離心機(jī)在煤化工行業(yè)上的應(yīng)用報(bào)告
行業(yè)動(dòng)態(tài)
在傳統(tǒng)的煤化工行業(yè)中，離心分離設(shè)備已經(jīng)有了不少應(yīng)用，如煉焦的脫硫、電石渣的分離、煤炭的洗選等。近年來重慶江北機(jī)械有限責(zé)任公司（簡稱重慶江北機(jī)械）所產(chǎn)生的設(shè)備在煤的氣化、液化，以及煙氣中硫的回收等方面的離心分離應(yīng)用也很廣泛，如：在煤氣化沉降槽黑水的分離中，臥式螺旋卸料沉降離心機(jī)（簡稱臥螺離心機(jī)）可取代真空帶式過濾機(jī)；在煤焦油的分離中，臥螺離心機(jī)可取代進(jìn)口設(shè)備；在氨法煙氣脫硫流程中，雙級活塞氨法煙氣脫硫?qū)C(jī)大大提高了易損件的壽命，具有國內(nèi) 水平。
1 臥螺離心機(jī)在煤氣化沉降槽黑水中的應(yīng)用
1.1 煤氣化沉降槽黑水處理現(xiàn)狀
煤氣化工藝是生產(chǎn)合成氣產(chǎn)品的主要途徑之一，通過氣化過程將固態(tài)的煤轉(zhuǎn)化成氣態(tài)的合成氣，同時(shí)副產(chǎn)蒸汽、焦油、灰渣等副產(chǎn)品。隨著現(xiàn)代煤化工的發(fā)展，氣流床氣化技術(shù)逐漸成為煤氣化技術(shù)的主流，主要分為干煤粉加壓氣化技術(shù)和水煤漿加壓氣化技術(shù)兩種，其中包括HT-L粉煤加壓技術(shù)、Shell干煤粉氣化技術(shù)、GE水煤漿氣化技術(shù)、BGL熔渣氣化技術(shù)、水煤漿水冷壁氣化技術(shù)等。
在氣流床氣化爐中，煤與氣化劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，可以把煤炭轉(zhuǎn)變?yōu)槿剂嫌脷饣蚧ず铣蓺狻饬鞔裁簹饣宜幚砉に囍饕獮椴捎盟簼{和干粉煤為原料的氣化爐工藝，其流程為黑水經(jīng)過2級或3級閃蒸后，采用沉降槽添加絮凝劑進(jìn)行沉降分離。沉降槽的上層清液進(jìn)入黑水系統(tǒng)，循環(huán)利用；下層濁液進(jìn)入過濾分離系統(tǒng)，通過臥螺離心機(jī)或真空帶式過濾機(jī)分離出濾餅（氣化細(xì)渣）。
1.2 臥螺離心機(jī)與過濾機(jī)的對比
臥螺離心機(jī)具有運(yùn)行連續(xù)、結(jié)構(gòu)緊湊、占地小、操作維修方便、自動(dòng)化程度高、全封閉操作等特點(diǎn)，可以減少對周邊環(huán)境的污染，同時(shí)降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，初次調(diào)試成功后可長期穩(wěn)定運(yùn)行，良好地解決了生產(chǎn)問題，提高了工作效率。
過濾機(jī)以物料重力和真空作為推動(dòng)力，當(dāng)液體通過過濾介質(zhì)時(shí)，固體顆粒被截留從而達(dá)到固液分離的效果。過濾機(jī)大多存在水耗高、跑漿、濾布磨損更換頻率高的問題，遠(yuǎn)不能滿足當(dāng)前的環(huán)保排放許可證制度和水耗的控制。
國內(nèi)某大型煤氣化裝置一期采用真空帶式過濾機(jī)，二期采用臥螺離心機(jī)，其參數(shù)對比見下表：
序號 | 項(xiàng)目 | 真空帶式過濾機(jī) | 臥螺離心機(jī) |
1 | 處理體積流量（m3/h） | 80～90 | 30～40 |
2 | 進(jìn)料含固質(zhì)量分?jǐn)?shù)（%） | 10～30 | 10～30 |
3 | 固相含濕質(zhì)量分?jǐn)?shù)（%） | 55～65 | ≤45 |
4 | 清液含固質(zhì)量濃度（mg/L） | ≤600 | ≤400 |
5 | 占地面積（㎡） | 130 | 15 |
6 | 人員操作 | 勞動(dòng)強(qiáng)度大 | 24h自動(dòng)連續(xù)運(yùn)行 |
7 | 環(huán)境衛(wèi)生 | 敞開式，二次污染嚴(yán)重 | 全密閉操作 |
8 | 功率消耗 | 大 | 小 |
9 | 基建和初次投資 | 大 | 小 |
10 | 自動(dòng)化程度 | 偏高 | 高，全自動(dòng) |
11 | 運(yùn)行成本（萬元/a） | 約250（濾布更換+沖洗水+電） | 約50（電+少量沖洗水） |
12 | 日常維護(hù) | 濾布更換 | 潤滑 |
13 | 運(yùn)行可靠性 | 跑偏 | 連續(xù)溫度運(yùn)行 |
14 | 噪聲/dB | 80～90 | 80～85 |
由上表可以看出，臥螺離心機(jī)主要有以下優(yōu)勢：
（1）臥螺離心機(jī)濾餅含水率比真空帶式過濾機(jī)濾餅含水率更加穩(wěn)定，利用濾餅后工序的運(yùn)輸，不淌水，干度更高。
（2）臥螺離心機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小；真空過濾機(jī)廠房大，基建投資大。
（3）臥螺離心機(jī)自動(dòng)化程度高，人員操作強(qiáng)度低。
（4）臥螺離心機(jī)易損件比真空帶式過濾機(jī)少且日常維護(hù)方便簡單。
（5）真空帶式過濾機(jī)為敞開式，臥螺離心機(jī)為全封閉式，二次污染小，使用后現(xiàn)場環(huán)境變得清潔干燥。
（6）臥螺離心機(jī)初次投資成本低，且電耗及沖洗水量相比真空帶式過濾機(jī)大幅減少，能耗降低從而節(jié)約成本。
1.3 臥螺離心機(jī)的典型應(yīng)用
1.3.1 案例1
中天合創(chuàng)能源有限責(zé)任公司（簡稱中天合創(chuàng)）是集煤炭、煤化工產(chǎn)品和電力生產(chǎn)為一體的特大型煤炭深加工現(xiàn)代化企業(yè)。該公司因煤氣化裝置灰水處理單元技改需要，于2018年8月訂購了2臺LW650型臥螺離心機(jī)替代了真空抽濾機(jī)用于分離水煤漿氣化沉降槽黑水。
2019年中旬完成了設(shè)備安裝和設(shè)備調(diào)試等各方面工作，并連續(xù)負(fù)荷運(yùn)行正常，其現(xiàn)場實(shí)測數(shù)據(jù)見下表：
序號 | 項(xiàng)目 | 數(shù)值 |
1 | 進(jìn)料含固質(zhì)量分?jǐn)?shù)（%） | 10～20 |
2 | 單機(jī)處理體積流量（m3/h） | 25～35 |
3 | 脫水后固相含固質(zhì)量分?jǐn)?shù)（%） | 65 |
4 | 出液含固質(zhì)量濃度（mg/L） | 400 |
目前該設(shè)備已在現(xiàn)場連續(xù)運(yùn)行了1a左右，根據(jù)使用情況來看，該LW650型臥螺離心機(jī)在現(xiàn)場使用狀況良好，可以很好地滿足煤化工的煤氣化沉降槽黑水的分離要求，且運(yùn)行可靠性高，可全天24h無故障運(yùn)行，較早期真空帶式過濾機(jī)的日常維修和維護(hù)成本有明顯好轉(zhuǎn)。該臥螺離心機(jī)產(chǎn)品技術(shù) 、自動(dòng)化程度高、分離效果良好；自設(shè)備調(diào)試投入正常生產(chǎn)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)以來，較好地滿足了對水煤漿氣化沉降槽黑水的分離要求。
1.3.2 案例2
呼倫貝爾金新化工有限公司（簡稱金新化工）是一家由云南云天化股份有限公司控股、香港金新集團(tuán)參股的中外合資公司。該公司因5080項(xiàng)目產(chǎn)生的煤氣化沉降槽黑水需要分離處理，于2014年3月訂購2臺LW520型臥螺離心機(jī)及其成套設(shè)備。
2015年初完成了設(shè)備安裝和設(shè)備調(diào)試等各方面工作，并連續(xù)滿負(fù)荷運(yùn)行正常，完成了設(shè)備驗(yàn)收，現(xiàn)場調(diào)試實(shí)測數(shù)據(jù)見下表：
序號 | 項(xiàng)目 | 數(shù)值 |
1 | 進(jìn)料含固質(zhì)量分?jǐn)?shù)（%） | 23.6～36.0 |
2 | 單機(jī)排渣質(zhì)量流量（t/h） | 4～6 |
3 | 脫水后固相含固質(zhì)量分?jǐn)?shù)（%） | 66～70 |
目前該設(shè)備已在現(xiàn)場連續(xù)運(yùn)行了5a左右，根據(jù)使用情況來看，該LW520型臥螺離心機(jī)在現(xiàn)場使用狀況良好，可以很好地滿足煤化工的煤氣沉降槽黑水的分離要求。該臥螺離心機(jī)及其成套設(shè)備各方面性能 、適應(yīng)濃度變化大、耐負(fù)荷沖擊能力強(qiáng)、脫水效果好；同時(shí)，故障率低、日常維護(hù)成本低。
2 臥螺離心機(jī)在煤焦油中的應(yīng)用
隨著煤焦油深加工技術(shù)的發(fā)展，不斷提取出高附加值的產(chǎn)品，國內(nèi)煤焦油深加工市場蓬勃發(fā)展。煤焦油是一種黑色或褐色黏稠液體，又稱為煤溚，氣味與萘或芳香烴相似。它是在干餾煤制焦炭和煤氣時(shí)的副產(chǎn)物。煤焦油的成分復(fù)雜，主要是酚類、芳香烴和雜環(huán)化合物的混合物。多數(shù)情況下對煤焦油進(jìn)行專門的分離、提純后再加以利用。
在煤焦油的分離上早期國內(nèi)普遍采用的是進(jìn)口flottweg兩相和三相Z6系列離心機(jī)，其具有分離因數(shù)大和運(yùn)行可靠等優(yōu)勢；但是隨著國內(nèi)離心機(jī)自主研發(fā)水平的不斷創(chuàng)新，目前已基本可替代進(jìn)口品牌離心機(jī)。國內(nèi)離心機(jī)分離因數(shù)可達(dá)到3500g（g為重力加速度），設(shè)備全速運(yùn)行振動(dòng)在3mm/s以下，可實(shí)現(xiàn)設(shè)備長期平穩(wěn)運(yùn)行。
內(nèi)蒙古海峽能源集團(tuán)有限公司（簡稱海峽能源）位于內(nèi)蒙古自治區(qū)鄂爾多斯市蘇里格經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)圖克工業(yè)園項(xiàng)目區(qū)內(nèi)，是一家專業(yè)處理危險(xiǎn)廢物的環(huán)保新型企業(yè)。海峽能源因煤焦油分離加工項(xiàng)目需要，于2017年中旬至2020年先后訂購了多臺LW650、LWSX650和LW720臥螺離心機(jī)用于煤焦油分離提純。
通過長時(shí)間的穩(wěn)定可靠運(yùn)行，目前設(shè)備在現(xiàn)場使用效果較好。LW650型臥螺離心機(jī)出渣含油質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于10%，可實(shí)現(xiàn)煤粉的后工序直接使用；LWSX650型臥螺離心機(jī)出油含固質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于3%、出油含水質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于2%；LW720型臥螺離心機(jī)出油含固質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于3%。各型號臥螺離心機(jī)的運(yùn)行和分離指標(biāo)良好，可以很好地實(shí)現(xiàn)煤焦油的分離，且具有自動(dòng)化程度高、故障率低和日常維護(hù)成本低等優(yōu)勢，可替代進(jìn)口離心機(jī)。
