filter press過濾洗滌是顏料生產(chǎn)中十分重要的一道工序。顏料在合成與顏料化過程中，不可避免地帶 有大量雜質(zhì)，如不能有效除去，就會造成最終產(chǎn) 品的電導(dǎo)率、pH值、水溶物等指標(biāo)超標(biāo)，嚴(yán)重影 響在應(yīng)用體系中的色光、色力以及分散性等性能。 同時隨著能源與環(huán)保形勢的發(fā)展，作為顏料的生 產(chǎn)廠家，需要在滿足質(zhì)量的情況下盡可能地縮短 洗滌時間、減少洗水用量和降低濾餅含水量。可以說，過濾洗滌設(shè)備的好壞直接關(guān)系到顏料的質(zhì) 量與成本。 壓濾機(jī)因其結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、處理量大和 濾洗一體的特點，一直以來是顏料行業(yè)廣泛使用的，優(yōu)良過濾洗滌設(shè)備。

板框隔膜廂式壓濾機(jī)

顏料生產(chǎn)使用的壓濾機(jī)大體經(jīng)歷了板框式、廂式和現(xiàn)在的隔膜式3個階段。與板 框式、廂式壓濾機(jī)以及其它過濾設(shè)備相比，隔膜壓 濾機(jī)的特點是：

①縮短過濾周期；

②改善水洗 的效果，減小洗滌時間與用水量；

③提高濾餅的含 固率：

④節(jié)約能耗；

⑤操作簡單；

⑥處理量大。

因 此，其迅速成為世界發(fā)達(dá)國家顏料業(yè)普遍采用的主 流過濾洗滌設(shè)備。 近年來，國內(nèi)外交流日益頻繁，diaphragm filter press在 國內(nèi)得到了長足的發(fā)展，洗煤、制糖等行業(yè)相繼試 用成功，并逐步普及。在此背景下，眾多大、中型 顏料企業(yè)均開始使用隔膜壓濾機(jī)，取得了一定的效 果，但也遇到了很多問題。一般洗煤等行業(yè)使用隔 膜壓濾機(jī)豐要以過濾壓榨為主，關(guān)注壓濾機(jī)的壓濾 特性，強(qiáng)調(diào)過濾處理量大、周期短、濾餅含水低。 而顏料行業(yè)除關(guān)注其壓濾性能外，更加注重其洗滌 性能的好壞。 在生產(chǎn)實踐中，洗煤等行業(yè)的操作經(jīng)驗顯然不 能傘然滿足顏料行業(yè)的要求。很多使用者不但刁i能 得到卜述隔膜壓濾的多種優(yōu)點，甚至產(chǎn)生了反效果， 比如洗滌不好(洗滌時間延長，水量增加，濾餅電 導(dǎo)率不合格)、濾板損壞頻繁等，或出現(xiàn)其它一些問 題。這一方面固然是因為壓濾機(jī)本身在設(shè)計與材質(zhì) 上與國外產(chǎn)品存在的差距，另一方面也是由于操作 工藝上的不成熟。因此，針對顏料行業(yè)的特點，找到符合產(chǎn)品自身特性的操作工藝是隔膜壓濾機(jī)應(yīng)用 成敗的關(guān)鍵。

常州市合成材料廠酞菁綠顏料生產(chǎn)采用隔膜 壓濾洗滌工藝。根據(jù)隔膜濾機(jī)廠家的操作說明， 其操作流程為：進(jìn)料、交叉水洗、壓榨、卸餅。 使用情況來看，與原來的廂式濾機(jī)水洗效果并無 太大區(qū)別，僅僅是提高了濾餅的固含量。根據(jù)生 產(chǎn)實踐經(jīng)驗，并查閱相關(guān)資料，改變操作流程 為：進(jìn)料、預(yù)壓榨、中壓榨保壓下正反交叉水洗、 后壓榨、卸餅。其中預(yù)壓榨壓力=中壓榨保壓壓 力≈洗水壓力。而預(yù)壓榨中壓榨水洗、水洗溫度、 正反水洗交叉時間、龍頭開度等因素對洗滌效果 有不同程度的影響。為了真正發(fā)揮出隔膜壓濾機(jī) 的優(yōu)勢，來設(shè)計以下試驗對這些因素進(jìn)行摸索與 優(yōu)化。

單獨因素對洗滌效果影響分析

考察預(yù)壓中壓水洗、水洗溫度、正反水洗交叉 時間、龍頭開度等單獨岡素對洗滌效果的影響。洗 滌效果以噸產(chǎn)品達(dá)到合格指標(biāo)所消耗的洗滌用水量 為主要指標(biāo)來衡量。用水量越少效果越好，反之用 水量大表明效果差。

預(yù)壓榨中壓水洗的影響

選擇預(yù)壓中壓水洗壓力分別為0 MPa(不預(yù)壓 中壓直接水洗)、0．2 MPa、0．4 MPa、0．6 MPa、0．8 MPa、1．0 MPa進(jìn)行試驗分析。結(jié)果分析：壓力控制在0．2″-0．6 MPa水 洗效果較為理想。主要是因為進(jìn)料成餅后，通過預(yù) 壓榨可使濾餅變薄，含液與雜質(zhì)減少，同時，中壓 水洗階段濾餅始終處于密實狀態(tài)，避免了短路現(xiàn)象， 并且因濾餅的阻力增加，水流量減小，暗合少量多 次的漂洗原理，有利于洗滌。但壓力進(jìn)一步增大使 濾餅阻力達(dá)到一定程度后，洗水流量過小，洗滌時 間延長，水量增加，難于洗透，且顏料聚集程度過 大，對顏料的品質(zhì)帶來影響。

水洗溫度的影響

選擇水洗溫度分別為30℃、40℃、50℃、 60℃、70℃、80℃進(jìn)行試驗分析。結(jié)果分析：水洗溫度升高洗滌水量略有 減少，影響不太明顯。溫度較低時，顏料檢測水溶 物指標(biāo)波動變大，不過也還在合格范圍內(nèi)。高溫水 洗熱水煤耗成本增加，而低溫水洗質(zhì)量不穩(wěn)，綜合 考慮，水洗溫度在40～60℃較為理想。

 

正反水洗交叉時間的影響

選擇交叉時間分別為40 min、60 min、80 rain 進(jìn)行試驗分析。結(jié)果分析：正反交叉時間越小，也就是 頻率越大，水洗效果就越好，也更加均勻。但低于 40 rain時，切換頻率太高，操作不便。除非在此引 入自動化的概念。因此，在人工切換的情況下40～ 60 min交叉水洗較為合適。

龍頭開度的影響

選擇龍頭開度分別為22．5。、45。、67．5。、 90。(全開)進(jìn)行試驗分析。果分析：龍頭開度過大，導(dǎo)致洗水壓 力減弱，雖然流量變大，但由于洗液濃度降低，單 位水量帶出雜質(zhì)變少，因此洗水浪費較大，不過洗 水時間有所縮短。綜合來看龍頭開度在22．5。～450 較為合適。

正交優(yōu)化試驗

從上述試驗結(jié)果可以看出，預(yù)壓榨中壓水洗、 交叉時間、龍頭開度對洗滌效果的影響較大。因 此，在此基礎(chǔ)上采用正交試驗方法對操作工藝進(jìn) 行優(yōu)化。

正交試驗結(jié)果與分析

據(jù)以上因素水平表，設(shè)計9個優(yōu)化正交試驗。 。 為了直觀起見，用因素的水平作橫坐標(biāo)，指標(biāo) 的平均值作縱座標(biāo)，繪出因素與指標(biāo)的關(guān)系圖(或 稱趨勢圖)，】可以看出：因素2(正反交叉時間)的 極差最大為12．16；因素1(預(yù)壓中壓水洗壓力)的 極差次之，為7．94；因素3(龍頭開度)的極差晟 小為6．16。這說明隔膜濾機(jī)洗滌效果的主要影響因 素是正反交叉時間，預(yù)壓中壓水洗壓力和龍頭開度 是次要因素。另外，從圖1～圖3也可以看出：正 反交叉時間效應(yīng)圖曲線最陡，預(yù)壓中壓水洗壓力效 應(yīng)圖和龍頭開度效應(yīng)圖曲線較為平坦，這說明正反 交叉時間的改變對洗滌效果影響較大，而其余兩因素的改變對洗滌效果影響相對較小，這也進(jìn)一步 證明了正反交叉時間是影響洗滌效果的主要因素。 由試驗結(jié)果可知，酞菁綠顏料使用隔膜濾機(jī)洗 滌的最優(yōu)化條件為：正反交叉時間40 min，預(yù)壓中 壓水洗壓力0．5 MPa，龍頭開度300。該條件本身已 在正交試驗中，且是最好結(jié)果。 因為在人工操作條件下，正反交叉時間低于40 miIl會給操作帶來不便，因而不再對主要影響因素 正反交叉時間做插點實驗，以正交試驗結(jié)果為最優(yōu) 化工藝。

economic benefit

按優(yōu)化工藝改進(jìn)后，連續(xù)選取30批生產(chǎn)數(shù)據(jù)， 與改進(jìn)前洗滌過程的經(jīng)濟(jì)效益簡單比較如表7。由 表7可以看出，以年產(chǎn)3000t酞菁綠為例，僅節(jié)約 熱水一項，就可以節(jié)約126萬元/年，同時洗滌時間 減少，電能節(jié)約，效率提升，產(chǎn)能提高，經(jīng)濟(jì)效益 非常好。

Conclusion

(1)隔膜壓濾機(jī)因為其特有的隔膜設(shè)計，從處 理效率、洗水量、濾餅固含量等多方面改善了顏料 的過濾洗滌效果，從而正被國內(nèi)的顏料業(yè)逐步認(rèn)識 和推廣。與其它行業(yè)相比，顏料行業(yè)除關(guān)注隔膜壓 濾機(jī)的壓濾性能外，更加注重其洗滌性能的好壞。 而決定隔膜壓濾機(jī)洗滌效果好壞的因素，除壓濾機(jī) 本身的設(shè)計和材質(zhì)外，關(guān)鍵還在于是否找到適合自 身產(chǎn)品特性的操作工藝。

(2)在酞菁綠G7的過濾洗滌中，本文作者所 在單位改進(jìn)了隔膜壓濾機(jī)的操作流程，包括進(jìn)料、 預(yù)壓榨、中壓榨保壓下正反交叉水洗、后壓榨、卸 餅。其中預(yù)壓榨壓力=中壓榨保壓壓力≈洗水壓力。 并通過試驗得到其中洗滌過程的最優(yōu)化工藝參數(shù)： 正反交叉時間40 min，預(yù)壓中壓水洗壓力0．5 MPa， 龍頭開度30。。按優(yōu)化工藝操作后，在生產(chǎn)上取得 了良好的效果和可觀的經(jīng)濟(jì)效益。