三相臥螺離心機(jī)在焦油預(yù)處理過(guò)程的應(yīng)用
行業(yè)動(dòng)態(tài)
進(jìn)行焦油氨水分離和對(duì)焦油脫水脫渣是安鋼焦化廠鼓冷工序冷凝崗位的重要生產(chǎn)任務(wù)。冷卻后的氨水焦油混合液從焦?fàn)t吸煤氣主管道經(jīng)氣液分離器后流入機(jī)械化焦油氨水澄清槽，在槽內(nèi)經(jīng)過(guò)澄清分為三層：上層為氨水（比重1.01～1.02）；中層為焦油（比重1.17～1.20）；下層為焦油渣（比重1.25）。沉淀下來(lái)的焦油渣由刮渣機(jī)連續(xù)刮送至漏嘴處排出槽外。焦油則通過(guò)液面調(diào)節(jié)器流至焦油中間槽（部分送至循環(huán)洗萘），再用中轉(zhuǎn)焦油泵送入焦油脫水槽，靜置脫水后送焦油車間處理。其中焦油含水量是外送焦油的主要控制指標(biāo)。為進(jìn)一步降低焦油含水及帶渣量，減少焦油加工工序加熱靜置脫水時(shí)間，安鋼焦化廠于2006年12月選型并安裝了一臺(tái)三相臥螺離心機(jī)。經(jīng)過(guò)一年多的運(yùn)行，焦油含水含渣量明顯下降，提高了焦油質(zhì)量。
1 三相臥螺離心機(jī)安裝前的焦油氨水分離工藝簡(jiǎn)述
利用焦油氨水密度差進(jìn)行重力沉降分離的機(jī)械化澄清槽具有定時(shí)、間歇排放焦油及操作方便的特點(diǎn)，是國(guó)內(nèi)較成熟的焦油氨水分離系統(tǒng)工藝流程。焦油從機(jī)械化澄清槽通過(guò)壓油裝置自流入焦油中間槽，再用焦油泵送到焦油脫水槽脫水，經(jīng)過(guò)脫水后的焦油送到焦油車間。但隨著安鋼焦化廠生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，該焦油氨水分離系統(tǒng)工藝在超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，其缺陷也逐步顯現(xiàn)出來(lái)，主要表現(xiàn)為焦油氨水分離效果不佳、焦油含水含渣量高。另外，為進(jìn)一步提高中轉(zhuǎn)焦油質(zhì)量，安鋼焦化廠擬計(jì)劃增加一臺(tái)超級(jí)離心機(jī)，對(duì)焦油進(jìn)行脫水脫渣預(yù)處理，但原有的焦油分離工藝無(wú)法滿足超級(jí)離心機(jī)對(duì)原料焦油不間斷供應(yīng)的需求。因此，必須對(duì)現(xiàn)有的焦油生產(chǎn)工藝進(jìn)行改進(jìn)。
2 三相臥螺離心機(jī)安裝后的焦油氨水分離工藝
在借鑒國(guó)內(nèi)焦化行業(yè)焦油生產(chǎn)工藝的基礎(chǔ)上，安鋼焦化廠對(duì)原有的焦油生產(chǎn)工藝進(jìn)行了改進(jìn)。在機(jī)械化澄清槽和3#焦油脫水槽之間加設(shè)焦油緩沖槽，將3#焦油脫水槽改造為焦油氨水分離槽，從機(jī)械化澄清槽壓出的焦油自流入焦油緩沖槽。用焦油泵送到改造后的3#焦油脫水槽，從3#焦油脫水槽底部用新焦油泵送到三相臥螺離心機(jī)進(jìn)行脫水脫渣，處理后的焦油進(jìn)入焦油中間槽，用焦油泵送到焦油脫水槽靜置后再送到焦油加工車間。
3 三相臥螺離心機(jī)的內(nèi)部構(gòu)造、工作原理及操作控制要點(diǎn)
3.1 三相臥螺離心機(jī)的內(nèi)部構(gòu)造
根據(jù)安鋼焦化廠焦油的日生產(chǎn)量，選用了型號(hào)為Z4E-3/441的福樂(lè)偉三相臥螺離心機(jī)，該離心機(jī)處理量可達(dá)15m3/h，能夠滿足生產(chǎn)的需要。
3.2 三相臥螺離心機(jī)的工作原理
焦油物料通過(guò)中心供料管進(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車。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(guò)輕相液體排放口排出，重相液體焦油在轉(zhuǎn)筒外層，通過(guò)重相液體排放口排出。
3.3 三相臥螺離心機(jī)的操作控制要點(diǎn)
3.3.1 三相臥螺離心機(jī)的操作參數(shù)
在三相臥螺離心機(jī)試運(yùn)行期間，根據(jù)實(shí)際操作情況和三相臥螺離心機(jī)的性能參數(shù)，對(duì)三相臥螺離心機(jī)的運(yùn)行狀況進(jìn)行了反復(fù)摸索，得出了三相臥螺離心機(jī)運(yùn)行的操作參數(shù)，分別說(shuō)明如下：
3.3.1.1 處理量
焦油日產(chǎn)量約為180噸/天，三相臥螺離心機(jī)全天運(yùn)行，處理量保持在8～10m3/h為宜，進(jìn)料量太少則無(wú)法滿足生產(chǎn)需要，進(jìn)料量太大則離心機(jī)分離效果差，排渣管易堵塞。
3.3.1.2 轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速
根據(jù)實(shí)際運(yùn)行效果監(jiān)測(cè)，轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速在3600～3850r/min時(shí)分離效果好。轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速越高，分離效果越好，但軸承溫度高報(bào)警頻繁，給生產(chǎn)帶來(lái)一定影響，也增加了不必要的電能消耗。
3.3.1.3 保持原料焦油溫度和含水帶渣量的穩(wěn)定
三相臥螺離心機(jī)的原料焦油溫度和含水帶渣量也對(duì)離心機(jī)的操作產(chǎn)生一定的影響。為此，在焦油氨水分離槽利用循環(huán)氨水對(duì)焦油進(jìn)行保溫，從焦油氨水分離槽底部連續(xù)抽送焦油供給三相臥螺離心機(jī)，保證了原料焦油的溫度和含水帶渣量均衡穩(wěn)定，從而保證了三相臥螺離心機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行。
3.4 堰高、扭矩和差速
根據(jù)處理量和轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速，摸索出了離心機(jī)的堰高、扭矩和差速的性能參數(shù)。
| 操作參數(shù) | 性能數(shù)值范圍 |
處理量（m3/h） | 8～10 |
轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速（r/min） | 3600～3850 |
堰高（mm） | 270～275 |
扭矩（%） | 22～24 |
差速（r/min） | 6～8 |
焦油油溫（℃） | 65～80 |
原料焦油含水（%） | 4～8 |
4 三相臥螺離心機(jī)的應(yīng)用效果及結(jié)論
4.1 應(yīng)用效果
（1）中轉(zhuǎn)焦油質(zhì)量穩(wěn)步提高，中轉(zhuǎn)焦油含水下降到3%以下（含水量穩(wěn)定在1.5%～2.5%之間）。原來(lái)單靠靜置脫水的焦油含水一般在3～4%之間，焦油含水下降1～2%，減少了焦油加工過(guò)程中的深度脫水時(shí)間，降低了工序能耗。
（2）焦油脫水槽的底部含渣量明顯減少。以前每年需人工進(jìn)行清槽，耗費(fèi)大量人力物力，現(xiàn)在延長(zhǎng)了清槽時(shí)間。
（3）三相臥螺離心機(jī)脫出的焦油渣送去煤廠進(jìn)行焦油渣成型配煤，每天的出渣量為0.8～1.2噸，降低了生產(chǎn)成本。
（4）現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)環(huán)境好，環(huán)保效益十分明顯。
4.2 結(jié)論
在對(duì)原有焦油氨水分離工藝進(jìn)行改進(jìn)的基礎(chǔ)上，配合三相臥螺離心機(jī)對(duì)焦油脫水脫渣的離心分離，使中轉(zhuǎn)焦油的質(zhì)量有了很大改善，焦油含水穩(wěn)定在3%以下。若在機(jī)械化澄清槽的壓油過(guò)程中強(qiáng)化操作并精心調(diào)節(jié)離心機(jī)，進(jìn)一步降低離心機(jī)出口焦油的含水量到2%以下是可以達(dá)到的。因此，三相臥螺離心機(jī)對(duì)焦油的脫水脫渣預(yù)處理，將直接減少下道工序焦油加工工序的焦油深度脫水時(shí)間，并可節(jié)約蒸汽能源、減輕設(shè)備腐蝕、穩(wěn)定焦油蒸餾生產(chǎn)，對(duì)焦油加工意義重大。
