三相臥螺離心機(jī)在焦油生產(chǎn)中的應(yīng)用
行業(yè)動(dòng)態(tài)
焦油含水、帶渣量的控制是焦油加工的重要環(huán)節(jié)。2005年湘潭鋼鐵公司焦化廠使用了三相臥螺離心機(jī)，經(jīng)過近2個(gè)月的調(diào)試，焦油含水、帶渣量明顯下降，質(zhì)量有了很大提高。
一、存在問題
自從4#焦?fàn)t投產(chǎn)和實(shí)行高壓氨水無煙裝煤后，該廠焦油帶渣帶水嚴(yán)重，再加上機(jī)械化氨水澄清槽實(shí)行間斷性壓油，靠操作經(jīng)驗(yàn)判斷油位、油質(zhì)，導(dǎo)致壓出的焦油含水量達(dá)10%，帶渣更是一大難題。由于焦油渣沉積覆蓋了加熱器，使焦油溫度無法達(dá)到80～90℃，焦油含水達(dá)不到4%的質(zhì)量要求。焦油加工系統(tǒng)常常出現(xiàn)阻力大、爐管穿孔等問題，在生產(chǎn)中需將焦油再次脫水，這對(duì)設(shè)備的腐蝕非常大，給生產(chǎn)帶來惡性循環(huán)，增加了勞動(dòng)強(qiáng)度和生產(chǎn)成本，同時(shí)減少了焦油貯槽的有效容積。
二、方案選擇
經(jīng)方案比較后，我廠決定使用三相臥螺離心機(jī)，并將生產(chǎn)工藝改為：從機(jī)械化氨水澄清槽壓出的焦油進(jìn)入新焦油中間槽，用焦油泵將焦油送入離心機(jī)處理。分離出的焦油送入焦油貯槽再次脫水，氨水進(jìn)入地下槽，焦油渣進(jìn)入渣池后送到煤場(chǎng)處理，將原有的焦油中間槽保留作為備用。另外，在新建焦油中間槽內(nèi)增添攪拌器和加熱器，以防止焦油渣沉積。
2.1 離心機(jī)的生產(chǎn)原理
該廠使用的Z4E-4/441臥螺離心機(jī)，處理能力（理論值）為15m3/h，轉(zhuǎn)筒速度為4000r/min（可調(diào)），轉(zhuǎn)筒與螺旋差速為1-20r/min。其工作原理為：物料通過供料管進(jìn)入高速旋轉(zhuǎn)的螺旋，在離心力的作用下，密度大的固相焦油渣沉降到轉(zhuǎn)筒壁上，由螺旋輸送器輸送到轉(zhuǎn)筒的錐體端，從排料口排入焦油渣槽。焦油和氨水形成同心圓環(huán)，輕相液體（氨水）在轉(zhuǎn)筒的內(nèi)層，通過輕相液體排放口排出，重相液體（焦油）在轉(zhuǎn)筒外層，通過重相液體排放口排出。不同液體環(huán)的厚度通過可變?nèi)~輪來調(diào)節(jié)。要使離心機(jī)生產(chǎn)達(dá)標(biāo)，必須調(diào)好焦油的溫度、流量、轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)速、扭矩、堰高幾大因素。
2.2 離心機(jī)的調(diào)試
因?yàn)樵搹S只用1臺(tái)臥螺離心機(jī)，而該廠的焦油產(chǎn)量約為160t/d，從機(jī)械化氨水澄清槽出來的焦油含油6%～10%的水和大量焦油渣，調(diào)試方案如下：
（1）控制進(jìn)料量為8～12m3/h，使離心機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行，進(jìn)料量少則無法滿足生產(chǎn)需要，進(jìn)料量過大則會(huì)出現(xiàn)斷料現(xiàn)象，離心機(jī)生產(chǎn)就會(huì)出現(xiàn)波動(dòng)，相關(guān)參數(shù)就需要重新設(shè)定調(diào)試。
（2）在確定進(jìn)料量后，逐步調(diào)試焦油的溫度、離心機(jī)的轉(zhuǎn)速、扭矩和堰高。經(jīng)過近2個(gè)月的生產(chǎn)調(diào)試，找到了較合理的參數(shù)和相應(yīng)規(guī)律。
（3）焦油溫度必須達(dá)到80℃以上，但又不能超過95℃，因?yàn)橛蜏卦降停褂宛ざ仍酱?，?duì)焦油的水渣分離不利；油溫越高，對(duì)離心機(jī)本身損害越大，設(shè)備本身不允許。
（4）離心機(jī)轉(zhuǎn)速越快，脫水分離效果越好，但軸承溫度也越高，在高溫天氣運(yùn)行時(shí)，容易造成軸承高溫報(bào)警。
（5）焦油質(zhì)量的穩(wěn)定性。從生產(chǎn)數(shù)據(jù)來看，焦油含水在不大于6.5%的情況下，脫水后能達(dá)到含水2%左右。但焦油的含渣量會(huì)對(duì)離心機(jī)的穩(wěn)定生產(chǎn)造成較大影響。焦油含渣越多，進(jìn)料管道和進(jìn)料泵易堵塞，對(duì)進(jìn)料泵的磨損也越大，同時(shí)也會(huì)使離心機(jī)扭矩增大，造成報(bào)警停機(jī)。目前離心機(jī)的出渣量在1t/d左右，但由于焦油含渣和水給生產(chǎn)帶來的問題已由7次/月降到2次/月，效果還是理想的。
通過比較和分析，總結(jié)出理想的操作參數(shù)如下：
轉(zhuǎn)速：3500～3650r/min。
扭矩：19%。
堰高：275～280mm。
處理量：8～12m3/h。
焦油溫度：80～90℃。
三、實(shí)施效果
（1）焦油貯槽的含渣量明顯減少。以前需1年清渣1次，現(xiàn)在為5年1次。
（2）焦油含水明顯減少。原來靜置脫水后的焦油含水量在4%～6%，現(xiàn)在基本小于2%，使焦油蒸餾系統(tǒng)生產(chǎn)正常。
（3）操作工的勞動(dòng)強(qiáng)度大大減小，節(jié)約了大量蒸汽、檢修成本和二次脫水成本，每年還可節(jié)約清渣費(fèi)用4萬元左右。
四、結(jié)論
從總體情況看，該廠焦油質(zhì)量有很大的改善，含水率基本保持在2%以下，但還有較大的提升空間。通過加強(qiáng)對(duì)機(jī)械氨水澄清槽的壓油操作，可以將離心機(jī)處理后的焦油含水降到1.5%以下，這樣就可以減少甚至不需要焦油再次澄清時(shí)間，節(jié)約焦油貯槽空間。
