新型煤氣化濾餅處理技術(shù)

吳珍漢

（安徽昊源化工集團有限公司，安徽阜陽，236000）

前言

環(huán)保是當(dāng)今時代的一大主題，在工業(yè)技術(shù)快速發(fā)展的今天，同時必須解決環(huán)保問題，否則，必將被時代所淘汰。目前國內(nèi)煤化工行業(yè)主流的煤氣化技術(shù)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(nèi)自主知識產(chǎn)權(quán)，在國內(nèi)得到廣泛應(yīng)用。粉煤氣化后，黑水系統(tǒng)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(yè)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(shè)計采用真空袋式過濾機對淤漿進(jìn)行處理，處理后的濾餅含水量高達(dá)60%以上，含水量高的濾餅很難再進(jìn)行利用，所以產(chǎn)出的濾餅先堆放在灰渣廠地進(jìn)行晾曬，以降低水分含量，然后由公司出資外包給承包人進(jìn)行處理。灰渣場地經(jīng)常堆積如山，嚴(yán)重污染了周圍環(huán)境，同時也造成了資源的浪費。濾餅中殘?zhí)剂扛哌_(dá)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(wěn)，濾餅含水量降至40%左右，可以直接將濾餅送至鍋爐進(jìn)行摻燒，有效實現(xiàn)了對原料煤的充分利用，同時也減少了濾餅對環(huán)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(shè)計時，對淤漿的處理采用的是傳統(tǒng)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(shè)備故障率高，維修難度高、工作量大，運行成本高，現(xiàn)場噪音污染嚴(yán)重，與現(xiàn)代化的工業(yè)技術(shù)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(xiàn)場噪音很大；在運行過程中需要對濾布進(jìn)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(xiàn)場工作環(huán)境惡劣，摩擦腐蝕嚴(yán)重，托輥軸承等運轉(zhuǎn)部件故障率很大，需經(jīng)常進(jìn)行維修；濾布連續(xù)使用周期短，正常情況下，連續(xù)運行一個月，濾布吸水性能就大幅度降低，需要對濾布進(jìn)行更換，換下的濾布因功能被破壞無法繼續(xù)使用，只能當(dāng)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(tǒng)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(jìn)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(jīng)過一個月的安裝、調(diào)試，裝置便投入使用，裝置運行當(dāng)天，濾餅含水量為37%，達(dá)到了設(shè)計指標(biāo)。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(shù)于一體的新產(chǎn)品，作為一種過濾設(shè)備的新型產(chǎn)品，它改變了傳統(tǒng)的過濾方式，設(shè)計獨特，結(jié)構(gòu)緊湊，性能十分優(yōu)越，經(jīng)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(dá)真空桶。在干燥區(qū)，濾餅在真空作用下繼續(xù)脫水，直至達(dá)到生產(chǎn)要求。濾餅干燥后，在卸料區(qū)被刮刀刮下，通過皮帶機運走。卸料后的濾板最后進(jìn)入反沖洗區(qū)，由過濾后的水通過分配頭進(jìn)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(zhuǎn)動一圈的過濾操作循環(huán)。超聲清洗，過濾介質(zhì)經(jīng)過一定時間的循環(huán)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(xué)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(tài)物完全地脫離過濾介質(zhì)，保證再次開車的較高效率運行。

2.2 主要結(jié)構(gòu)

①轉(zhuǎn)子（滾筒）

轉(zhuǎn)子通過聯(lián)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(jìn)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(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。

②分配頭

分配頭是有一個不動的靜止盤與一個隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的動盤所構(gòu)成，可以適當(dāng)調(diào)節(jié)、調(diào)整干燥區(qū)、真空區(qū)等，通過調(diào)節(jié)螺栓，調(diào)整壓緊力。

③攪拌器

攪拌采用機械攪拌方式，根據(jù)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(jié)合組成，起到卸料作用，通過螺栓可調(diào)整刮刀與陶瓷板間隙，正常設(shè)備間隙調(diào)整1～2mm。

⑤料漿槽

料漿槽由不銹鋼卷圓焊接成型，內(nèi)設(shè)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(huán)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(shè)備

超聲設(shè)備由開關(guān)電源、超聲發(fā)生器構(gòu)成。

⑧加藥系統(tǒng)

加藥系統(tǒng)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(nèi)的固體沉淀物。

2.3 裝置運行維護(hù)

該陶瓷過濾機操作方便，自動化程度高，從裝置結(jié)構(gòu)可以看出，電機功率共計14KW，裝置能量消耗小，運轉(zhuǎn)部件少，維護(hù)成本低；使用期間陶瓷板定時清洗，運行周期可長達(dá)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(shè)備占地面積小，操作簡單，故障時，維修也比較方便。料漿槽內(nèi)設(shè)置了溢流孔，當(dāng)淤漿液位過高時，直接溢流至濾液池，不會對現(xiàn)場環(huán)境造成污染。

3.小結(jié)

經(jīng)過陶瓷過濾機過濾后產(chǎn)生的濾餅含水量約為40%，與傳統(tǒng)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(jìn)行摻燒，不用堆放在場地進(jìn)行晾曬處理，減輕了濾餅對現(xiàn)場周邊環(huán)境的污染，更實現(xiàn)了原料煤的充分利用，達(dá)到了清潔生產(chǎn)的目的。