張立偉 ,李世龍 ,陳智斌 ,段國聰 ,彭小華,李 冰
摘要:論述了連續煉油工藝中碟式離心機結垢的原因,以及離心機結垢后對產品質量、產量和精鍊率的影響,最終找出了解決離心機結垢的方法。
關鍵詞:碟式離心機;結垢;清理;生產
隨著技術的進步和人民生活水平的提高,色拉油和高級烹調油的市場需求日益擴大,油脂精鍊廠家的生產規模也越來越大,油脂精鍊工藝也日趨先進。目前,國內日處理50 t 毛油以上的煉油車間一般採用連續煉油工藝,碟式離心機是連續煉油工藝中的關鍵設備,它是用來分離油脂與油腳或皂腳的,保持離心機碟片和轉鼓光潔亮滑的分離面,有利於上述物料的分離。不僅可以降低油腳或皂腳中的中性油含量、提高精鍊率,而且還能保證產品質量的穩定性。
1 碟式離心機結垢的原因
碟式離心機分離油脂與油腳或皂腳是通過離心機內轉鼓和轉鼓內的一組碟片來完成的。油和皂或磷脂的混合物通過下分配器進入碟片組,在每張碟片間隔內利用薄層分離原理使油與皂或磷脂分離,油沿著碟片表面向上流,由輕相的小向心泵排出;皂腳或油腳沿著碟片表面向下滑,經轉鼓內壁后,由重相的大向心泵排出。油中的少量機械雜質定時從滑動活塞與轉鼓蓋密封面間自動排出[1 ] 。
離心機經過一段時間的運轉后,碟片和轉鼓的表面會結垢,如不及時清理,不但嚴重影響離心機的分離效果,造成油腳或皂腳中的中性油含量增加,煉耗增大;而且還會降低單機設備的產量,造成油中的皂腳或油腳分離不完全,影響產品的質量。造成離心機碟片結垢的原因有如下幾個方面:
1.1 毛油質量
預榨毛油在進入精鍊車間前,不同廠家會採用不同的過濾工藝進行處理,如果過濾效果不好,預榨毛油中會含有較多的油料碎屑、泥灰等雜質。毛油在進行水化或鹼煉時,離心機經過一段時間運轉后,雜質會在離心機碟片上結垢。
浸出毛油雖然經過過濾、鹽析等處理工序,但毛油中仍含有粕沫、磷脂和其他有機雜質,毛油在進入精鍊車間水化或鹼煉時,這些雜質也會在離心機碟片上結垢。
1.2 水質
一般精鍊油廠不重視離心機的工藝用水和操作用水的水質,在實際生產時,常採用未經處理的自來水、地下井水或江河湖泊的天然水,這些水的硬度嚴重超標,離心機在滿足正常生產的工藝溫度下,經過一段時間的連續運轉,水中的鈣、鎂離子就會在離心機轉鼓內部的碟片和用水通道中結上一層水垢,嚴重影響離心機的分離效果。
1.3 離心機的操作
離心機運轉不正常或操作不好,離心機的排渣工作不徹底,未能及時有效地排出轉鼓內的固體雜質,經過一段時間的連續運轉,就會造成離心機的碟片結垢,嚴重者甚至會使轉鼓堵塞,導致離心機無法正常工作。
1.4 離心機的工作溫度
正常運轉的離心機長期處在90 ℃的高溫下,由於毛油中含有少量雜質和磷脂,水中含有少量無機鹽,離心機經過一段長時間的連續運轉,這些物質會在離心機碟片和用水部位結垢,並且越來越多,造成離心機分離困難[2 ] 。
2 離心機結垢對生產的影響
2.1 影響產品質量
離心機結垢后,重相通道被堵塞,油與磷脂或皂的分離中心線逐漸向輕相邊緣靠近,致使部分油腳或皂腳從油中帶出,造成油脂分離效果不好,嚴重影響了產品質量。在生產水化二級油時,常常表現在280 ℃加熱試驗不合格,達不到國標二級油標準,如果進行回煉,不僅造成油脂損耗的增加,而且也會造成輔助材料消耗的增加;生產脫酸油時,常常表現在油中皂腳含量過高,水洗困難,水洗后脫酸油中皂的含量無法達到生產工藝要求,如不進行處理,將會影響脫色和脫臭的工藝效果及產品質量。
2.2 降低產品的精鍊率
離心機結垢后,重相和輕相不能完全分離,大量油脂進入皂腳或油腳中,造成油腳或皂腳中的中性油含量增加,煉耗加大,精鍊率降低。
2.3 降低設備的產量
離心機結垢后,其主動有效的分離面積被減少,在正常生產的情況下,離心機的產量就會降低。同時,重相通道由於結垢而被堵塞,為保證產品質量,必須提高離心機輕相出口背壓,增加排渣次數,這樣離心機的產量就會降低。
2.4 脫酸油水洗困難
結垢的離心機在生產脫酸油時,由於皂腳分離不好,脫酸油中皂的含量過高,一次水洗無法達到脫酸油中含皂量的要求,必須進行二次或三次水洗才能達到標準,不但會造成中性油的損失,也會增加輔助材料的消耗,增加生產成本。
2.5 影響設備密封
離心機結垢后,往往轉鼓內的其他部件也會結垢,包括轉鼓密封圈及其溝槽,這些部位結垢如果清理不幹凈,會影響離心機上各種密封件的密封,導致設備運轉不正常,嚴重的甚至會造成密封件損壞。
3 離心機結垢的解決辦法
離心機結垢的有些因素是不可避免的,如水化或鹼煉的工藝操作溫度,毛油中含有少量雜質。但是,我們可以通過努力,盡量提高毛油和水質質量,延長離心機結垢的周期,減少離心機清理的次數。
離心機結垢的主要部位是重相通道和碟片的內外表面。離心機結垢后,如果能夠及時清理,這在很大程度上會減輕結垢對生產的影響,也不會造成結垢質十分堅硬,導致最後無法清理。
為了減少離心機的結垢,首先,必須保證毛油和水質的質量;其次,應根據離心機結垢的情況對離心機進行定期清理。
3.1 保證毛油質量
為了減少離心機的結垢,毛油的清理一定要充分完全,達到離心機的工作要求,油中的雜質含量不得超過0.3 %。
對於預榨毛油,因其雜質含量高,在經過扒渣機和澄油箱初清后,必須再進行精過濾。對小型油廠,可採用板框過濾機;對於大中型油廠,一般採用阿瑪過濾機或卧螺離心機。在生產國產菜籽時,因原料含雜高,清理不徹底,常常導致毛油中含泥灰較多而造成過濾困難。在這種情況下,可採用在毛油中添加助濾劑,如:鋸末或粗粒米糠等來幫助過濾,既可提高過濾速度,又可使濾餅容易成型,易吹乾和振動[3 ] 。
對於浸出毛油,過去常採用旋液分離器或箱式過濾器進行初過濾。然後,再進行鹽析、蒸發與汽提。在初過濾后,毛油中雜質含量仍然較高,造成鹽析困難,過多的雜質又會帶走部分油脂和溶劑,導致損耗增大。建議採用混合油過濾機代替旋液分離器或箱式過濾器,這樣,既可以降低毛油中雜質含量,又可以避免蒸發器和汽提塔的結垢。
3.2 離心機工藝和操作用水採用軟化水
離心機長期在90 ℃左右的高溫下工作,如果工藝和操作用水不進行水質處理,水中的鈣、鎂離子會在離心機的碟片和用水部位上結垢。對於大中型的精鍊油廠,應在精鍊車間內配備單獨的軟化水處理設備,如果車間內沒有條件單獨設立水質處理設備,可使用鍋爐軟化水和蒸汽冷凝水,既可節約能源,又可保證離心機工藝用水的要求,不使水垢集結在碟片和用水部位而影響生產。
一般情況下,離心機用水的硬度應低於7 個英國硬度,水中的氯離子含量不超過100 mg/ l ,pH 值在6.5～7.5 之間,超過以上幾個方面的指標,必須對水質進行處理。
精鍊車間使用的軟化水除了離心機的轉鼓沖洗水外,配鹼液的水、稀釋磷酸的水、水化用水和水洗用水都應採用軟化水。
3.3 正確選擇排渣和沖洗時間
離心機在正常運轉中,不能輕易停機打開清理,因為清理一次需要較長時間。因此,在生產中為了減少離心機的結垢,必須進行有目的地沖洗。在沖洗時,首先應停止進料,關閉進料閥門,打開沖洗水閥門,按動全排渣按鈕,進行徹底的排渣來緩解離心機的結垢。
在離心機操作時,選擇好排渣周期和瞬間時間是十分必要的。生產時可根據毛油質量情況和油腳或皂腳中的中性油含量情況來進行時間設定。一般排渣周期時間定為10 min～20 min ,瞬間時間定為0.3 s～0.9 s ,沖洗時間定為30 s～60 s。
3.4 定期對離心機進行人工清理
根據不同的毛油質量情況,結合生產過程中的油脂品質和水質檢測結果,以及摸索到的離心機結垢的規律性,制定一個清理計劃,定期對離心機進行清理。一般1～2 個月清理一次,或在生產間隙中進行清理,但不需要在每次停機后都進行清理。在拆開離心機進行清理時,在清理前最好使用熱鹼水浸泡1 d～2 d ,這樣清理碟片時就比較容易。
在清理離心機時,對碟片和轉鼓的清理不能使用金屬刮刀或金屬刷子,而應選用竹片或硬木鏟刀。每次清理時,應注意清理密封圈的溝槽,並更換密封圈。如果發現滑動活塞密封圈邊緣磨損時,可用砂輪磨掉毛邊,但不得將密封面損壞。轉鼓底部操作水的進出口小孔應仔細清理,以保證自動排渣系統的正常工作。
4 結束語
綜上所述,造成離心機結垢的原因是多方面的。為避免離心機結垢而影響正常生產,首先,應保證毛油質量及用水的水質;其次,應根據精鍊車間的設備和工藝情況,對離心機工作崗位制定嚴格的操作規程和崗位責任制,提高職工的素質和操作水平。在生產中,根據毛油和成品油的質量情況,隨時調整離心機的工作參數,保證離心機的正常運轉。同時,應根據產品質量和離心機的運轉情況,定期對離心機進行清理,以保證離心機的使用效果達到最佳狀態。
