精细筛分机改造技术

(陕西兴化集团有限责任公司，陕西兴平 713100)

陕西兴化集团有限责任公司联碱分厂2012年元月投入生产运行，生产规模为年产30万t纯碱，其中重质纯碱20万t，年产30万t干燥氯化铵，并设置年产10万t湿铵生产线。建设中采用了异径索尔维碳化塔、冷盐析结晶器和蒸汽回转煅烧炉等制碱设备。生产工艺采用浓气一次常压碳化、真空过滤重碱、二次喷射吸氨、自身返碱蒸汽回转煅烧炉、浆叶式凉碱机冷却热碱、逆料取出氯化铵等先进工艺。在重质碱生产中采用精细筛分机来制取符合粒度要求的产品，本文主要分析精细筛分机的工作原理及结构特点，对精细筛分机改造前后运行情况及改造效益进行分别阐述。

1 精细筛分机工作原理及特点

1.1 工作原理

精细筛分机机头的偏心回转机构带动箱体做水平面内回旋运动，使物料在筛网表面获得特定的往复旋转式运动方式，协同轻微倾斜的筛面，使物料快速通过筛网，达到筛分的高效率和高产量。

高效节能的三相异步电机通过皮带直接带动激振器驱动箱体运动，选择皮带做传动机构，使得结构简单的同时，还能起到限制载荷的作用，避免对机器其他结构的损坏。

特定的运动方式，辅助通过动态平衡机构和选调机构，在垂直方向上没有对地面基础产生冲击载荷。精细筛分机能在几乎没有垂直振动和跳动的情况下，将物料快速分散和透筛，在较短的筛网距离上达到较长的物料运动路程，从而达到高效率的筛分作业，达到要求的筛分效果。

箱体后端的连杆结构保证机器的水平方向的位置，高强度、高耐磨的高分子石墨支撑块保证了箱体在垂直面上位置的稳固，支撑箱体做水平方向上的滑动。机器的安装采用悬吊式安装，有效的减少箱体在水平面内动载荷。

1.2 结构特点

物料从设备顶部进入进料口中，锥形的布料器一方面将物料迅速分散在筛网表面宽度上，另一方面承受物料下落过程中的冲击，避免筛网被物料砸烂。

1.2.1 两种筛分运动方式

往复回旋式的运动方式可将物料快速的分散，筛分。特殊的往复回旋运动，在进料端，物料按照短椭圆进行回旋运动，随着物料向出料端运动，逐渐变成长椭圆的运动轨迹，而后前后往复式运动，使物料可以获得远大于筛网长度的运动轨迹，提高了筛分的可能性(见图1)。

图1 筛分运动方式

随着物料的回旋运动，使物料中的小颗粒迅速下沉，提高了小颗粒与筛网的接触次数及行程，进一步提高筛分效率。在没有垂直振动和跳动的情况下，将物料快速分散和透筛，从而完成筛分作业，达到要求的筛分效果。

1.2.2 自清网系统

安装在筛格方框中的弹跳球见图2，通过直击筛格中的斜面使弹跳球向上弹起，撞击筛网，弹去粘或卡在筛网孔上的杂物和颗粒，使筛网表面保持干净不睹孔，从而保证高标准的筛分效率。

图2 自清网系统

1.2.3 驱动平衡系统

驱动装置的动平衡装置使筛分运动保持相应的稳定性要求，同时降低回转运动过程中的离心力及惯性力对机构构件的冲击力，不产生振动冲击，使设备安装在悬吊装置上面而不影响筛分效果，同时也降低了能量的消耗，降低了电机功率。

1.2.4 筛盖快速安装开启系统

双重的全密封的筛盖能使生产作业环境达到环保要求，加装的进料和布料装置，既保证密封不漏料，又保护筛网避免受到下落物料的直接冲击，并提高了物料分布在整个筛面宽度上的时间，自动弹性补偿功能的筛盖启闭系统，使更换筛网更方便，节省了人力物力，提高了生产使用效率，也使检修和观察更为快捷方便。

2 精细筛分机运行存在的问题

兴化集团碱厂重质碱生产采用固相水合工艺，年设计生产能力为20万t，产品粒度是按照普通重质碱粒度设计(粒度筛余物φ180 μm≥70%)，在近几年市场需求量很低，常常造成普通重质碱产品积压，给产品销售带来很大压力。由于原设计筛分机是普通筛分机，重质碱粒度无法满足高端用户的需求，为此我们近年来对筛网规格进行多次调整，最终生产出符合客户需求的重质碱。但随着高品质重质碱市场需求量逐年增加，筛分机的生产能力不足问题尤为突出，每小时产量8 t多，生产一批次1 500 t的重质碱大概需要8天左右，生产过程中，系统母液膨胀，各桶存量高限运行，生产操作弹性小，面临安全环保问题。为此筛分机的改造迫在眉睫。

3 改造方案：增加筛分面积提高产能

为了提升单台设备的处理能力，最终确定将筛机设计成复合结构，即采用单台设备布置双层网架，采用同种规格筛网，布置在进料口中的分料机构使物料均匀分布在上下层分别进行筛分。再利用箱体后侧的合料机构使筛分后筛上物和筛下物分别合并，使筛机只有两个出料口，方便后期安装使用。

原筛箱不变，对内部进行改造，改造成使用两层一样的筛网。步骤如下：

1)采用304不锈钢制作上下两个网架(筛网规格都是1.18)、两个分隔框，上下网架中间增加一个中间料仓(见图3)。

2)在原有的进料口加隔板，使进料分成两部分(根据进料量的大小，看是否修改进料口直径)。

3)堵死原料仓最里面出料嘴，改为两个出料口，切除料仓最里面隔板，在上层料仓出料口部位制作下料管，使之与下面筛下物通道连接。

通过以上改造筛分面积可以由原来的6.3 m2，增加到12.4 m2，筛分面积几乎增加一倍，产量几乎翻翻。

制作备件：

①上层网架一件：设置前物流通道，内勾边网架，304材质

②上隔框一件： 设置前物流通道，304材质

③上料仓一件： 设置前物流通道，后出料通道，304材质

④下隔框一件： 304材质

⑤下层网架一件：设置后物流通道，内勾边网架，304材质

图3 筛分机内部改造图

4 改造效益

精细筛分机因为使用回旋筛，物料始终不脱离网面，能最大限度的利用网孔。而且物料始终在网面上滚动，对物料表面不产生损伤，并起到打磨抛光的作用。筛网使用寿命比使用普通振动筛的筛网寿命长1倍左右。因为回旋筛运动方式相对于振动筛,对网面的冲击力小很多。设备运行噪音降低，整台设备为绳索吊挂安装形式，无垂直运动的方式，避免了设备对地面或楼板的动载荷冲击，无高度安装限制，设备生产噪音不大于80 dB。对地面的冲击力减小，采用吊装式，对地面不产生直接冲击。采用全封闭式结构，现场不会产生粉尘现象，这也与目前的环境治理相吻合。

2017年精细筛分机改造是在原设备基础上进行的，对内部筛网结构、筛网布局、筛网孔径进行了改造，投运后产品粒度能够达到高端重质碱指标，而且产量由原来的每小时8 t提高到14 t左右。产量提升后，经济效益也随之上升。同时优质重质碱生产能力的提高，生产周期缩短，母液膨胀天数缩短，可有效消耗污水，避免开重质碱造成系统总量上涨、污水池液位上涨，能够安全环保的开展生产。