一、前言

卤水净化工艺是制盐行业提高精制盐产品纯度，降低盐中杂质含量，提高盐产品白度的一个关键过程，是提高制盐企业有效工作时间，延长设备使用寿命，降低能源消耗的一个重要工序；是提高资源综合利用率，保障盐化工稳定生产的重要措施之一；是制盐行业降低生产成本的重要途径之一。

卤水净化工艺一般是以“两碱法”和“石灰烟道气法”为主，即通过加入一定量的药剂进行化学反应出去原卤中的Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-等杂质离子。上述两种卤水净化工艺均产生盐泥浆料，由于盐泥的生成量大、成分复杂、附加值较低，所以行业内普遍采用注入盐井回填的方式处理。注井回填之前需对盐泥进行脱水处理，业内常用的盐泥脱水设备包括：真空转鼓过滤机、板框隔膜压滤机、带式过滤机等。这些设备在使用过程中出现能耗高、维修成本高、占地面积大、脱水效果不理想等问题，不仅增加生产成本，也限制了盐泥的综合循环利用。所以选择一种能耗和维修成本低，占地面积小，且脱水效果好的设备，是盐泥综合利用亟需解决的一个关键性问题。

卧螺离心机是一种利用离心沉降原理进行不同比重间物料分离的设备，其基本结构由转鼓、螺旋、动力系统和变速系统等组成。转鼓与螺旋同向高速旋转但存在可以调整的速差，物料连续进入螺旋内筒时，由于螺旋的高速旋转，物料被加速后进入转鼓，在转鼓中进一步加速旋转，在离心力场作用下，物料因比重不同将进行分离。其中比重较大的固相物在转鼓内壁上形成沉积层，比重较轻的液相物则形成内层液环。在螺旋和转鼓差速的作用下，螺旋将沉积的固相物推至转鼓锥端，经排渣口排出机外，而内层液环也就是澄清液由转鼓溢流堰板处溢出转鼓，完成分离过程。

卧螺式离心机目前已广泛应用于石油化工、煤炭、医药、轻工、食品等工业部门和污水处理工程，它利用离心沉降法来分离悬浮液，能连续操作，处理量大，无滤布和滤网，单位产量的耗电量较少，适应性强，维修方便，能长期运转。

由于盐泥和污泥的物理性质类似，且卧螺式离心机在污泥脱水领域应用情况良好，但在盐行业还没有进行过工业化应用，因此本文主要探讨卧螺式离心机在盐行业的盐泥脱水领域的应用。

二、盐泥的特点及处理现状

1.盐泥的理化性质

该公司的原卤属芒硝型，其中Ca²⁺含量约2.0g/L，Mg²⁺含量约0.25g/L。在实际生产系统中采用连续式两碱法卤水净化工艺，产生的盐泥总量近200t/d。经过卤水净化后，其盐泥主要化学成分为Mg（OH）₂、CaCO₃和少量CaSO₄等不溶性化合物，以及未完全分离的卤水中所含杂的NaCl、Na₂SO₄、MgCl₂等可溶性化合物。两碱法盐泥的两个基本特点为：颗粒度大小为60μm左右；固液密度差比较大。

2.真空转鼓过滤机

真空转鼓过滤机属于连续式过滤设备，以负压（真空度）作为过滤推动力，随着部分浸入浆料槽的水平圆柱形转鼓的旋转，浆料中的固体颗粒被吸附在转鼓表面的滤布（过滤面）上，连续完成过滤、洗渣、吸干、卸渣和滤布再生等操作。

该公司起初两碱法工艺中采用“间歇式”两碱法生产工艺，反应时间较长，选用真空转鼓过滤机进行盐泥脱水，过滤效果比较理想。在滤布孔径为75μm的条件下，滤饼厚度约40~50mm，生产能力约4800Kg/㎡·h（干基），滤饼含水率18~22%，滤饼易从滤布表面脱落，脱饼率高，滤液含固量低，小于10g/L。因盐泥量少，过滤面积5㎡的转鼓，每天一个班次即可完成全天产生的盐泥的过滤，满足现场的实际生产要求。

后来将工艺改为“连续式”，选用同型号的真空转鼓过滤机进行盐泥脱水，由于反应条件改变，盐泥的形态发生变化，致使过滤效果很差，滤饼厚度5~10mm，含水率高且不易脱饼，造成生产能力大幅下降，并且滤液固含量高。后将滤布更换为75μm以上的孔径，滤饼厚度变化不大，滤饼含水率随滤布孔径增加而增加，滤液固含量相应减少。

3.板框压滤机

板框式压滤机属间歇式过滤机的一种，以正压（浆料压力）作为过滤推动力，混合液流经过滤介质（滤布），固体停留在滤布上，并逐渐在滤布上堆积形成过滤泥饼。而滤液部分则渗透过滤布，成为不含固体的清液。随着过滤过程的进行，滤饼过滤开始，泥饼厚度逐渐增加，过滤阻力加大。过滤时间越长，分离效率越高。过滤完毕后停止供料，打开滤板和滤框卸除滤渣，清洗滤布，重新压紧滤板和滤框，完成一个循环，重复进料过滤。

“连续式”两碱法的盐泥选用板框压滤机脱水，在确定与盐泥量相适应的过滤面积后，脱水后盐泥的产量能满足生产需要，但使用常规的板框压滤机，盐泥滤饼含水率高达40%以上，不利于盐泥后期处理。选用隔膜式板框压滤机对滤饼二次加压，盐泥含水率得以降低至27%左右。

三、卧螺式离心机脱水实验

1.设备选型及主要技术规格

针对该公司卤水净化的处理量以及盐泥的理化性质，选取LW650型卧式螺旋卸料沉降式离心机进行盐泥脱水实验。

针对物料中含有NaCl等腐蚀性较强物质，该设备的主要材料为：螺旋、转鼓及内壁、罩壳等与物料接触部分，使用2507双相不锈钢，在螺旋叶片等易磨损部位，喷涂硬质合金。

2.盐泥脱水试验

卧螺离心机要实现连续的对输入机器内的物料进行分离，就要求将已经在其内部完成分离的物料排除出去，以便能够继续处理新物料。这种连续排料就是通过螺旋和离心机转鼓之间的相对旋转运动，也就是离心机的“差速”来实现的。

在固定的离心力作用之下，合理的差速对离心机分离效果起到非常关键的辅助作用，也是实际生产中，为适应物料的变化，较常用的调整手段。没有合理的差速，离心机就无法达到物料平衡，就无法实现良好的连续分离功能。因为差速度直接决定着离心机的处理能力和处理效果，所以作为实际运行中较常用的调节参数之一来进行分析。

提高差速度，有利于尽快的将沉积物推出机外，进而减少固体沉积层厚度，提高处理能力，而且因为减少了沉积物向澄清液的渗透，澄清液的固含量得到很好的降低。不利的方面是因为沉积物在离心机内停留时间短，脱水效果降低，脱水后干泥含水率将增大。相反，降低差速度时，有利于增大沉积层厚度，进而增加沉渣的脱水时间，干泥含水率降低。不利的方面是固渣向清液方向的渗透加大，所以降低差速，提高排渣干度的同时会得到相对浑浊的澄清液。

转鼓转速也对脱水效果产生重要影响。适当的提高转速可以使盐泥更干，清液更清。而且转速的提高增加了沉降速度，离心机处理量也随之上升。

但是过高的转鼓转速也会带来不利的影响。首先转鼓电机功耗随着转速的增加而增加。其次，由于附着在转鼓内壁上的固渣更加致密，要维持转鼓和螺旋之间的速差，也必将增大螺旋电机的功耗。从设备本身来说，随着转速的增加，设备的机械磨损也大大增加。因此，设置经济合理的转速非常重要。

在实际应用中，LW650机型的转鼓转速一般在2500~2800rpm之间。

3.几种不同脱水设备比较

将该公司现阶段使用的真空转鼓过滤机、板框压滤机与卧螺式离心机进行比较，在相同处理量，相同处理条件情况下，比较结果如下：

①卧螺式离心机和真空转鼓过滤机均可连续式运行，而板框压滤机为间歇式运行。间歇式过滤设备的操作周期更长、人工劳动强度更大，在工作效率及工作稳定性方面，都远低于连续式过滤设备。

②由卧螺式离心机的分离原理可知，盐泥粒径对分离效果的影响不明显，所以对不同卤水净化工艺的盐泥均有较好的脱水效果。而真空转鼓过滤机和板框压滤机都是通过滤布进行固液分离，对盐泥的粒径有着严格的要求，在连续法盐泥颗粒较细的情况下，脱水效果更差。

③卧螺式离心机属于全封闭运行的脱水设备，运行环境相对较好，且不需要更换滤布，整体运行稳定，运行成本低。

四、结束语

针对盐泥固有的特性，通过对比不同脱水设备对盐泥脱水的实际效果，结果表明卧螺式离心机具有结构简单，安装、维护方便，脱水效果好，符合环保要求等特点，选用其作为制盐行业的盐泥脱水设备是比较理想的，值得推广应用。当然，该设备也存在电机功率较高、材质要求高等不足，这还需要设备厂家和相关设备配套厂家在这些方面多做研究，争取尽早解决这些问题。