新型煤气化滤饼处理技术

吴珍汉

（安徽昊源化工集团有限公司，安徽阜阳，236000）

前言

环保是当今时代的一大主题，在工业技术快速发展的今天，同时必须解决环保问题，否则，必将被时代所淘汰。目前国内煤化工行业主流的煤气化技术为气流床、航天炉粉煤加压气化装置，因其高效的原煤利用率，并且具有国内自主知识产权，在国内得到广泛应用。粉煤气化后，黑水系统分离的滤饼，因其水分高，对滤饼的处理问题，一直是煤化工行业的一大难题。

安徽昊源化工集团有限公司两套航天炉装置，原设计采用真空袋式过滤机对淤浆进行处理，处理后的滤饼含水量高达60%以上，含水量高的滤饼很难再进行利用，所以产出的滤饼先堆放在灰渣厂地进行晾晒，以降低水分含量，然后由公司出资外包给承包人进行处理。灰渣场地经常堆积如山，严重污染了周围环境，同时也造成了资源的浪费。滤饼中残碳量高达35%以上，仍有一定的利用价值，2017年底，公司新上一套新型煤气化滤饼处理装置，该装置投运6个月来，目前运行平稳，滤饼含水量降至40%左右，可以直接将滤饼送至锅炉进行掺烧，有效实现了对原料煤的充分利用，同时也减少了滤饼对环境的污染问题。

1.真空袋式过滤机

该公司首套航天炉气化炉装置设计时，对淤浆的处理采用的是传统的真空袋式过滤机，该装置于2013年开车，从运行5年情况来看，设备故障率高，维修难度高、工作量大，运行成本高，现场噪音污染严重，与现代化的工业技术相违背。

真空袋式过滤机，电机功率共计123KW，耗电量高，真空泵电机110KW，现场噪音很大；在运行过程中需要对滤布进行不断的冲洗，冲洗水用脱盐水，每小时消耗脱盐水约5m3过滤机托辊70余支，由于现场工作环境恶劣，摩擦腐蚀严重，托辊轴承等运转部件故障率很大，需经常进行维修；滤布连续使用周期短，正常情况下，连续运行一个月，滤布吸水性能就大幅度降低，需要对滤布进行更换，换下的滤布因功能被破坏无法继续使用，只能当作废品处理，每条滤布价格约1万元左右，每年仅更换滤布费用约12万元。

传统的真空袋式过滤机占地面积大，处理后的滤饼含水量在60%以上，送至锅炉进行掺烧，水分需要吸收大量的热量，因此利用价值较低。

2.陶瓷过滤机

2017年年底，为解决滤饼的浪费与污染问题，安徽昊源化工集团有限公司新上一套新型煤气化滤饼处理装置，经过一个月的安装、调试，装置便投入使用，装置运行当天，滤饼含水量为37%，达到了设计指标。该装置是集机电、微空滤板、自动化控制、超声波清洗等高新技术于一体的新产品，作为一种过滤设备的新型产品，它改变了传统的过滤方式，设计独特，结构紧凑，性能十分优越，经济效益、社会效益显著。

2.1 工作原理

开始工作时，浸没在料浆槽的滤板在真空作用下，在滤板表面形成一层较厚的颗粒堆积层，滤液通过滤板至分配头到达真空桶。在干燥区，滤饼在真空作用下继续脱水，直至达到生产要求。滤饼干燥后，在卸料区被刮刀刮下，通过皮带机运走。卸料后的滤板最后进入反冲洗区，由过滤后的水通过分配头进入滤板，反冲洗滤板，堵塞在微孔上的颗粒被反冲洗下，至此完成转动一圈的过滤操作循环。超声清洗，过滤介质经过一定时间的循环工作，一般为8至12小时，这时为保证滤板微孔通畅，用超声清洗和化学清洗配合，一般为45分钟至60分钟，使一些未能被反冲洗掉的附着在滤板上的固态物完全地脱离过滤介质，保证再次开车的较高效率运行。

2.2 主要结构

①转子（滚筒）

转子通过联轴器与主轴减速机相连，由不锈钢焊接卷成圆筒，两端通过轴头支撑在滚珠轴承上，轴一头与分配头相连，滚筒法兰上安装滤板。工作时，滤液通过真空进入过滤板至分配头，反冲洗时，水通过分配头至滤板，轴另一头与减速机相连，在5.5KW电机带动下转子转动。

②分配头

分配头是有一个不动的静止盘与一个随转子转动的动盘所构成，可以适当调节、调整干燥区、真空区等，通过调节螺栓，调整压紧力。

③搅拌器

搅拌采用机械搅拌方式，根据实际工作条件决定。工作时，起到搅拌、混合料浆、防止沉淀等作用。

④刮刀

刮刀由陶瓷及不锈钢材料结合组成，起到卸料作用，通过螺栓可调整刮刀与陶瓷板间隙，正常设备间隙调整1～2mm。

⑤料浆槽

料浆槽由不锈钢卷圆焊接成型，内设溢流孔，主要起吸浆脱水时贮存料浆作用。

⑥真空泵

真空泵采用单级液环真空泵，不需要单独加润滑油，工作时必须保证提供冷却水。真空泵一主一副，电机功率分别是5.5KW、3KW，电机能耗低。

⑦超声设备

超声设备由开关电源、超声发生器构成。

⑧加药系统

加药系统由一台功率为250KW/h加药泵及加药罐组成，用于溶解陶瓷板内的固体沉淀物。

2.3 装置运行维护

该陶瓷过滤机操作方便，自动化程度高，从装置结构可以看出，电机功率共计14KW，装置能量消耗小，运转部件少，维护成本低；使用期间陶瓷板定时清洗，运行周期可长达一年之久。陶瓷板冲洗用水量每小时约为2m3冲洗药品为40%的硝酸，每月用量约为1t。

陶瓷过滤机设备占地面积小，操作简单，故障时，维修也比较方便。料浆槽内设置了溢流孔，当淤浆液位过高时，直接溢流至滤液池，不会对现场环境造成污染。

3.小结

经过陶瓷过滤机过滤后产生的滤饼含水量约为40%，与传统的真空袋式过滤机相比，含水量降低了20%以上，含水量较低的滤饼可以直接与原料煤进行掺烧，不用堆放在场地进行晾晒处理，减轻了滤饼对现场周边环境的污染，更实现了原料煤的充分利用，达到了清洁生产的目的。