1 現(xiàn)狀及分析
傳統(tǒng)的煤氣化領(lǐng)域中,所用的細(xì)渣脫水設(shè)備多為真空帶式過濾機(jī),但往往運(yùn)行幾年就會(huì)浮現(xiàn)出一些問題:
(1)污染嚴(yán)重。真空袋式過濾機(jī)是敞開式設(shè)備,細(xì)渣和灰水在濾布上運(yùn)行,完全暴露在空氣中,灰水的蒸發(fā),細(xì)渣的外漏對(duì)周圍空氣和環(huán)境造成污染,對(duì)設(shè)備造成一定程度的腐蝕。
(2)日常維護(hù)費(fèi)用高。真空帶式過濾機(jī)每年在濾布,沖洗水和用電方面需要投入大量經(jīng)費(fèi)。
基于上述問題,為解決真空帶式過濾機(jī)的環(huán)境問題與運(yùn)行成本問題,需要一種新型的分離方法。目前個(gè)別煤氣化裝置開始采用臥螺離心機(jī)作為細(xì)渣分離設(shè)備。離心機(jī)相對(duì)傳統(tǒng)真空帶式壓濾機(jī)而言,屬于新型的脫水分離設(shè)備。細(xì)渣顆粒微觀表面粗糙、多孔隙,易于附著和隱藏水分,不適用真空皮帶機(jī)以及壓濾機(jī)等濾布類脫水機(jī),給物料一定的離心力后水分比較容易從孔隙中脫除,可以確定該物料適宜用臥螺離心機(jī)進(jìn)行脫水分離處理。
目前某大型煤氣化裝置二期灰水處理系統(tǒng)中細(xì)渣脫水部分就將真空帶式過濾機(jī)改為臥螺離心機(jī)。灰水處理工序中的澄清系統(tǒng)和細(xì)渣離心機(jī)均為2個(gè)系列。從氣化爐和洗滌塔排出的高溫灰水經(jīng)減壓閃蒸,被濃縮后通過澄清槽進(jìn)料泵送入澄清槽,在澄清槽中設(shè)置緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)的澄清槽耙料機(jī),將沉淀的細(xì)渣推至澄清槽底部出口。澄清槽底部的細(xì)渣漿經(jīng)過濾機(jī)給料泵抽出送至離心過濾系統(tǒng)。過濾機(jī)給料泵送來的黑水進(jìn)入細(xì)渣離心機(jī)進(jìn)行離心過濾,濾液在濾液槽中收集后,通過濾液泵返回至澄清槽中,過濾出的濾渣送出界外處理。
2 兩種設(shè)備對(duì)比
2.1 原理對(duì)比
真空帶式過濾機(jī)是用物料重力和真空作為推動(dòng)力,當(dāng)液體通過過濾介質(zhì)時(shí),固體顆粒被截留從而達(dá)到固液分離效果的一種設(shè)備。多存在水耗高、跑漿、濾布磨損更換頻率的問題,同時(shí)真空皮帶機(jī)過濾后的細(xì)渣含水率遠(yuǎn)不能達(dá)到二次運(yùn)輸堆滲問題,后續(xù)的煤化工氣化爐數(shù)量和單體備煤量都大幅上升,遠(yuǎn)不能滿足當(dāng)前的環(huán)保排放許可證制度和水耗的控制。
臥式螺旋沉降離心機(jī)簡稱為臥螺離心機(jī),是一種臥式螺旋卸料,可連續(xù)操作的離心分離沉降設(shè)備。臥螺離心機(jī)一般可分為臥式螺旋過濾離心機(jī)和臥式螺旋沉降離心機(jī)。懸浮液由中心進(jìn)料管進(jìn)入,在離心力作用下,轉(zhuǎn)鼓內(nèi)形成一個(gè)環(huán)形液池,重相顆粒沉降到轉(zhuǎn)鼓內(nèi)表面形成沉渣,由于液壓差速器差動(dòng)作用使螺旋推料器與轉(zhuǎn)鼓間形成相對(duì)運(yùn)動(dòng),沉渣被螺旋推到轉(zhuǎn)鼓小端干燥區(qū)進(jìn)一步脫水后經(jīng)出渣口排出,液相通過轉(zhuǎn)鼓大端溢流擋板進(jìn)行調(diào)節(jié),分離后的液相經(jīng)轉(zhuǎn)鼓大端蓋上有圓形排列的溢流孔排出。沉渣和分離液分別被收集在下罩殼內(nèi)由重力卸出機(jī)外。臥螺離心機(jī)是一種高效的離心分離設(shè)備,選擇合適的離心機(jī)不僅可以解決生產(chǎn)問題、提高工作效率,同時(shí)能節(jié)約生產(chǎn)成本,降低經(jīng)營風(fēng)險(xiǎn)。
2.2 參數(shù)對(duì)比
某大型煤氣化裝置二期投煤量為140989kg/h(干基),其中細(xì)渣量為5868kg/h(干基),細(xì)渣漿為39120kg/h,將其與一期項(xiàng)目的真空帶式過濾機(jī)進(jìn)行參數(shù)對(duì)比,結(jié)果如下:
選用機(jī)型
真空帶式過濾機(jī)
臥螺式離心機(jī)
進(jìn)料量(m3/h)
80~90
40/44(含固量15%)
進(jìn)料含固量(wt%)
15
15(范圍8~20)
出渣量(干基)(t/h)
9.6
12/13.2
出渣含水率(wt%)
60
<55
清液含固量(mg/L)
<50
某化工廠對(duì)臥式螺旋離心機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。用手抓一把離心機(jī)出泥擠壓后無明顯出水,現(xiàn)場(chǎng)目測(cè)離心機(jī)濾餅要比過濾機(jī)泥餅干。分離后的固相含水≤55%,液相固含量≤50mg/L,從測(cè)試結(jié)果看臥螺式離心機(jī)出渣含水率和清液含固量較真空帶式過濾機(jī)更低,固液分離效果更好。
2.3 綜合對(duì)比
臥螺離心機(jī)的分離煤灰水與設(shè)計(jì)脫水含水率基本一致,脫水后的細(xì)渣含水率可以穩(wěn)定控制在55wt%以下,結(jié)合煤氣化灰水處理的現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行情況,對(duì)真空帶式過濾機(jī)與臥螺離心機(jī)的經(jīng)濟(jì)能耗和性能進(jìn)行綜合比較。
(1)真空過濾機(jī)與臥螺離心機(jī)性能對(duì)比。
序號(hào)
名稱
真空過濾機(jī)
臥螺離心機(jī)
1
脫水泥餅含水率
65%
57%
2
清液含固率
60mg/L
清液澄清
3
占地面積
130㎡
12㎡
4
人員操作
小
可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自控
5
輔助設(shè)備
多(真空泵、沖洗水)
無
6
環(huán)境條件
敞開式,會(huì)產(chǎn)生二次污染
密封管道
7
日常維護(hù)費(fèi)用
更換濾布等
只有潤滑
8
運(yùn)行可靠性
有跑偏現(xiàn)象
連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行
9
功率消耗
大
10
基建投資
11
自動(dòng)化程度
偏高
高
12
噪聲
80~90db
85~90db
(2)真空過濾機(jī)與臥螺離心機(jī)運(yùn)行成本對(duì)比。
項(xiàng)目
單位
單價(jià)(元)
不加絮凝劑的離心機(jī)
消耗量
價(jià)格(萬元)
電
kW/年
0.56
960000
53.76
3136000
175.616
沖洗水
m3/年
238.1
0.19
76000
60.8
濾布
條/年
20000
20
合計(jì)
萬元
53.95
256.42
通過實(shí)驗(yàn)與現(xiàn)有的真空帶式過濾機(jī)對(duì)比,臥螺離心機(jī)主要有以下優(yōu)勢(shì):
①離心機(jī)泥餅含水率比真空過濾機(jī)濾餅含水率低,泥餅干度更高。
②離心機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊,占地面積小,真空過濾機(jī)廠房大,基建投資大。
③離心機(jī)自動(dòng)化程度高,人員操作強(qiáng)度低。
④離心機(jī)易損件比真空過濾機(jī)少且日常維護(hù)方便簡單。
⑤過濾機(jī)為敞開式,而離心機(jī)為全封閉式,二次污染少,使用后現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境清潔干燥。
⑥離心機(jī)用電及沖洗水相比過濾機(jī)大幅減少,從而降低能耗,節(jié)約成本。
3 結(jié)語
綜上所述,使用臥螺離心機(jī)能提高實(shí)際運(yùn)行和生產(chǎn)效率,起到節(jié)能降耗的作用,其在運(yùn)行成本、提高分離效率、減少環(huán)境污染(包括二次污染)等方面均有不錯(cuò)的表現(xiàn),具備一定的技改優(yōu)勢(shì)。