巴陵石化公司煤化工部 湖南 岳陽 414003

1 概述

殼牌煤氣化裝置采用的流程是原煤在磨煤與干燥系統(tǒng)中經(jīng)過研磨和干燥后,通過煤粉加壓與輸送系統(tǒng),送進氣化爐的煤燒嘴,粉煤在氣化爐中與蒸汽、氧氣氣流發(fā)生反應(yīng),產(chǎn)生合成氣與熔渣。從氣化爐頂部出來的合成氣被經(jīng)過濕洗激冷,然后在合成氣冷卻器中進一步冷卻。大部分渣在氣化爐底部以熔渣的形式從氣化爐出來,在渣水池分散成小玻璃狀渣塊。合成氣所夾帶的飛灰在干法脫灰單元中由一個高溫高壓過濾器去除并通過灰鎖斗系統(tǒng)排出,基本不含飛灰的合成氣最后進入濕洗單元,在渣池收集的渣通過鎖斗系統(tǒng)排放,通過撈渣機與水分離,再經(jīng)過傳送帶裝車。排放的污水先經(jīng)過氣提脫除硫化氫及其它酸性氣體,然后澄清,同時加入絮凝劑,使其固體懸浮物絮凝結(jié)合、自然沉淀,沉降至澄清槽底部。上層清液回用,底部灰漿進一步濃縮后,再通過分離設(shè)備進一步固液分離后形成濾餅。在灰漿的過濾上,早期采用真空帶式過濾機,后通過技改采用臥式螺旋卸料沉降離心機,兩者的使用情況如下。

2 真空帶式過濾機

2．1 結(jié)構(gòu)與工作原理 真空帶式過濾機結(jié)構(gòu)主要由濾帶、真空系統(tǒng)、驅(qū)動裝置、加料裝置、濾布調(diào)偏裝置、濾布洗滌裝置和機架等部件組成。它以濾布為過濾介質(zhì),料漿由加料器被均布在濾布上,濾盤和濾布同步向前移動,濾布上的料漿在真空吸力的作用下進行抽濾,直到真空盤碰到接近開關(guān)限位裝置后切斷真空為止。此時濾布在主動輥帶動下繼續(xù)以同一速度前移,而真空盤碰到接近開關(guān)限位裝置后,真空切換閥動作,使濾盤立即釋放真空,真空濾盤被返回氣缸迅速拖回原始位置,這樣周而復(fù)始進行真空抽濾過程。濾布上的料漿,經(jīng)真空抽濾,吸干后利用刮刀裝置將其剝離裝車。

2．2 運行情況分析 真空帶式過濾機主要以濾布為過濾介質(zhì),濾布的面積的大小決定了處理能力的大小,設(shè)備占地面積較大,基建費用較高,同時其為敞開式設(shè)備,存在水氣、物料外溢造成周圍空氣和環(huán)境污染,操作環(huán)境較差。

日常運行中,絮凝劑會和細(xì)小的濾餅顆粒附著于真空過濾機濾布上,造成過濾效果差,濾布使用周期較短,更換濾布的成本較高。因此在使用過程中為更好的保證沖洗效果,延長濾布壽命,采用大量的沖洗水來對濾布進行沖洗,由于沖洗水溫度低,不能有效地沖洗濾布,改用冷凝液換熱后沖洗。水溫調(diào)至60－70℃沖洗效果最好 ,改用熱水后濾布使用壽命可以延長到30天左右。但濾布裝置用水量大,水處理成本高,真空過濾機還存在更換滾筒、軸承頻繁,維護頻率高,濾布裝置為保證正常運行一天維護4次以上,濾液含固率不能達標(biāo),經(jīng)過真空帶式過濾機處理后的濾餅含水率超過60%。無法外送到電廠燃煤摻燒,只能廢棄處理。

3 臥螺離心機

3．1 結(jié)構(gòu)與工作原理 臥螺離心機為逆流臥式螺旋卸料沉降離心機,臥螺離心機主要是由螺旋推料器、轉(zhuǎn)鼓與液壓差速器三個關(guān)鍵部件組成。在主驅(qū)動電機帶動下進行高速旋轉(zhuǎn)從而形成離心力,由于離心力的作用,物料中密度大的固體顆粒物沉積在轉(zhuǎn)鼓的內(nèi)壁上,工作時螺旋體通過液壓差速器驅(qū)動與轉(zhuǎn)鼓作不等速的相對運動,螺旋推料器不斷將沉積在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁上的固體顆粒物刮下來并從排渣口推出,分離后的清液經(jīng)過螺旋推料器螺旋內(nèi)液層通道從轉(zhuǎn)鼓溢流口排出。從而實現(xiàn)固液分離過程。

離心機主要部件有:轉(zhuǎn)鼓、螺旋推料器、主驅(qū)動電機、液壓差速器系統(tǒng)、外殼、底座、隔振器、連接件及控制系統(tǒng)等。

3．2 運行情況分析 臥螺離心機分離物料的主要部件為高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)鼓部件,整個轉(zhuǎn)鼓部件被密封在不銹鋼機殼中,結(jié)構(gòu)緊湊,占地面積小,物料全部處于封閉空間,操作環(huán)境好。

臥螺離心機依靠離心力使濾餅中的固相和液相分離,運行過程中不使用沖洗水,僅在離心機啟動和停止的過程中需要少量沖洗水。日常的運行維護中僅需要對離心機軸承定期進行潤滑,液壓系統(tǒng)的液壓油及濾芯進行更換,維護成本較低。

經(jīng)離心機處理后的的濾餅含水率約50%,滿足電廠摻燒的技術(shù)要求,平均每天產(chǎn)生約50噸濾餅,濾餅中干固部分含碳60－73%,燃燒值(2000大卡/公斤),通過運輸至電廠摻燒,產(chǎn)生的經(jīng)濟效益達到100元/噸。

3．3 離心機結(jié)構(gòu)的優(yōu)化與改造 針對臥螺離心機運行過程中存在的問題:離心機振動主要來由轉(zhuǎn)鼓外部物料堆積和螺旋推料器磨損引起的轉(zhuǎn)子動平衡失效導(dǎo)致,優(yōu)化后的離心機轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁、螺旋推料器端面采用特殊的耐磨陶瓷貼片保護,極大降低了設(shè)備的磨損,同時降低了離心機運行振動值,延長了設(shè)備的使用壽命。

3．4 運行參數(shù)

項目 數(shù)據(jù) 項目 數(shù)據(jù)運行功率(KW) 75 濾餅含水率(%) 50%占地面積(m2) 7．7 濾液含固率(%) ≤0．001處理能力(m3/h) 27 沖洗水用量(m3/h) 無

4 兩種設(shè)備的經(jīng)濟性分析

4．1 運行成本對比

項目 單位 單價(元)真空帶式過濾機 臥螺離心機用量(×104)成本(萬元)用量(×104)成本(萬元)電 千 瓦 時 0．568 45．6 25．90 60 34．00新 鮮 水 噸 1．3 5．76 7．48 0．14 0．18高溫冷凝水 噸 138 1．44 198．72 0 0污水處置 噸 6 7．20 43．20 0．14 0．86備 件 / 42．00 15．00合 計 317．31 50．13按1年連續(xù)生產(chǎn)330天的耗用量計算。

4．2 產(chǎn)出效益對比

項目 真空帶式過濾機(萬元/年)臥螺離心機(萬元/年) 備注濾餅產(chǎn)生效益 0 165 50噸×100元/噸×330天按1年連續(xù)生產(chǎn)330天的產(chǎn)量計算。

5 結(jié)論

通過對真空帶式過濾機與臥螺離心機的運行效果與成本。的分析,離心機結(jié)構(gòu)緊湊,占地面積小,全封閉式結(jié)構(gòu),環(huán)境污染小,單位處理能力下耗電、耗水更少,更加節(jié)能環(huán)保由于離心機處理后的濾餅含水率更低,可資源化利用,每年產(chǎn)生的經(jīng)濟效益約480萬。離心機具有明顯的節(jié)能、環(huán)保、經(jīng)濟性優(yōu)勢。