臥螺離心機(jī)在煤氣化應(yīng)用中的經(jīng)濟(jì)性分析

巴陵石化公司煤化工部 湖南 岳陽(yáng) 414003

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最后進(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。它以濾布為過(guò)濾介質(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℃沖洗效果最好 ,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)由轉(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)

項(xiàng)目 數(shù)據(jù) 項(xiàng)目 數(shù)據(jù)運(yùn)行功率(KW) 75 濾餅含水率(%) 50%占地面積(m2) 7．7 濾液含固率(%) ≤0．001處理能力(m3/h) 27 沖洗水用量(m3/h) 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天的產(chǎn)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)。離心機(jī)具有明顯的節(jié)能、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢(shì)。