新型煤氣化濾餅處理技術

吳珍漢

（安徽昊源化工集團有限公司，安徽阜陽，236000）

前言

環保是當今時代的一大主題，在工業技術快速發展的今天，同時必須解決環保問題，否則，必將被時代所淘汰。目前國內煤化工行業主流的煤氣化技術為氣流床、航天爐粉煤加壓氣化裝置，因其高效的原煤利用率，并且具有國內自主知識產權，在國內得到廣泛應用。粉煤氣化后，黑水系統分離的濾餅，因其水分高，對濾餅的處理問題，一直是煤化工行業的一大難題。

安徽昊源化工集團有限公司兩套航天爐裝置，原設計采用真空袋式過濾機對淤漿進行處理，處理后的濾餅含水量高達60%以上，含水量高的濾餅很難再進行利用，所以產出的濾餅先堆放在灰渣廠地進行晾曬，以降低水分含量，然后由公司出資外包給承包人進行處理。灰渣場地經常堆積如山，嚴重污染了周圍環境，同時也造成了資源的浪費。濾餅中殘碳量高達35%以上，仍有一定的利用價值，2017年底，公司新上一套新型煤氣化濾餅處理裝置，該裝置投運6個月來，目前運行平穩，濾餅含水量降至40%左右，可以直接將濾餅送至鍋爐進行摻燒，有效實現了對原料煤的充分利用，同時也減少了濾餅對環境的污染問題。

1.真空袋式過濾機

該公司首套航天爐氣化爐裝置設計時，對淤漿的處理采用的是傳統的真空袋式過濾機，該裝置于2013年開車，從運行5年情況來看，設備故障率高，維修難度高、工作量大，運行成本高，現場噪音污染嚴重，與現代化的工業技術相違背。

真空袋式過濾機，電機功率共計123KW，耗電量高，真空泵電機110KW，現場噪音很大；在運行過程中需要對濾布進行不斷的沖洗，沖洗水用脫鹽水，每小時消耗脫鹽水約5m3過濾機托輥70余支，由于現場工作環境惡劣，摩擦腐蝕嚴重，托輥軸承等運轉部件故障率很大，需經常進行維修；濾布連續使用周期短，正常情況下，連續運行一個月，濾布吸水性能就大幅度降低，需要對濾布進行更換，換下的濾布因功能被破壞無法繼續使用，只能當作廢品處理，每條濾布價格約1萬元左右，每年僅更換濾布費用約12萬元。

傳統的真空袋式過濾機占地面積大，處理后的濾餅含水量在60%以上，送至鍋爐進行摻燒，水分需要吸收大量的熱量，因此利用價值較低。

2.陶瓷過濾機

2017年年底，為解決濾餅的浪費與污染問題，安徽昊源化工集團有限公司新上一套新型煤氣化濾餅處理裝置，經過一個月的安裝、調試，裝置便投入使用，裝置運行當天，濾餅含水量為37%，達到了設計指標。該裝置是集機電、微空濾板、自動化控制、超聲波清洗等高新技術于一體的新產品，作為一種過濾設備的新型產品，它改變了傳統的過濾方式，設計獨特，結構緊湊，性能十分優越，經濟效益、社會效益顯著。

2.1 工作原理

開始工作時，浸沒在料漿槽的濾板在真空作用下，在濾板表面形成一層較厚的顆粒堆積層，濾液通過濾板至分配頭到達真空桶。在干燥區，濾餅在真空作用下繼續脫水，直至達到生產要求。濾餅干燥后，在卸料區被刮刀刮下，通過皮帶機運走。卸料后的濾板最后進入反沖洗區，由過濾后的水通過分配頭進入濾板，反沖洗濾板，堵塞在微孔上的顆粒被反沖洗下，至此完成轉動一圈的過濾操作循環。超聲清洗，過濾介質經過一定時間的循環工作，一般為8至12小時，這時為保證濾板微孔通暢，用超聲清洗和化學清洗配合，一般為45分鐘至60分鐘，使一些未能被反沖洗掉的附著在濾板上的固態物完全地脫離過濾介質，保證再次開車的較高效率運行。

2.2 主要結構

①轉子（滾筒）

轉子通過聯軸器與主軸減速機相連，由不銹鋼焊接卷成圓筒，兩端通過軸頭支撐在滾珠軸承上，軸一頭與分配頭相連，滾筒法蘭上安裝濾板。工作時，濾液通過真空進入過濾板至分配頭，反沖洗時，水通過分配頭至濾板，軸另一頭與減速機相連，在5.5KW電機帶動下轉子轉動。

②分配頭

分配頭是有一個不動的靜止盤與一個隨轉子轉動的動盤所構成，可以適當調節、調整干燥區、真空區等，通過調節螺栓，調整壓緊力。

③攪拌器

攪拌采用機械攪拌方式，根據實際工作條件決定。工作時，起到攪拌、混合料漿、防止沉淀等作用。

④刮刀

刮刀由陶瓷及不銹鋼材料結合組成，起到卸料作用，通過螺栓可調整刮刀與陶瓷板間隙，正常設備間隙調整1～2mm。

⑤料漿槽

料漿槽由不銹鋼卷圓焊接成型，內設溢流孔，主要起吸漿脫水時貯存料漿作用。

⑥真空泵

真空泵采用單級液環真空泵，不需要單獨加潤滑油，工作時必須保證提供冷卻水。真空泵一主一副，電機功率分別是5.5KW、3KW，電機能耗低。

⑦超聲設備

超聲設備由開關電源、超聲發生器構成。

⑧加藥系統

加藥系統由一臺功率為250KW/h加藥泵及加藥罐組成，用于溶解陶瓷板內的固體沉淀物。

2.3 裝置運行維護

該陶瓷過濾機操作方便，自動化程度高，從裝置結構可以看出，電機功率共計14KW，裝置能量消耗小，運轉部件少，維護成本低；使用期間陶瓷板定時清洗，運行周期可長達一年之久。陶瓷板沖洗用水量每小時約為2m3沖洗藥品為40%的硝酸，每月用量約為1t。

陶瓷過濾機設備占地面積小，操作簡單，故障時，維修也比較方便。料漿槽內設置了溢流孔，當淤漿液位過高時，直接溢流至濾液池，不會對現場環境造成污染。

3.小結

經過陶瓷過濾機過濾后產生的濾餅含水量約為40%，與傳統的真空袋式過濾機相比，含水量降低了20%以上，含水量較低的濾餅可以直接與原料煤進行摻燒，不用堆放在場地進行晾曬處理，減輕了濾餅對現場周邊環境的污染，更實現了原料煤的充分利用，達到了清潔生產的目的。