離心機在煤氣化灰水細渣干燥處理中的應(yīng)用實踐
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，整個項目于2014年7月底實現(xiàn)一次性開車成功。二期項目包括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代替了一期的真空帶式過濾機進行細渣干燥處理，現(xiàn)對離心式過濾機運行情況進行介紹。
1 細渣干燥處理工藝流程
1.1 二期項目離心機工藝
榆能化二期氣化裝置采用離心機進行細渣干燥處理。氣化工段黑水經(jīng)過閃蒸濃縮后進入澄清槽，為了加速細渣的沉淀，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)動的耙料機將沉淀的細渣推至澄清槽底部出口。澄清槽底部的細渣漿經(jīng)離心機給料泵抽出，送至離心過濾系統(tǒng)，經(jīng)細渣離心機進行離心過濾，濾液在濾液槽中收集后，通過濾液泵返回澄清槽循環(huán)利用，細渣通過汽車外送至渣場集中處理。
1.2 一期項目真空帶式壓濾機工藝
榆能化一期氣化裝置灰水系統(tǒng)采用傳統(tǒng)的真空帶式過濾機進行細渣干燥處理。氣化工段黑水經(jīng)過閃蒸濃縮后進入澄清槽，為了加速細渣的沉淀，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)動的耙料機將沉淀的細渣推至澄清槽底部出口。澄清槽底部的細渣漿經(jīng)過濾機給料泵抽出，送至真空帶式過濾機進行真空過濾，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，細渣送出界外處理。由真空泵為帶式過濾機提供負(fù)壓。
2 離心機運行情況
2.1 離心機基本機構(gòu)及運行原理
榆能化二期采用的離心機為GEA進口機型，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、潤滑裝置等幾部分組成。離心機工作時，轉(zhuǎn)鼓與螺旋推料器以一定差速同向高速旋轉(zhuǎn)，物料由進料管連續(xù)引入輸料螺旋內(nèi)筒，加速后進入轉(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)出液口排出機外。
離心機主要技術(shù)參數(shù)：
進料量：20～45m3/h
進料允許質(zhì)量分?jǐn)?shù)：12～20%
轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速：2700r/min
差速范圍：0～40r/min
主電機功率：75kW
輔助電機功率：45kW
外形尺寸：6625×1675×2550mm
2.2 離心機運行情況
2020年11月離心機單試完成后，對該設(shè)備進行了72h性能測試。由于二期氣化裝置尚未投料，通過假設(shè)臨時管道，將一期澄清槽底部黑水送至離心機進行測試，測試期間離心機運行穩(wěn)定，各項運行指標(biāo)均達到設(shè)計值。
3 真空帶式過濾機與離心機運行對比
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，運行過程中料漿由進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入真空箱，再從真空箱下部的連接管道進入濾液槽，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，重新回到進料端開始新的作業(yè)循環(huán)。
一期真空帶式過濾機與二期離心機主要技術(shù)參數(shù)及運行情況對比見下表：
型號 | 設(shè)備尺寸/mm | 功率/kW | 設(shè)計進料量 /(m3/h） | |
真空帶式過濾機 | DU-40m2/2500 | 21500×5050×2800 | 15+110（真空泵） | 50 |
離心機 | SLUDGE DECANTER PRIME 8000 | 6625×1675×2550 | 75（主電機）+45（輔助電機） | 45 |
進料含固質(zhì)量分?jǐn)?shù)/% | 細渣含水質(zhì)量分?jǐn)?shù)/% | 新鮮水消耗量/(m3/h) | 日常維護 | |
真空帶式過濾機 | 15 | 65～72 | 15 | 需定期更換濾布，每月進行軸承潤滑，日常維護工作量大 |
離心機 | 12～20 | 57～60 | 僅停機沖洗需要 | 設(shè)備采用強制潤滑，日常維護工作較少 |
環(huán)境影響 | 自動化程度 | 輔助設(shè)備 | ||
真空帶式過濾機 | 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 | 全封閉設(shè)備，環(huán)境友好 | 全自動 | 濾液泵 | |
由上表可知，離心機和真空帶式過濾機均能滿足氣化裝置運行要求，結(jié)合氣化裝置實際運行情況，對比真空帶式過濾機，離心機主要有以下優(yōu)勢：
（1）相同處理能力的離心機設(shè)備尺寸遠小于真空帶式過濾機，用地面積及廠房基建投資大幅下降，同時也便于老裝置的技術(shù)改造。
（2）同等工藝條件下，離心機處理后細渣含水量較真空帶式過濾機降低約10%，更加便于細渣的拉運及后期綜合利用。
（3）真空帶式過濾機運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，離心機運行時不需要消耗新鮮水，有效降低了裝置運行水耗。
（4）真空帶式過濾機易損件較多，日常運行維護成本較高，需要定期更換濾布、清洗毛刷、皮帶托輥等，離心機不需要頻繁維護檢修。
（5）真空帶式過濾機運行過程中易出現(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；離心機則基本上實現(xiàn)全自動控制，不需要頻繁調(diào)整，降低了操作人員勞動強度。
（6）真空帶式過濾機為開放式操作環(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，廠房內(nèi)蒸汽彌漫，影響操作人員正常巡檢操作。離心機為全封閉式設(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、二期項目灰水處理系統(tǒng)分別采用了傳統(tǒng)的真空帶式過濾機和離心機進行細渣干燥處理，二者均能夠滿足煤氣化細渣干燥處理要求，兩者比較，離心機具有占地小、易操作維護、配套設(shè)備少、環(huán)境友好等特點，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。
