三相離心機(jī)在煤化工廢渣處理中的應(yīng)用
行業(yè)動(dòng)態(tài)
1 三相離心機(jī)的應(yīng)用業(yè)績(jī)
三相臥螺離心機(jī)主要用于分離固液混合物，目前在石油化工行業(yè)和煤化工行業(yè)中均有應(yīng)用，1999年蘭州石化公司采用福樂(lè)偉離心機(jī)分離污油渣。哈爾濱氣化廠自2009年采用福樂(lè)偉離心機(jī)技術(shù)分離重芳烴塵，取得較好效果。2017年伊犁新天煤化工有限責(zé)任公司引進(jìn)福樂(lè)偉三相臥螺離心機(jī)，用于分離含塵重芳烴，通過(guò)調(diào)試運(yùn)行、優(yōu)化技改，目前三臺(tái)機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定，為企業(yè)節(jié)能減排，固體廢物減量化處理做出較大貢獻(xiàn)。
2 三相離心機(jī)工作機(jī)理
三相臥螺離心機(jī)主要由驅(qū)動(dòng)部分、轉(zhuǎn)筒和螺旋輸送器構(gòu)成，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小。其運(yùn)行基于沉降原理，即液體中的固體顆粒在一個(gè)預(yù)定的時(shí)間內(nèi)沉淀出來(lái)，對(duì)于兩種比重差且不相溶的液體來(lái)講，同樣可以應(yīng)用此原理，當(dāng)物料進(jìn)入高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)筒后，物料在轉(zhuǎn)筒內(nèi)與轉(zhuǎn)筒同步旋轉(zhuǎn)，由于比重不同，受到的離心力不同，比重大的固體顆粒受到的離心力較大，重芳烴次之，水較小，這樣按照受到離心力大小向內(nèi)形成了同心的一個(gè)固體層和兩個(gè)液層。固體被螺旋輸送器推出，液體從各自導(dǎo)液口排出。所以應(yīng)用三相臥螺離心機(jī)不但可以將含塵重芳烴中的固體分離出來(lái)，而且還可以將重芳烴和水分離出來(lái)，即能夠進(jìn)行煤塵-重芳烴-水的分離。
3 增加三相離心機(jī)的預(yù)期目的
含塵重芳烴原計(jì)劃采用間斷排放裝車(chē)外運(yùn)，因含塵量較高不能外售，增加三相臥螺沉降離心機(jī)能連續(xù)將初焦油分離器底部的含塵重芳烴進(jìn)行分離，分離出的煤氣水進(jìn)入初焦油分離器再次分離；重芳烴進(jìn)入重芳烴槽經(jīng)泵送至罐區(qū)外售；焦粉裝車(chē)運(yùn)至煤場(chǎng)與粉煤摻燒。增加的離心機(jī)能分離出重芳烴，優(yōu)化含塵重芳烴處理程序，提高經(jīng)濟(jì)效益，可徹底解決含塵重芳烴裝車(chē)外排的問(wèn)題，避免固體排放物污染環(huán)境。
增加三相離心機(jī)后，可減少含塵重芳烴在初焦油分離器內(nèi)的聚集，對(duì)減速機(jī)及設(shè)備內(nèi)部攪拌器運(yùn)行創(chuàng)造良好條件，降低轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備的故障率，節(jié)約維修費(fèi)用。
4 工藝流程說(shuō)明
初焦油分離器底部含塵重芳烴和油分離器底部含塵重芳烴分別經(jīng)含塵重芳烴輸送泵送至三相離心機(jī)進(jìn)行分離。分離出的重芳烴經(jīng)重芳烴管線進(jìn)入重芳烴槽，煤氣水通過(guò)排液管線進(jìn)入焦油污水槽，分離出的焦粉通過(guò)排渣管線排至1#框架一層裝車(chē)外運(yùn)。重芳烴靠初焦油分離器外部液位調(diào)節(jié)從分離器間斷排出，靠重力流入重芳烴槽，由重芳烴泵輸送至重芳烴分液罐、罐區(qū)。
含塵重芳烴輸送泵可將含塵重芳烴通過(guò)進(jìn)料三通閥進(jìn)入含塵煤氣水膨脹器中形成大循環(huán)，檢查含塵重芳烴溫度、流量正常后，三相離心機(jī)方可進(jìn)料。
5 設(shè)備操作步驟
通過(guò)不斷優(yōu)化操作步驟，總結(jié)和提煉出一套適合于含塵重芳烴分離的操作步驟，具體如下：
5.1 離心機(jī)的啟動(dòng)確認(rèn)步驟
以油分離器為例：
（1）確認(rèn)油分離器溫度在37～45℃左右。
（2）檢查確認(rèn)含塵重芳烴輸送泵正常，處于備用狀態(tài)。
（3）檢查確認(rèn)管線上導(dǎo)淋處于關(guān)閉狀態(tài)，所有閥門(mén)處于正確的開(kāi)關(guān)位置。
①A系列含塵重芳烴進(jìn)入離心機(jī)閥門(mén)關(guān)閉狀態(tài)。
②手自一體閥門(mén)處于循環(huán)狀態(tài)。
③關(guān)閉離心機(jī)重芳烴出口管線與煤氣水出口管線連通閥。
④打開(kāi)離心機(jī)出口管線，重芳烴、煤氣水、塵渣出口閥門(mén)。
⑤確認(rèn)重芳烴槽具備接重芳烴條件。
⑥打開(kāi)離心機(jī)進(jìn)口手動(dòng)閥。
⑦關(guān)閉沖洗煤氣水閥門(mén)。
⑧打開(kāi)手自一體閥后去往初焦油分離器手動(dòng)閥門(mén)。
⑨關(guān)閉含塵重芳烴出口閥，檢查確認(rèn)泵出口閥關(guān)閉。
（4）調(diào)整葉輪大小為250mm，先啟動(dòng)螺旋，轉(zhuǎn)速設(shè)定為60%，其次啟動(dòng)轉(zhuǎn)鼓，轉(zhuǎn)速設(shè)定為90%。
（5）打開(kāi)含塵重芳烴輸送泵回流閥。
（6）啟動(dòng)含塵重芳烴輸送泵，進(jìn)行大循環(huán)。
（7）循環(huán)正常后通過(guò)手自一體三通閥門(mén)，把物料切入離心機(jī)。
（8）觀察離心機(jī)的運(yùn)行情況，根據(jù)排渣情況適當(dāng)調(diào)整轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速和螺旋轉(zhuǎn)速。
（9）根據(jù)需要取樣分析重芳烴水含量和水中重芳烴含量，根據(jù)分析指標(biāo)調(diào)整葉輪大小。
（10）離心機(jī)運(yùn)行時(shí)專(zhuān)人監(jiān)護(hù)，并實(shí)時(shí)記錄運(yùn)行數(shù)據(jù)。
以初焦油分離器為例：
（1）打開(kāi)初焦油分離器，底部吹掃蒸汽閥門(mén)加熱至70～80℃左右。
（2）檢查確認(rèn)含塵重芳烴輸送泵正常，處于備用狀態(tài)。
（3）檢查確認(rèn)管線上導(dǎo)淋處于關(guān)閉狀態(tài)，所有閥門(mén)處于正確的開(kāi)關(guān)位置。
（4）打開(kāi)手自一體閥后去往初焦油分離器手動(dòng)閥門(mén)，手自一體閥門(mén)處于循環(huán)狀態(tài)。
（5）打開(kāi)離心機(jī)重芳烴出口管線與煤氣水出口管線連通閥。
（6）確認(rèn)重芳烴槽具備接重芳烴條件。
（7）打開(kāi)離心機(jī)進(jìn)口手動(dòng)閥，關(guān)閉沖洗煤氣水閥門(mén)。
5.2 離心機(jī)的啟動(dòng)
（1）檢查確認(rèn)離心機(jī)各潤(rùn)滑點(diǎn)潤(rùn)滑正常。
（2）調(diào)整葉輪大小為250mm，先啟動(dòng)螺旋，轉(zhuǎn)速設(shè)定為60%。
（3）啟動(dòng)轉(zhuǎn)鼓，轉(zhuǎn)速設(shè)定為90%。
（4）啟動(dòng)含塵重芳烴輸送泵，進(jìn)行大循環(huán)。
（5）循環(huán)正常后通過(guò)手自一體三通閥門(mén)，把物料切入離心機(jī)。
（6）通過(guò)調(diào)節(jié)含塵重芳烴輸送泵使離心機(jī)進(jìn)料控制在4～6m3/h。
（7）觀察離心機(jī)的運(yùn)行情況，根據(jù)排渣情況適當(dāng)調(diào)整轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速和螺旋轉(zhuǎn)速。
（8）根據(jù)需要取樣分析重芳烴水含量和水中重芳烴含量，根據(jù)分析指標(biāo)調(diào)整葉輪大小。
（9）離心機(jī)運(yùn)行時(shí)專(zhuān)人監(jiān)護(hù)，并實(shí)時(shí)記錄運(yùn)行數(shù)據(jù)。
5.3 離心機(jī)的停車(chē)步驟
5.3.1 離心機(jī)的沖洗
（1）將進(jìn)料通過(guò)手自一體三通閥切至循環(huán)管線；打開(kāi)離心機(jī)重芳烴出口管線至焦油污水槽閥門(mén)，關(guān)閉重芳烴出口閥門(mén)。
（2）打開(kāi)沖洗水對(duì)離心機(jī)進(jìn)行沖洗，沖洗水流量與轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速成反比。沖洗水流量控制在10m3/h，當(dāng)轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速降至2000r/min時(shí)，沖洗水流量即可調(diào)大。
（3）在沖洗的過(guò)程中葉輪大小由小到大和由大到小循環(huán)調(diào)節(jié)進(jìn)行沖洗。
（4）觀察取樣口水質(zhì)正常后可停止沖洗。
5.3.2 離心機(jī)的停車(chē)步驟
（1）觀察離心機(jī)出口沖洗液較干凈時(shí)，將轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速調(diào)至500r/min左右，關(guān)閉沖洗水閥門(mén)。
（2）關(guān)閉轉(zhuǎn)鼓驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)，待轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速較低時(shí)，關(guān)閉螺旋驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)。
（3）停含塵重芳烴輸送泵。
5.4 可變?nèi)~輪的操作
（1）可變?nèi)~輪被用來(lái)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)對(duì)液池的深度進(jìn)行調(diào)節(jié)。從而使進(jìn)行合適的設(shè)置以達(dá)到較好的分離效果。
（2）排出清液的壓力不可超過(guò)200kPa，否則會(huì)有損壞葉輪裝置的危險(xiǎn)。
（3）當(dāng)機(jī)器未運(yùn)行/運(yùn)行時(shí)，調(diào)節(jié)葉輪方法：
①握住緊固葉輪的控制桿。
②松開(kāi)箝位螺絲。
③用葉輪控制桿將葉輪直徑調(diào)節(jié)到極小值（刻度）。
④將葉輪直徑調(diào)節(jié)到希望值并緊固箍位螺絲。
注意：如果直徑在調(diào)節(jié)后需要微調(diào)，則要在機(jī)器運(yùn)行時(shí)緩慢調(diào)節(jié)葉輪，從而使在葉輪艙里的固渣可以排出。如果由于機(jī)器長(zhǎng)時(shí)間在同一直徑運(yùn)行或因密封性差而導(dǎo)致固渣結(jié)塊，無(wú)法調(diào)節(jié)葉輪：打開(kāi)葉輪艙并進(jìn)行修理。
6 三相離心機(jī)運(yùn)行過(guò)程中存在問(wèn)題及解決措施
6.1 三相離心機(jī)進(jìn)料泵頻繁堵塞
原因分析：進(jìn)料泵進(jìn)出口管道布置有較多的90°彎頭，輸送含塵重芳烴粘度大，流動(dòng)性較差，易在彎頭處頻繁堵塞。
解決措施：調(diào)整進(jìn)料泵進(jìn)出口管道配管，取消90°彎頭，改為45°彎頭，減少管理阻力。進(jìn)出口管線增加蒸汽吹掃，設(shè)備啟動(dòng)前和停運(yùn)后對(duì)進(jìn)出口管線進(jìn)行蒸汽吹掃，解決管線堵塞問(wèn)題。
6.2 三相離心機(jī)進(jìn)料泵磨損
原因分析：因輸送含塵重芳烴中有煤塵顆粒，對(duì)泵殼和轉(zhuǎn)子磨損較大。設(shè)備材質(zhì)硬度需提高。
解決措施：對(duì)設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中磨損問(wèn)題進(jìn)行分析，對(duì)泵的轉(zhuǎn)子噴涂碳化鎢，提高轉(zhuǎn)子硬度，改造后機(jī)泵運(yùn)行效率明顯改善。
6.3 三相離心機(jī)突然跳停
原因分析：進(jìn)料不穩(wěn)定，物料不均勻，塵含量高于30%時(shí)，進(jìn)入轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的大量含塵重芳烴不能有效分離，排渣量增加，大量分離出的焦粉不能及時(shí)從排渣口排出，導(dǎo)致出口堵塞，機(jī)組聯(lián)鎖停車(chē)。
解決措施：檢查排渣管是否堵塞，聯(lián)系電氣人員對(duì)三相離心機(jī)斷電，拆開(kāi)防護(hù)罩，清理排渣口堵塞物，手動(dòng)盤(pán)車(chē)，將轉(zhuǎn)鼓內(nèi)堆積的焦粉排出。送電后啟動(dòng)離心機(jī)，沖洗30分鐘。
7 三相離心機(jī)操作要求
（1）初次進(jìn)料應(yīng)低流量進(jìn)料，之后根據(jù)運(yùn)行情況緩慢加大流量。
（2）運(yùn)行過(guò)程中，葉輪直徑不得超過(guò)255mm，并根據(jù)離心機(jī)出口重芳烴水含量調(diào)整葉輪直徑。
（3）出口重芳烴水分需控制在5%以下，若通過(guò)進(jìn)料量和葉輪直徑無(wú)法控制水分時(shí)，及時(shí)切罐。
（4）運(yùn)行過(guò)程中中控監(jiān)控好機(jī)組各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)，中控發(fā)現(xiàn)軸承溫度接近120℃時(shí)，提前通知現(xiàn)場(chǎng)清洗停車(chē)。
（5）主軸承潤(rùn)滑脂每8小時(shí)加一次，每次加2下。操作人員開(kāi)機(jī)前檢查潤(rùn)滑脂備用量，不夠時(shí)提前加注。
（6）停機(jī)前必須將離心機(jī)徹底清洗，每次清洗時(shí)間為30分鐘，清洗水量不得低于10m3/h。
8 結(jié)語(yǔ)
伊犁新天煤化工有限責(zé)任公司工藝生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的含塵重芳烴采用三相離心機(jī)處理方法，將 的分離技術(shù)與傳統(tǒng)煤化工工藝有序地結(jié)合，工藝技術(shù)人員在優(yōu)化工藝流程、優(yōu)化操作方法、提升分離效率等方面不斷摸索與創(chuàng)新，取得了一系列的業(yè)績(jī)，得到同行業(yè)的認(rèn)可與推廣。三相分離含塵重芳烴，焦粉減量化處理完全符合新環(huán)保部法要求，既解決環(huán)保問(wèn)題，又為公司創(chuàng)造良好的經(jīng)濟(jì)收益。此項(xiàng)技術(shù)在未來(lái)煤化工領(lǐng)域應(yīng)廣泛推廣。
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