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

瞿 磊，李佐鵬，李文虎，江莉莎

（陜西延長(zhǎng)中煤榆林能源化工有限公司，陜西 榆林718500）

陜西延長(zhǎng)中煤榆林能源化工有限公司（以下簡(jiǎn)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/aDMTO、150萬t/a渣油催化裂解（D CC）、4×30萬t/a聚烯烴、9萬t/aMTBE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/aMTO裝置、30萬t/aLDPE/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(duì)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灰水系統(tǒng)采用離心機(jī)進(jìn)行細(xì)渣干燥處理，其工藝流程示意圖見圖1。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(dòng)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(chǎng)集中處理。

圖1 離心機(jī)細(xì)渣處理工藝流程示意圖

1.2 一期項(xiàng)目真空帶式過濾機(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，其工藝流程示意圖見圖2。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(dòng)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。

圖2 真空帶式過濾機(jī)細(xì)渣處理工藝流程示意圖

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(hào)為SLUDGEDECANTERPRIME8000，主要由轉(zhuǎn)鼓、螺旋推料器、差速器、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、潤(rùn)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(chǎng)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)見表1。

表1 離心機(jī)主要技術(shù)參數(shù)

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(duì)該設(shè)備進(jìn)行了72 h性能測(cè)試。由于二期氣化裝置尚未投料，通過架設(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(cè)試，測(cè)試期間離心機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)見表2。由表2可知，測(cè)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。

表2 測(cè)試期間離心機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)

3 真空帶式過濾機(jī)與離心機(jī)運(yùn)行對(duì)比

榆能化一期灰水處理采用的是國(guó)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(duì)比見表3。

由表3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(duì)比真空帶式過濾機(jī)，離心機(jī)主要有以下優(yōu)勢(shì)：

表3 真空帶式過濾機(jī)與離心機(jī)對(duì)比

（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(dòng)等問題，需要操作人員頻繁調(diào)整，自動(dòng)化程度低；離心機(jī)則基本實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)控制，不需要頻繁調(diào)整，降低了操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度。

（6）真空帶式過濾機(jī)為開放式操作環(huán)境，廠房?jī)?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?jī)?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(huì)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。