臥螺離心機(jī)在煤氣化中的應(yīng)用
行業(yè)動(dòng)態(tài)
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） | ＜55 | ＜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 | 小 |
10 | 基建投資 | 大 | 小 |
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) | 真空帶式過濾機(jī) | ||
消耗量 | 價(jià)格（萬元） | 消耗量 | 價(jià)格（萬元） | |||
電 | kW/年 | 0.56 | 960000 | 53.76 | 3136000 | 175.616 |
沖洗水 | m3/年 | 8 | 238.1 | 0.19 | 76000 | 60.8 |
濾布 | 條/年 | 20000 | 10 | 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)。
