摘?要：水煤漿煤渣干化處理是用煤行業(yè)環(huán)保導(dǎo)向型改造升級(jí)的科技手段，文章結(jié)合某公司水煤漿煤渣干化處理項(xiàng)目，分析了雙向自?xún)粼细苫瘷C(jī)設(shè)計(jì)要點(diǎn)，通過(guò)采用優(yōu)化處理吞吐量，應(yīng)用耐磨材料，增加除塵換風(fēng)設(shè)備等措施，提升了雙向自?xún)粼细苫瘷C(jī)的零部件使用壽命和綜合處理效果，保障尾氣處理系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

關(guān)鍵詞：水煤漿煤渣干化;雙向自?xún)粼细苫瘷C(jī);尾氣白煙;葉片磨損

一、 引言

含水量較大的煤渣污泥對(duì)于地下水質(zhì)、土壤的污染影響較大。隨著環(huán)保意識(shí)的提升和相應(yīng)政策的出臺(tái)，近年來(lái)，我國(guó)大力倡導(dǎo)采用煤渣污泥干化技術(shù)實(shí)現(xiàn)水煤漿中的水分去除，從而促進(jìn)煤炭資源的再次開(kāi)發(fā)利用，作為土壤改良劑、化學(xué)肥料等，同時(shí)，達(dá)到節(jié)能與環(huán)保的要求。文章結(jié)合某公司水煤漿煤渣干化處理項(xiàng)目，分析了雙向自?xún)粼细苫瘷C(jī)設(shè)計(jì)要點(diǎn)，以期為類(lèi)似項(xiàng)目的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)提供借鑒。

二、 ?項(xiàng)目概況

在環(huán)保導(dǎo)向型的產(chǎn)業(yè)升級(jí)指引下，為落實(shí)用煤管控要求，促進(jìn)企業(yè)生態(tài)環(huán)境建設(shè)，某石化公司決定實(shí)施煤粗渣干化環(huán)保項(xiàng)目，項(xiàng)目總投資為588萬(wàn)元。該項(xiàng)目的具體指標(biāo)要求為，能夠針對(duì)水煤漿裝置煤氣化爐下料粗渣（煤含碳量約35%），在實(shí)施工藝烘干、精制等流程后，能夠?qū)⒋衷坑?0%干化至10%左右，再轉(zhuǎn)供該公司熱電鍋爐繼續(xù)使用，提高資源的利用率。同時(shí)煤渣干化過(guò)程中產(chǎn)生的粉塵和尾氣需要進(jìn)行除臭和無(wú)害化處理。

項(xiàng)目要求該處理產(chǎn)線(xiàn)可實(shí)現(xiàn)24小時(shí)不間斷生產(chǎn)運(yùn)作，可以達(dá)到年加工煤粗渣6萬(wàn)噸，從環(huán)境保護(hù)的角度可以減少煤粗渣粉塵含量，從節(jié)能減排的角度又可以充分循環(huán)利用煤炭資源，符合了現(xiàn)有的產(chǎn)業(yè)升級(jí)理念。

三、 ?煤渣干化工藝流程

綜合考慮本案中進(jìn)裝置物料的含水率為55%，出裝置的物料的含水率為≤16%的指標(biāo)要求和現(xiàn)場(chǎng)情況，因此不宜采用直接加熱法或熱輻射法，故而本項(xiàng)目中選用的主要工藝流程是蒸汽間接傳導(dǎo)加熱干燥法，可以做到傳導(dǎo)均勻，加熱面積廣，單位時(shí)間處理吞吐量較大的特征，其工藝流程如圖1所示。

由圖1可知，蒸汽間接傳導(dǎo)加熱干燥法主要包含三個(gè)處理流程：進(jìn)料、處理和排放/出料流程。在進(jìn)料流程中，濕渣料斗位于渣場(chǎng)，采用機(jī)械裝卸方式將濕渣倒入濕渣料斗，通過(guò)螺旋輸送機(jī)進(jìn)行水煤渣污泥的轉(zhuǎn)移運(yùn)輸。處理流程采用雙向自?xún)粼细苫瘷C(jī)進(jìn)行間接加熱干燥。排放和出料流程分由除塵器和引風(fēng)機(jī)進(jìn)行尾氣處理和煤渣干料的螺旋輸送，最終運(yùn)送至干渣料斗并轉(zhuǎn)移至螺旋輸送機(jī)，通過(guò)陸運(yùn)輸送至熱力發(fā)電場(chǎng)實(shí)現(xiàn)干化煤渣的能源再利用。

四、 雙向自?xún)粼细苫瘷C(jī)的設(shè)計(jì)分析

根據(jù)干化煤渣的處理工藝，其核心處理機(jī)械設(shè)備是雙向自?xún)粼细苫瘷C(jī)，項(xiàng)目基于雙向自?xún)粼细苫瘷C(jī)的工作原理與設(shè)計(jì)難點(diǎn)，對(duì)雙向自?xún)粼细苫瘷C(jī)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。

（一）雙向自?xún)粼细苫瘷C(jī)的工作原理

從工作原理而言，雙向自?xún)粼细苫瘷C(jī)應(yīng)用的是間接蒸汽熱傳導(dǎo)干燥技術(shù)，通過(guò)熱蒸汽傳導(dǎo)實(shí)現(xiàn)水煤渣污泥中水分的轉(zhuǎn)移去除。首先通過(guò)螺旋輸送機(jī)輸開(kāi)始進(jìn)料，未脫水的水煤漿（含水量55%）運(yùn)送至雙向自?xún)粼细苫瘷C(jī)的頂部進(jìn)料口。雙向自?xún)粼细苫瘷C(jī)采用的是旋轉(zhuǎn)干燥的工藝，通過(guò)內(nèi)部轉(zhuǎn)子的攪拌推動(dòng)下，同時(shí)實(shí)現(xiàn)煤渣的干燥處理和輸送功能，即在不斷向出料口運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，通過(guò)蒸汽加熱傳熱間接干燥水煤渣，使之成為含水率在10%～16%區(qū)間的干燥產(chǎn)品。最后干化機(jī)出口通過(guò)自身所帶螺旋輸送機(jī)輸送至出料刮板輸送機(jī)，通過(guò)刮板輸送機(jī)輸送至煤渣出料料倉(cāng)，出料料倉(cāng)再卸放至卡車(chē)運(yùn)輸至熱電廠進(jìn)行熱處理，可以充分利用煤渣資源。同時(shí)，煤粗渣干化過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生對(duì)環(huán)境有污染的廢氣和粉塵，產(chǎn)生大量臭味和可吸入顆粒物，需要進(jìn)行固相和氣相的分離處理。廢氣和粉塵被引風(fēng)機(jī)抽出干化主系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)尾氣處理系統(tǒng)處理后，達(dá)標(biāo)的尾氣進(jìn)行高空排放。

因此，雙向自?xún)粼细苫瘷C(jī)主要包括與送料的接口部分，螺旋輸送機(jī)葉片攪拌結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)等組成。

（二）雙向自?xún)粼细苫瘷C(jī)的設(shè)計(jì)難點(diǎn)

在系統(tǒng)調(diào)試過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，雙向自?xún)粼细苫瘷C(jī)具有如下設(shè)計(jì)難點(diǎn)。

1. 機(jī)械部件耐磨程度低

由于雙向自?xún)粼细苫瘷C(jī)承擔(dān)著輸送和處理功能，且要保證每天24小時(shí)不間斷處理，要求雙向自?xún)粼细苫瘷C(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)具有較強(qiáng)的使用壽命和抗磨損性能。機(jī)器的磨損程度由四個(gè)因素決定，機(jī)械設(shè)備的材料特性、待處理樣品的物料特性、機(jī)械設(shè)備的使用時(shí)間以及單位時(shí)間的處理吞吐量。由于使用時(shí)間固定，待處理水煤渣的物料中顆粒度較大、硬度較大，且出于成本考慮無(wú)法增加前期處理工序，最終導(dǎo)致了干化機(jī)自帶的螺旋輸送機(jī)葉片磨損速度相當(dāng)快，不僅導(dǎo)致了機(jī)械設(shè)備維護(hù)成本的提升，還會(huì)影響生產(chǎn)節(jié)拍。

2. 白煙現(xiàn)象

干化后的煤渣含水率在10%～16%會(huì)產(chǎn)生部分廢氣和粉塵，需要進(jìn)行分離處理。然而由于干化機(jī)內(nèi)部溫度較高，再經(jīng)過(guò)引風(fēng)機(jī)的抽吸工序后，會(huì)將一部分的受熱漂浮的粉塵帶入尾氣處理系統(tǒng)，使尾氣處理系統(tǒng)處理能力下降，產(chǎn)生“白煙”現(xiàn)象，這是由于廢氣和粉塵的分離度較差導(dǎo)致的。

（三）雙向自?xún)粼细苫瘷C(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)及調(diào)試效果

根據(jù)上述工藝難點(diǎn)，首先針對(duì)干化機(jī)自帶的螺旋輸送機(jī)葉片磨損速度快的問(wèn)題，考慮到影響機(jī)械壽命的四種因素物料特性、機(jī)械材料、處理時(shí)間和處理吞吐量，可以進(jìn)行調(diào)控的部分只有機(jī)械材料和處理吞吐量?jī)蓚€(gè)部分，故而做出如下優(yōu)化設(shè)計(jì)。

1. 對(duì)于處理吞吐量的優(yōu)化，通過(guò)增大輸送機(jī)的輸送量，改善雙向自?xún)粼细苫瘷C(jī)機(jī)械葉片和待處理樣品之間的接觸界面，緩解單位面積的壓強(qiáng)分布，從而減小工作負(fù)荷減緩磨損速率。

2. 從機(jī)械材料的角度考慮，原先采用的Q235B低碳鋼硬度為120-180HB，不能承受水煤渣長(zhǎng)時(shí)間的攪拌磨損?，F(xiàn)在采用的強(qiáng)度耐磨鋼板NM400具有高達(dá)360-450HB的硬度，能夠抵抗水煤渣和干燥煤渣的攪拌磨損。

從試運(yùn)行調(diào)試的結(jié)果來(lái)看，通過(guò)輸送吞吐量的優(yōu)化和雙向自?xún)粼细苫瘷C(jī)葉片材料強(qiáng)度的提升，實(shí)際運(yùn)行時(shí)能夠有效地緩解葉片磨損的現(xiàn)象，協(xié)同提升機(jī)械設(shè)備的使用壽命，維護(hù)了正常的生產(chǎn)節(jié)拍。

此外，針對(duì)影響尾氣處理過(guò)程中廢氣和粉塵分離的因素，對(duì)粉塵的熱量控制顯得尤為重要。因此本案通過(guò)增加風(fēng)道工藝處理設(shè)備的方案實(shí)現(xiàn)對(duì)粉塵和廢氣的有效分離，實(shí)際操作中增加了旋風(fēng)除塵器、換熱器及更換風(fēng)機(jī)，這樣可以?xún)?yōu)化風(fēng)道結(jié)構(gòu)，通過(guò)旋風(fēng)實(shí)現(xiàn)高效的固相、氣相分離技術(shù)，在尾氣處理系統(tǒng)前去除絕大部分粉塵，同時(shí)也可以將尾氣溫度先進(jìn)行一次冷卻，降低尾氣溫度，從而進(jìn)一步保證后面的尾氣處理系統(tǒng)正常的工作狀態(tài)。

從試運(yùn)行的結(jié)果來(lái)看，采用了新增風(fēng)道優(yōu)化設(shè)備之后，粉塵進(jìn)入尾氣處理系統(tǒng)的概率大幅度降低，有效減少了白煙現(xiàn)象的產(chǎn)生，不僅實(shí)現(xiàn)了廢氣與粉塵較大程度的氣固分離，同時(shí)還維護(hù)了尾氣處理系統(tǒng)的使用壽命。

五、 總結(jié)

文章通過(guò)對(duì)雙向自?xún)粼细苫瘷C(jī)運(yùn)行過(guò)程中機(jī)械磨損和尾氣“白煙”問(wèn)題現(xiàn)象的成因分析，針對(duì)性地調(diào)整了煤渣污泥的輸送量、螺旋輸送葉片材質(zhì)和粉塵、廢氣分離風(fēng)道系統(tǒng)，取得了良好的收效。該項(xiàng)目設(shè)計(jì)思路可以推廣應(yīng)用于相關(guān)的污泥干化分離項(xiàng)目。

參考文獻(xiàn)：

[1]章耀，張友根，郭自明，等.WG型污泥干化機(jī)成套裝置的特點(diǎn)及工程應(yīng)用%Characteristics and Engineering Application of WG Sludge Drying Machine Set[J].中國(guó)給水排水，2010，26（24）：119-120.

[2]徐曉，盧江，董金善.空心槳葉干燥機(jī)的設(shè)計(jì)[J].裝備制造技術(shù)，2008（9）：110-112.

作者簡(jiǎn)介：傅崇駿，南京益能環(huán)境工程有限公司。