離心機(jī)在煤氣化灰水細(xì)渣干燥處理中的應(yīng)用實(shí)踐
行業(yè)動態(tài)
陜西延長中煤榆林能源化工有限公司（以下簡稱榆能化）位于陜西省靖邊縣能化園區(qū)，一期項(xiàng)目主要以煤、天然氣、渣油為原料生產(chǎn)聚烯烴產(chǎn)品，其中包含180萬t/a甲醇、60萬t/a DMTO、150萬t/a渣油催化裂解（DCC）、4×30萬t/a聚烯烴、9萬t/a MTBE等8套主裝置，整個(gè)項(xiàng)目于2014年7月底實(shí)現(xiàn)一次性開車成功。二期項(xiàng)目包括192萬t/a甲醇、60萬t/a MTO裝置、30萬t/a LDPE/EVA一體化裝置、40萬t/a PP裝置，于2020年12月25日打通全部工藝流程。
榆能化甲醇中心二期氣化裝置采用多元料漿氣化技術(shù)，原煤處理量132.4萬t/a，主要由料漿制備、氣化、灰水處理、變換4部分工序組成，其中灰水處理工序采用臥式離心機(jī)代替了一期的真空帶式過濾機(jī)進(jìn)行細(xì)渣干燥處理，現(xiàn)對離心式過濾機(jī)運(yùn)行情況進(jìn)行介紹。
1 細(xì)渣干燥處理工藝流程
1.1 二期項(xiàng)目離心機(jī)工藝
榆能化二期氣化裝置采用離心機(jī)進(jìn)行細(xì)渣干燥處理。氣化工段黑水經(jīng)過閃蒸濃縮后進(jìn)入澄清槽，為了加速細(xì)渣的沉淀，通過絮凝劑泵向其中加入絮凝劑，在絮凝劑的作用下，黑水中細(xì)渣快速沉降至澄清槽底部。通過澄清槽中緩慢轉(zhuǎn)動的耙料機(jī)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)離心機(jī)給料泵抽出，送至離心過濾系統(tǒng)，經(jīng)細(xì)渣離心機(jī)進(jìn)行離心過濾，濾液在濾液槽中收集后，通過濾液泵返回澄清槽循環(huán)利用，細(xì)渣通過汽車外送至渣場集中處理。
1.2 一期項(xiàng)目真空帶式壓濾機(jī)工藝
榆能化一期氣化裝置灰水系統(tǒng)采用傳統(tǒng)的真空帶式過濾機(jī)進(jìn)行細(xì)渣干燥處理。氣化工段黑水經(jīng)過閃蒸濃縮后進(jìn)入澄清槽，為了加速細(xì)渣的沉淀，通過絮凝劑泵向其中加入絮凝劑，在絮凝劑的作用下，黑水中細(xì)渣快速沉降至澄清槽底部。通過澄清槽中緩慢轉(zhuǎn)動的耙料機(jī)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(jī)給料泵抽出，送至真空帶式過濾機(jī)進(jìn)行真空過濾，濾液在濾液槽中收集后，通過濾液泵返回煤漿制備。
作為磨煤水回收利用，過濾機(jī)沖洗水在沖洗水槽中收集后，經(jīng)沖洗水泵回送到澄清槽，細(xì)渣送出界外處理。由真空泵為帶式過濾機(jī)提供負(fù)壓。
2 離心機(jī)運(yùn)行情況
2.1 離心機(jī)基本機(jī)構(gòu)及運(yùn)行原理
榆能化二期采用的離心機(jī)為GEA進(jìn)口機(jī)型，型號為SLUDGE DECANTER PRIME 8000，主要由轉(zhuǎn)鼓、螺旋推料器、差速器、驅(qū)動電機(jī)、潤滑裝置等幾部分組成。離心機(jī)工作時(shí)，轉(zhuǎn)鼓與螺旋推料器以一定差速同向高速旋轉(zhuǎn)，物料由進(jìn)料管連續(xù)引入輸料螺旋內(nèi)筒，加速后進(jìn)入轉(zhuǎn)鼓，在離心力場作用下，較重的固相物沉積在轉(zhuǎn)鼓壁上，形成沉渣層。螺旋推料器將沉積的固相物連續(xù)不斷地推至轉(zhuǎn)鼓錐端，經(jīng)排渣口排出機(jī)外。較輕的液相物則形成內(nèi)層液環(huán)，由轉(zhuǎn)鼓大端溢流口連續(xù)溢出轉(zhuǎn)鼓，經(jīng)出液口排出機(jī)外。
離心機(jī)主要技術(shù)參數(shù)：
進(jìn)料量：20～45m3/h
進(jìn)料允許質(zhì)量分?jǐn)?shù)：12～20%
轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速：2700r/min
差速范圍：0～40r/min
主電機(jī)功率：75kW
輔助電機(jī)功率：45kW
外形尺寸：6625×1675×2550mm
2.2 離心機(jī)運(yùn)行情況
2020年11月離心機(jī)單試完成后，對該設(shè)備進(jìn)行了72h性能測試。由于二期氣化裝置尚未投料，通過假設(shè)臨時(shí)管道，將一期澄清槽底部黑水送至離心機(jī)進(jìn)行測試，測試期間離心機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定，各項(xiàng)運(yùn)行指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)值。
3 真空帶式過濾機(jī)與離心機(jī)運(yùn)行對比
榆能化一期灰水處理采用的是國內(nèi)某公司制造的真空帶式過濾機(jī)，運(yùn)行過程中料漿由進(jìn)料裝置均布在向前移動的濾布上，在真空泵的抽濾作用下，濾液穿過濾布和膠帶進(jìn)入真空箱，再從真空箱下部的連接管道進(jìn)入濾液槽，固相截留在濾布上形成濾餅，濾餅隨膠帶而移動并被多次洗滌、脫水，然后在濾布轉(zhuǎn)向處脫落。其后，濾布和膠帶經(jīng)過驅(qū)動輥分開，分別用水清洗再生，濾布經(jīng)過糾偏裝置調(diào)整后，重新回到進(jìn)料端開始新的作業(yè)循環(huán)。
一期真空帶式過濾機(jī)與二期離心機(jī)主要技術(shù)參數(shù)及運(yùn)行情況對比見下表：
型號 | 設(shè)備尺寸/mm | 功率/kW | 設(shè)計(jì)進(jìn)料量 /(m3/h） | |
真空帶式過濾機(jī) | DU-40m2/2500 | 21500×5050×2800 | 15+110（真空泵） | 50 |
離心機(jī) | SLUDGE DECANTER PRIME 8000 | 6625×1675×2550 | 75（主電機(jī)）+45（輔助電機(jī)） | 45 |
進(jìn)料含固質(zhì)量分?jǐn)?shù)/% | 細(xì)渣含水質(zhì)量分?jǐn)?shù)/% | 新鮮水消耗量/(m3/h) | 日常維護(hù) | |
真空帶式過濾機(jī) | 15 | 65～72 | 15 | 需定期更換濾布，每月進(jìn)行軸承潤滑，日常維護(hù)工作量大 |
離心機(jī) | 12～20 | 57～60 | 僅停機(jī)沖洗需要 | 設(shè)備采用強(qiáng)制潤滑，日常維護(hù)工作較少 |
環(huán)境影響 | 自動化程度 | 輔助設(shè)備 | ||
真空帶式過濾機(jī) | 開放式設(shè)備，存在環(huán)境污染 | 較低 | 真空泵、濾液泵、沖洗水泵、濾布清洗設(shè)備 | |
離心機(jī) | 全封閉設(shè)備，環(huán)境友好 | 全自動 | 濾液泵 | |
由上表可知，離心機(jī)和真空帶式過濾機(jī)均能滿足氣化裝置運(yùn)行要求，結(jié)合氣化裝置實(shí)際運(yùn)行情況，對比真空帶式過濾機(jī)，離心機(jī)主要有以下優(yōu)勢：
（1）相同處理能力的離心機(jī)設(shè)備尺寸遠(yuǎn)小于真空帶式過濾機(jī)，用地面積及廠房基建投資大幅下降，同時(shí)也便于老裝置的技術(shù)改造。
（2）同等工藝條件下，離心機(jī)處理后細(xì)渣含水量較真空帶式過濾機(jī)降低約10%，更加便于細(xì)渣的拉運(yùn)及后期綜合利用。
（3）真空帶式過濾機(jī)運(yùn)行過程中需要新鮮水作為濾布沖洗水、真空盒密封水、真空泵密封水等，離心機(jī)運(yùn)行時(shí)不需要消耗新鮮水，有效降低了裝置運(yùn)行水耗。
（4）真空帶式過濾機(jī)易損件較多，日常運(yùn)行維護(hù)成本較高，需要定期更換濾布、清洗毛刷、皮帶托輥等，離心機(jī)不需要頻繁維護(hù)檢修。
（5）真空帶式過濾機(jī)運(yùn)行過程中易出現(xiàn)濾布跑偏、打折、負(fù)壓波動等問題，需要操作人員頻繁調(diào)整，自動化程度低；離心機(jī)則基本上實(shí)現(xiàn)全自動控制，不需要頻繁調(diào)整，降低了操作人員勞動強(qiáng)度。
（6）真空帶式過濾機(jī)為開放式操作環(huán)境，廠房內(nèi)環(huán)境污染較為嚴(yán)重，特別是在冬季北方環(huán)境溫度較低時(shí)，廠房內(nèi)蒸汽彌漫，影響操作人員正常巡檢操作。離心機(jī)為全封閉式設(shè)備，不會造成環(huán)境污染，使用后廠房環(huán)境有很大改善。
4 結(jié)語
榆能化一期、二期項(xiàng)目灰水處理系統(tǒng)分別采用了傳統(tǒng)的真空帶式過濾機(jī)和離心機(jī)進(jìn)行細(xì)渣干燥處理，二者均能夠滿足煤氣化細(xì)渣干燥處理要求，兩者比較，離心機(jī)具有占地小、易操作維護(hù)、配套設(shè)備少、環(huán)境友好等特點(diǎn)，可為現(xiàn)代新型煤化工設(shè)備選型和原有設(shè)備改造提供借鑒。
