臥螺離心機(jī)在煤氣化應(yīng)用中的經(jīng)濟(jì)性分析
行業(yè)動(dòng)態(tài)
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(guò)研磨和干燥后，通過(guò)煤粉加壓與輸送系統(tǒng)，送進(jìn)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(lái)的合成氣被經(jīng)過(guò)濕洗激冷，然后在合成氣冷卻器中進(jìn)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(lái)，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(gè)高溫高壓過(guò)濾器去除并通過(guò)灰鎖斗系統(tǒng)排出，基本不含飛灰的合成氣進(jìn)入濕洗單元，在渣池收集的渣通過(guò)鎖斗系統(tǒng)排放，通過(guò)撈渣機(jī)與水分離，再經(jīng)過(guò)傳送帶裝車。排放的污水先經(jīng)過(guò)氣提脫除硫化氫及其它酸性氣體，然后澄清，同時(shí)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(jìn)一步濃縮后，再通過(guò)分離設(shè)備進(jìn)一步固液分離后形成濾餅。在灰漿的過(guò)濾上，早期采用真空帶式過(guò)濾機(jī)，后通過(guò)技改采用臥式螺旋卸料沉降離心機(jī)，兩者的使用情況如下。
2 真空帶式過(guò)濾機(jī)
2.1 結(jié)構(gòu)與工作原理
真空帶式過(guò)濾機(jī)結(jié)構(gòu)主要由濾帶、真空系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)裝置、加料裝置、濾布調(diào)偏裝置、濾布洗滌裝置和機(jī)架等部件組成。它以濾布為濾過(guò)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(dòng)，濾布上的料漿在真空吸力的作用下進(jìn)行抽濾，直到真空盤碰到接近開(kāi)關(guān)限位裝置后切斷真空為止。此時(shí)濾布在主動(dòng)輥帶動(dòng)下繼續(xù)以同一速度前移，而真空盤碰到接近開(kāi)關(guān)限位裝置后，真空切換閥動(dòng)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(jìn)行真空抽濾過(guò)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(yùn)行情況分析
真空帶式過(guò)濾機(jī)主要以濾布為過(guò)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(fèi)用較高，同時(shí)其為敞開(kāi)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(yùn)行中，絮凝劑會(huì)和細(xì)小的濾餅顆粒附著于真空過(guò)濾機(jī)濾布上，造成過(guò)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(guò)程中為更好的保證沖洗效果，延長(zhǎng)濾布?jí)勖?，采用大量的沖洗水來(lái)對(duì)濾布進(jìn)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℃沖洗效果較好，改用熱水后濾布使用壽命可以延長(zhǎng)到30天左右。但濾布裝置用水量大，水處理成本高，真空過(guò)濾機(jī)還存在更換滾筒、軸承頻繁，維護(hù)頻率高，濾布裝置為保證正常運(yùn)行一天維護(hù)4次以上，濾液含固率不能達(dá)標(biāo)，經(jīng)過(guò)真空帶式過(guò)濾機(jī)處理后的濾餅含水率超過(guò)60%。無(wú)法外送到電廠燃煤摻燒，只能廢棄處理。
3 臥螺離心機(jī)
3.1 結(jié)構(gòu)與工作原理
臥螺離心機(jī)為逆流臥式螺旋卸料沉降離心機(jī)，臥螺離心機(jī)主要是由螺旋推料器、轉(zhuǎn)鼓與液壓差速器三個(gè)關(guān)鍵部件組成。在主驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)下進(jìn)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(shí)螺旋體通過(guò)液壓差速器驅(qū)動(dòng)與轉(zhuǎn)鼓作不等速的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，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(lái)并從排渣口推出，分離后的清液經(jīng)過(guò)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(shí)現(xiàn)固液分離過(guò)程。
離心機(jī)主要部件有：轉(zhuǎn)鼓、螺旋推料器、主驅(qū)動(dòng)電機(jī)、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(yùn)行情況分析
臥螺離心機(jī)分離物料的主要部件為高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)鼓部件，整個(gè)轉(zhuǎn)鼓部件被密封在不銹鋼機(jī)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(jī)依靠離心力使濾餅中的固相和液相分離，運(yùn)行過(guò)程中不使用沖洗水，僅在離心機(jī)啟動(dòng)和停止的過(guò)程中需要少量沖洗水。日常的運(yùn)行維護(hù)中僅需要對(duì)離心機(jī)軸承定期進(jìn)行潤(rùn)滑，液壓系統(tǒng)的液壓油及濾芯進(jìn)行更換，維護(hù)成本較低。
經(jīng)離心機(jī)處理后的濾餅含水率約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(guò)運(yùn)輸至電廠摻燒，產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益達(dá)到100元/噸。
3.3 離心機(jī)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化與改造
針對(duì)臥螺離心機(jī)運(yùn)行過(guò)程中存在的問(wèn)題：離心機(jī)振動(dòng)主要來(lái)自轉(zhuǎn)鼓外部物料堆積和螺旋推料器磨損引起的轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡失效導(dǎo)致，優(yōu)化后的離心機(jī)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(hù)，極大降低了設(shè)備的磨損，同時(shí)降低了離心機(jī)運(yùn)行振動(dòng)值，延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命。
3.4 運(yùn)行參數(shù)
運(yùn)行功率：75kW
占地面積：7.7㎡
處理能力：27m3/h
濾餅含水率：50%
濾液含固率：≤0.001%
沖洗水用量：無(wú)
4 兩種設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性分析
4.1 運(yùn)行成本對(duì)比
項(xiàng)目 | 單位 | 單價(jià)（元） | 真空帶式過(guò)濾機(jī) | 臥螺離心機(jī) | ||
用量 （×104） | 成本 （萬(wàn)元） | 用量 （×104） | 成本 （萬(wàn)元） | |||
電 | 千瓦時(shí) | 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(jì) | 317.31 | 50.13 | ||||
按1年連續(xù)生產(chǎn)330天的耗用量計(jì)算 | ||||||
4.2 產(chǎn)出效益對(duì)比
項(xiàng)目 | 真空帶式過(guò)濾機(jī) （萬(wàn)元/年） | 臥螺離心機(jī) （萬(wàn)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天的耗用量計(jì)算 | |||
5 結(jié)論
通過(guò)對(duì)真空帶式過(guò)濾機(jī)與臥螺離心機(jī)的運(yùn)行效果與成本的分析，離心機(jī)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(jī)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(jì)效益約480萬(wàn)元。離心機(jī)具有明顯的節(jié)能、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢(shì)。
