臥螺離心機在煤氣化中的應(yīng)用
行業(yè)動態(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，但往往運行幾年就會浮現(xiàn)出一些問題：
（1）污染嚴(yán)重。真空袋式過濾機是敞開式設(shè)備，細(xì)渣和灰水在濾布上運行，完全暴露在空氣中，灰水的蒸發(fā)，細(xì)渣的外漏對周圍空氣和環(huán)境造成污染，對設(shè)備造成一定程度的腐蝕。
（2）日常維護費用高。真空帶式過濾機每年在濾布，沖洗水和用電方面需要投入大量經(jīng)費。
基于上述問題，為解決真空帶式過濾機的環(huán)境問題與運行成本問題，需要一種新型的分離方法。目前個別煤氣化裝置開始采用臥螺離心機作為細(xì)渣分離設(shè)備。離心機相對傳統(tǒng)真空帶式壓濾機而言，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，不適用真空皮帶機以及壓濾機等濾布類脫水機，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進行脫水分離處理。
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改為臥螺離心機?；宜幚砉ば蛑械某吻逑到y(tǒng)和細(xì)渣離心機均為2個系列。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料泵送入澄清槽，在澄清槽中設(shè)置緩慢轉(zhuǎn)動的澄清槽耙料機，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)過濾機給料泵抽出送至離心過濾系統(tǒng)。過濾機給料泵送來的黑水進入細(xì)渣離心機進行離心過濾，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)備對比
2.1 原理對比
真空帶式過濾機是用物料重力和真空作為推動力，當(dāng)液體通過過濾介質(zhì)時，固體顆粒被截留從而達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，同時真空皮帶機過濾后的細(xì)渣含水率遠不能達到二次運輸堆滲問題，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簡稱為臥螺離心機，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。臥螺離心機一般可分為臥式螺旋過濾離心機和臥式螺旋沉降離心機。懸浮液由中心進料管進入，在離心力作用下，轉(zhuǎn)鼓內(nèi)形成一個環(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作用使螺旋推料器與轉(zhuǎn)鼓間形成相對運動，沉渣被螺旋推到轉(zhuǎn)鼓小端干燥區(qū)進一步脫水后經(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)由重力卸出機外。臥螺離心機是一種高效的離心分離設(shè)備，選擇合適的離心機不僅可以解決生產(chǎn)問題、提高工作效率，同時能節(jié)約生產(chǎn)成本，降低經(jīng)營風(fēng)險。
2.2 參數(shù)對比
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，將其與一期項目的真空帶式過濾機進行參數(shù)對比，結(jié)果如下：
選用機型 | 真空帶式過濾機 | 臥螺式離心機 |
進料量（m3/h） | 80～90 | 40/44（含固量15%） |
進料含固量（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 |
某化工廠對臥式螺旋離心機進行現(xiàn)場測試。用手抓一把離心機出泥擠壓后無明顯出水，現(xiàn)場目測離心機濾餅要比過濾機泥餅干。分離后的固相含水≤55%，液相固含量≤50mg/L，從測試結(jié)果看臥螺式離心機出渣含水率和清液含固量較真空帶式過濾機更低，固液分離效果更好。
2.3 綜合對比
臥螺離心機的分離煤灰水與設(shè)計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)場運行情況，對真空帶式過濾機與臥螺離心機的經(jīng)濟能耗和性能進行綜合比較。
（1）真空過濾機與臥螺離心機性能對比。
序號 | 名稱 | 真空過濾機 | 臥螺離心機 |
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 | 可實現(xiàn)遠程自控 |
5 | 輔助設(shè)備 | 多（真空泵、沖洗水） | 無 |
6 | 環(huán)境條件 | 敞開式，會產(chǎn)生二次污染 | 密封管道 |
7 | 日常維護費用 | 更換濾布等 | 只有潤滑 |
8 | 運行可靠性 | 有跑偏現(xiàn)象 | 連續(xù)穩(wěn)定運行 |
9 | 功率消耗 | 大 | 小 |
10 | 基建投資 | 大 | 小 |
11 | 自動化程度 | 偏高 | 高 |
12 | 噪聲 | 80～90db | 85～90db |
（2）真空過濾機與臥螺離心機運行成本對比。
項目 | 單位 | 單價（元） | 不加絮凝劑的離心機 | 真空帶式過濾機 | ||
消耗量 | 價格（萬元） | 消耗量 | 價格（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 | 萬元 | 53.95 | 256.42 | |||
通過實驗與現(xiàn)有的真空帶式過濾機對比，臥螺離心機主要有以下優(yōu)勢：
①離心機泥餅含水率比真空過濾機濾餅含水率低，泥餅干度更高。
②離心機結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，真空過濾機廠房大，基建投資大。
③離心機自動化程度高，人員操作強度低。
④離心機易損件比真空過濾機少且日常維護方便簡單。
⑤過濾機為敞開式，而離心機為全封閉式，二次污染少，使用后現(xiàn)場環(huán)境清潔干燥。
⑥離心機用電及沖洗水相比過濾機大幅減少，從而降低能耗，節(jié)約成本。
3 結(jié)語
綜上所述，使用臥螺離心機能提高實際運行和生產(chǎn)效率，起到節(jié)能降耗的作用，其在運行成本、提高分離效率、減少環(huán)境污染（包括二次污染）等方面均有不錯的表現(xiàn)，具備一定的技改優(yōu)勢。
