硫酸鈉(Na?SO?)作為重要的無機化工原料,廣泛應用于玻璃、洗滌劑、造紙及水處理行業。在其生產過程中,結晶后的固液分離是核心環節之一,而板框壓濾機憑借其高效過濾性能、適應性強等特點,成為硫酸鈉生產領域的關鍵設備。本文將從技術原理、應用場景及工藝優化角度,結合河南久鼎壓濾機有限公司的實際案例,探討板框壓濾機在硫酸鈉生產中的具體應用。
一、硫酸鈉的生產特性與分離需求
硫酸鈉主要通過天然礦物提取或工業副產物回收獲得。例如,芒硝礦(Na?SO?·10H?O)經溶解、蒸發后析出無水硫酸鈉晶體;部分工業廢水(如印染、冶金廢水)中亦含有高濃度硫酸鈉,需通過結晶后分離回收。無論是天然礦物加工還是工業廢水處理,硫酸鈉的結晶產物均需通過固液分離實現純度提升與干燥處理。
硫酸鈉結晶顆粒的粒徑分布、黏度及溶液含固率直接影響分離效率。實驗表明,硫酸鈉結晶液的黏度隨濃度升高顯著增加,且其晶體易在低濕度環境下轉變為無水硫酸鈉(Na?SO?),這一相變過程可能導致設備內部結垢甚至腐蝕 。因此,分離設備需具備耐腐蝕性、高壓過濾能力及快速脫餅性能。
二、板框壓濾機的工作原理與技術優勢
板框壓濾機通過交替排列的濾板與濾框形成密閉過濾腔室,借助泵壓將懸浮液注入腔體,固體顆粒被濾布截留形成濾餅,液體則通過濾布排出。與傳統離心機或真空過濾機相比,其核心優勢體現在:
高壓力適應性:工作壓力可達12-14 bar以上,適用于黏度高、含固率波動大的物料 。
可控濾餅厚度:通過調整濾板間距(通常為30-36 mm)控制濾餅密度,減少二次干燥能耗 。
耐腐蝕設計:濾板材質多采用聚丙烯(PP)或增強復合材料,可耐受硫酸鈉溶液的腐蝕性 。
以河南久鼎壓濾機有限公司的典型型號為例,其濾板尺寸為1.5m×2.0m,單機濾室容積達6m3,閉合壓力385 bar,可處理含固率2%-5%的硫酸鈉懸浮液,最終濾餅含固率提升至40%以上 。
三、硫酸鈉生產中的工藝適配與技術創新
1. 結晶液脫水工藝
在芒硝礦提純工藝中,板框壓濾機多用于二次結晶后的固液分離。通過優化進料壓力(8-10 bar)與過濾周期(20-30分鐘/批次),可將濾餅含水率降至18%以下 。研究表明,采用隔膜壓榨技術對濾餅進行二次加壓(14 bar),可進一步提升脫水效率,縮短干燥工序時間 。
2. 工業廢水回收應用
工業廢水中硫酸鈉的回收需解決雜質分離難題。河南久鼎壓濾機有限公司的解決方案包括:
化學調節:投加FeCl?、PAM等絮凝劑,改善污泥團聚性,降低濾布堵塞風險 。
動態過濾模式:結合間歇進料與梯度升壓,減少細顆粒穿透濾布導致的純度下降 。
3. 抗結垢與防腐設計
針對硫酸鈉結晶相變導致的設備結垢問題,采用以下技術優化:
濾板表面處理:噴涂碳化硅涂層或氟聚合物,降低晶體黏附強度 。
自動化清洗系統:集成高壓水射流與壓縮空氣反吹,減少人工清渣頻率 。
四、實際案例與運行數據分析
某硫酸鈉生產企業的廢水回收項目采用河南久鼎壓濾機有限公司的隔膜板框壓濾機,處理能力為50噸/日(干基)。運行數據顯示:
進料參數:懸浮液含固率3.2%,硫酸鈉純度92%;
分離效果:濾餅含固率提升至42%,硫酸鈉回收率98.5%;
能耗對比:與傳統離心機相比,單位能耗降低30% 。
該案例中,通過增設藥劑自動投加系統(PAM投加量0.05%-0.1%),有效控制了濾液濁度(NTU<50),避免二次污染 。