢水，被送至硫氰酸鈉回收裝置，經(jīng)過凈化處理，重新進(jìn)行蒸發(fā)濃縮。蒸發(fā)過程形成的蒸發(fā)冷凝液被送至紡絲裝置，作為水洗水。成品硫氰酸鈉（NaSCN）溶液被送至聚合裝置，作為溶劑，用于配制供紡的原液。

紡絲裝置返來的地面廢水，以及硫氰酸鈉回收裝置葉片式過濾機的清洗液，含油污和懸浮的固體雜質(zhì)較多，通過真空轉(zhuǎn)鼓過濾機的過濾處理，匯入水洗形成的稀硫氰酸鈉溶液中。真空轉(zhuǎn)鼓過濾機是硫氰酸鈉回收裝置的主要除雜裝置之一，它的運行情況不僅影響上下游工序的生產(chǎn)，而且較大程度地影響著助濾劑硅藻土的消耗[2-3]。

1 真空轉(zhuǎn)鼓過濾機的應(yīng)用及工作原理

目前真空轉(zhuǎn)鼓過濾機在工業(yè)中被廣泛應(yīng)用，最大過濾面積達(dá)200m2，轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速多數(shù)為每轉(zhuǎn)0.1～10 min，通過改變轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速的快慢可調(diào)節(jié)濾渣的厚度[4]。工作時形成真空的絕對壓強為25～80 kPa，所以要求過濾的懸浮液溫度應(yīng)低于濾液在操作真空度下的汽化溫度。濾渣可以洗滌的真空轉(zhuǎn)鼓過濾機，通常用以過濾固體顆粒濃度較高的懸浮液；有預(yù)敷助濾層的真空轉(zhuǎn)鼓過濾機，用以對稀薄懸浮液進(jìn)行澄清過濾，硫氰酸鈉回收裝置應(yīng)用的就是這種。真空轉(zhuǎn)鼓過濾機處理能力大，操作方便，普遍應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、有機化學(xué)、廢水處理、油脂等工業(yè)部門。

真空轉(zhuǎn)鼓過濾機作為連續(xù)式過濾機的一種，以負(fù)壓（真空度）作過濾推動力，工作原理見圖1。真空轉(zhuǎn)鼓過濾機有一水平轉(zhuǎn)鼓，鼓壁開孔，鼓面上鋪以支承板和濾布，構(gòu)成過濾面。過濾面下的空間分成若干隔開的扇形濾室。各濾室有導(dǎo)管與分配閥相通。轉(zhuǎn)鼓每旋轉(zhuǎn)一周，各濾室通過分配閥輪流接通真空系統(tǒng)（有的類型還連通壓縮空氣系統(tǒng)），順序完成過濾、洗渣、吸干、卸渣和過濾介質(zhì)（濾布）再生等操作。在轉(zhuǎn)鼓的整個過濾面上，過濾區(qū)約占圓周的1/3，洗渣和吸干區(qū)占1/2，卸渣區(qū)占1/6，各區(qū)之間有過渡段。過濾時轉(zhuǎn)鼓下部沉浸在懸浮液中緩慢旋轉(zhuǎn)。沉沒在懸浮液內(nèi)的濾室與真空系統(tǒng)連通，濾液被吸出過濾機，固體顆粒則被吸附在過濾面上形成濾渣。濾室隨轉(zhuǎn)鼓旋轉(zhuǎn)離開懸浮液后，繼續(xù)吸去濾渣中飽含的液體。當(dāng)需要除去濾渣中殘留的濾液時，可在濾室旋轉(zhuǎn)到轉(zhuǎn)鼓上部時噴灑洗滌水。這時濾室與另一真空系統(tǒng)接通，洗滌水透過濾渣層置換顆粒之間殘存的濾液。濾液被吸入濾室，并單獨排出，然后卸除已經(jīng)吸干的濾渣，由刮刀刮下濾渣（有的類型真空轉(zhuǎn)鼓過濾機濾室與壓縮空氣系統(tǒng)連通，反吹濾布松動濾渣，再由刮刀刮下濾渣。壓縮空氣繼續(xù)反吹濾布，可疏通孔隙，使之再生）。

圖1 真空轉(zhuǎn)鼓過濾機工作原理示意圖Fig.1 Sketchmap ofwork principle of vacuum drum filter

硫氰酸鈉回收裝置真空轉(zhuǎn)鼓過濾機過濾面積為10.5m2，其結(jié)構(gòu)示意見圖2。主機刮刀系統(tǒng)變頻器控制，可手動或自動進(jìn)刀卸料。主機傳動系統(tǒng)為二級齒輪減速，并由交流變頻器無級調(diào)速控制。轉(zhuǎn)鼓預(yù)涂助濾劑為硅藻土，預(yù)涂層厚度一般在80mm以上。

2 真空轉(zhuǎn)鼓過濾機過濾效果的影響因素

2.1 進(jìn)料的影響

真空轉(zhuǎn)鼓過濾機進(jìn)料中如含油污和懸浮的固體雜質(zhì)較多，可短時間內(nèi)堵塞轉(zhuǎn)鼓預(yù)涂層表面，增加了過濾阻力，使料液的過濾速度下降。這種情況下，為維持過濾機的處理能力，在保證轉(zhuǎn)鼓攪拌正常運行的同時，只能通過增加進(jìn)刀頻次，不斷去除硅藻土預(yù)涂層被污染的表層，減小料液的過濾阻力，較大程度地增加了硅藻土的消耗。

圖2 真空轉(zhuǎn)鼓過濾機結(jié)構(gòu)示意圖Fig.2 Structure diagram of vacuum drum filter

2.2 預(yù)涂效果的影響

2.2.1 轉(zhuǎn)鼓清洗效果的影響 所謂轉(zhuǎn)鼓清洗是指卸去真空后，將轉(zhuǎn)鼓表面及腔內(nèi)的堆積的硅藻土等沖洗干凈。轉(zhuǎn)鼓清洗效果不好，由于殘存的硅藻土等堵塞流道或增加預(yù)涂過程的阻力，使硅藻土預(yù)涂層薄厚不均勻，出現(xiàn)“塌坑”或“深溝”，影響濾機的過濾效果。

2.2.2 轉(zhuǎn)鼓預(yù)涂時真空度的影響 轉(zhuǎn)鼓預(yù)涂過程即是以真空為推動力，通過建立硅藻土預(yù)涂液的進(jìn)、出料的循環(huán)，使硅藻土留在轉(zhuǎn)鼓表面濾布上，形成一定厚度的預(yù)涂層。轉(zhuǎn)鼓預(yù)涂時真空度不宜過高，真空度過高時形成的預(yù)涂層較為致密，料液過濾阻力有所增加，過濾效果變差。

2.2.3 硅藻土粒徑的影響 硅藻土粒徑均勻，預(yù)涂和過濾時預(yù)涂層各處的過濾阻力相當(dāng)，有利于形成均勻的轉(zhuǎn)鼓預(yù)涂層，過濾效果較好。

2.2.4 預(yù)涂液的影響 配制預(yù)涂液時，硅藻土及水的加入量要合適。硅藻土加入量過多，使預(yù)涂層過厚，增加了過濾阻力，導(dǎo)致投用初期預(yù)涂層消耗較快，增加了硅藻土的消耗；硅藻土加入量過少，形成的預(yù)涂層較薄，轉(zhuǎn)鼓預(yù)涂層使用周期較短，增加了預(yù)涂頻次和人工勞動量；水加入量不足，使預(yù)涂液中硅藻土過濃，預(yù)涂過程中硅藻土涂層形成時間短，分布不均勻，過濾效果不好。

2.3 運行時真空度的影響

真空轉(zhuǎn)鼓過濾機投用時，真空度過高，雖然增加了過濾的推進(jìn)力，但預(yù)涂層變得更加致密，料液過濾阻力增大，使過濾效果變差；真空度過低，過濾的推進(jìn)力較小，料液過濾速度較小。

3 真空轉(zhuǎn)鼓過濾機過濾效果的控制措施

3.1 去除油污，消除進(jìn)料的影響

油污和較大固體雜質(zhì)主要來源于紡絲地面廢水，近年來，大慶石化公司硫氰酸鈉回收裝置對地面廢水返料的原有工藝流程進(jìn)行了改造，增設(shè)了一個油水分離罐，縮小地面廢水過濾器的濾網(wǎng)孔徑。紡絲裝置返來的地面廢水，經(jīng)過帶濾網(wǎng)的濾器過濾，再進(jìn)行油水分層，溢流出油污，消除油污和較大固體雜質(zhì)的影響。

葉片式過濾機中形成預(yù)涂層的硅藻土，隨清洗液匯入地面廢水中，并在真空轉(zhuǎn)鼓過濾機的進(jìn)料中充當(dāng)了助濾劑，相反地減少了過濾阻力。所以，一方面要保證葉片式過濾機的清洗效果，使足量的硅藻土充當(dāng)濾機進(jìn)料的助濾劑；另一方面保證給料槽攪拌的不斷運行，使硅藻土不致沉積，可由離心泵送至轉(zhuǎn)鼓表面。

3.2 保證轉(zhuǎn)鼓的預(yù)涂效果

3.2.1 改善轉(zhuǎn)鼓的清洗效果 硫氰酸鈉回收裝置的部分蒸發(fā)冷凝液溫度為70～75℃，含雜量小于50 ppm，與現(xiàn)場所用的脫鹽水（溫度20～30℃）相比，溫度高，壓力相當(dāng)，洗滌效果好。通過采用溫度高的蒸發(fā)冷凝液進(jìn)行噴淋，同時用膠管直接沖洗轉(zhuǎn)鼓表面和腔內(nèi)堆積的硅藻土，并且適當(dāng)延長清洗時間，及時維修噴淋管的噴嘴，保證轉(zhuǎn)鼓濾布表面噴淋的清洗效果，極大地改善了清洗效果。

3.2.2 轉(zhuǎn)鼓預(yù)涂時維持適宜的真空度 轉(zhuǎn)鼓濾室的真空是由水環(huán)真空泵產(chǎn)生的，通過調(diào)節(jié)水環(huán)真空泵的吸入口閥及真空管線放空閥的開度，在轉(zhuǎn)鼓預(yù)涂過程中維持適宜的真空度（預(yù)涂層形成后最大真空度為20～40 kPa），可使預(yù)涂層疏松、均勻，有利于過濾。

3.2.3 控制好硅藻土的粒徑 采購硅藻土?xí)r，可通過篩余（150目）項目指標(biāo)，選擇粒徑適宜的硅藻土。

3.2.4 配制足量、均勻的預(yù)涂液 一般地，堆積密度為0.4～0.5 g·cm-3的硅藻土，加入量可按過濾面積1m2約需40～50 kg來計算。配制預(yù)涂液和預(yù)涂時，應(yīng)啟動預(yù)涂罐攪拌，使預(yù)涂液均勻。在攪拌啟動前，應(yīng)加水使預(yù)涂罐（體積16 m3）液位達(dá)到50%～80%，既便于預(yù)涂罐攪拌的運行，又使硅藻土在預(yù)涂液中分布均勻。

3.3 運行時選擇適宜的真空度

針對含硅藻土的硫氰酸鈉稀溶液，在預(yù)涂同樣厚度（10 cm）的預(yù)涂層上，利用不同的真空度為推動力，過濾含固量和濃度基本相同的料液，觀察真空度大小對預(yù)涂層使用時間的影響，可體現(xiàn)出不同真空度下的過濾效果，見圖3。

圖3 真空度對預(yù)涂層使用時間的影響Fig.2 The influence of vacuum on the time of use of coating

經(jīng)驗表明，控制真空度為30～50 kPa，真空轉(zhuǎn)鼓過濾機的過濾效果較好，預(yù)涂層使用周期較長。

4 結(jié)束語

去除油污等雜質(zhì)的影響，保證清洗和預(yù)涂效果，以適宜的真空度作為推動力，可增強真空轉(zhuǎn)鼓過濾機的過濾效果，延長預(yù)涂層的使用時間。

[1]楊彥功.淺論我國腈綸工藝路線的選擇[J].合成纖維工業(yè)，1993，16（4）：35-40.

[2]趙險峰，劉忠恩.降低硫氰酸鈉單耗的方案探討[J].煉油與化工，2011，22（4）：65-66.

[3]車宏晶，楊慶軍.降低硫氰酸鈉單耗的研究[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2008（8）：99.

[4]張國文，趙玉祥.淺談提高轉(zhuǎn)鼓真空過濾機效率的幾種措施[J].煉油與化工，2005，16（3）：43.