摘要：石焦集團采用福樂偉三相超級離心除渣機對焦油固液相、液液相進行分離,經過一段時間的運行, 摸索出了該離心機的最佳運行條件,焦油脫水除渣效果良好,達到了提高質量、節能減排的目的。

    關鍵詞：超級離心機;焦油;預處理;應用

    中圖分類號：TQ522.6　文獻標識碼：B   文章編號：1006-5008(2010)01-0051-02

    1　前言

    石焦集團有JN60-82型大容積焦爐2座,焦爐煤氣經循環氨水噴灑冷卻,產生的焦油氨水混合液從焦爐荒煤氣主管道經氣液分離器分離后,流入帶有刮刀的機械化氨水澄清槽,澄清后分離為三層,上層為氨水,中層為粗焦油,下層為焦油渣。氨水送入循環氨水槽冷卻焦爐煤氣;焦油渣被排至焦油渣車上,送到煤場配煤;粗焦油用泵送至焦油儲槽,回收的粗焦油含有一定量的水分和焦油渣,使后續的焦油加工效率下降,容易造成管道堵塞和破裂等事故。因此,降低焦油含水量和帶渣量是保證焦油蒸餾系統安全穩定運行的前提。

    為減少焦油含水帶渣量,系統于2005年11月安裝了福樂偉三相離心除渣機,經過三年多的運行,焦油脫水除渣效果良好,提高了焦油質量。

    2　存在問題

    由于從機械化氨水澄清槽排出的粗焦油含水多(6%~8% ),造成焦油蒸餾系統的壓力高、流動阻力加大,甚至打亂蒸餾操作規程。伴隨著水分帶入的腐蝕性介質,還引起設備和管道的腐蝕。另外,粗焦油中含大量焦油渣,每年需對焦油儲罐進行清理,要耗費大量的人力物力,特別是采用焦爐高壓氨水無煙裝煤技術后,使得大量的煤粉進入荒煤氣中,繼而引起煤焦油所含煤粉比重增加,主要表現在焦油中喹啉不溶物增多,增大了煤焦油加工后續設備的阻力。石焦集團焦油工段在2005年4月,焦油二段柱塞泵的壓力由正常值的0.6MPa升至1.6MPa,安全閥頻繁開閉,最終被迫停產。經檢查發現管式爐彎頭和直管段附著大量的焦油渣,其中管式爐輻射段7根爐管堵塞尤為嚴重,采用人工清理和機械高壓清理均不見效,最后只得將7根爐管更換,此次檢修共計進行了20天,嚴重影響焦油的正常生產。

    3　福樂偉三相超級離心機

    3.1　工作原理

    福樂偉三相離心除渣機的型號是Z4E-3/441,處理能力10~12t/h,驅動電機22kW,螺旋驅動電機福樂偉7.5kW,最大轉速4 200r/min,固體最大密度1.4g/cm3,螺旋差速1~20r/min。福樂偉三相離心除渣機的工作原理:需要分離的物料(粗焦油)通過離心機中心供料管進入離心機內,在離心力的作用下,密度最大的固體(焦油渣)沉降到轉鼓壁上。二相密度不同的清夜形成同心圓柱,較輕的液相(氨水)處于內層,較重的液相(凈焦油)處于外層。不同液體環的厚度可通過調節溢流堰和可變葉輪來改變。分離后的氨水和凈焦油分別由各自的出口排出,沉積在轉筒壁上的固體(焦油渣)由螺旋輸送器傳送到轉筒體的錐體端,從排料口排出。

    3.2　工藝流程

    機械化氨水澄清槽的粗焦油送入粗焦油儲罐,當粗焦油儲罐達到一定液位后,啟動粗焦油泵把粗焦油送入三相超級離心機進行脫水除渣,在超級離心機內粗焦油被分為三相,固相為焦油渣,排入渣車送至煤場;輕液相為氨水,流入氨水中間槽;重液相為凈焦油,流入凈焦油中間槽。凈焦油用凈焦油泵送入焦油原料儲罐,作為焦油蒸餾加工原料,工藝流程見圖1。

                  

    4　超級離心機的控制要點及應用效果

    4.1　控制要點

    在離心機的運行期間,根據實際操作情況和離心機的性能參數,經過對離心機反復的摸索,總結出了離心機的最佳運行條件:

    (1)離心機進料量控制在8~9m3/h,保證離心機穩定運行。進料少則無法滿足生產需要,進料大,離心效果不好,運行不穩,影響離心機運行的穩定性。

    (2)離心機進料溫度控制在80~85℃。因為油溫越低,粘度越大,焦油中的油、渣分離不充分,達不到分離效果;油溫越高,焦油中的油、水分離效果差,同時對離心機的損害大,降低設備的使用壽命。

    (3)離心機轉筒速度3 500~3 700r/min,扭矩18%~20%,轉筒速度越高,分離效果越好,但轉速高,軸承溫度也高,易出現設備故障;轉筒速度低,則達不到分離效果。

    (4)做好超級離心機維護保養工作。要求職工每班對離心機的潤滑、振動、聲音進行檢查,并做好記錄;每季度對離心機進行清洗,清洗水溫控制在80~82℃為宜。

    4.2　應用效果

    (1)脫渣效果。使用離心機之前,焦油系統每年計劃停產4次,對塔設備進行清理,設備內堵塞嚴重,清出物較多,同時焦油儲罐每年需清理一次。從安裝離心機后運行至今,未對焦油儲罐進行清理,同時計劃停產次數由每年4次降至2次,拆開塔器檢查,內部堵塞明顯減輕,打開管式爐彎頭,未發現彎頭及直管段有明顯的焦油渣積存。

    (2)脫水效果。一段柱塞泵前焦油含水量由4%降為2%,減短了焦油脫水時間,降低了系統能耗,并且由于含水量的降低,水中的固定銨鹽含量相應降低,減輕了對設備管道的腐蝕和液體廢棄物的排放。

    (3)保證了工藝的穩定性,提高了焦油處理量。由于原料焦油含水帶渣量降低,穩定了焦油蒸餾的生產,大大降低了停工的次數,保證了焦油系統連續穩定的運行,提高了焦油處理能力。

    5　結語

    石焦集團采用超級離心除渣機對焦油進行脫水,焦油含水量穩定在2%以下,保證了焦油加工系統長周期連續穩定運行。對粗焦油進行脫渣后,減少了原料焦油的帶渣量,降低了對設備、管道的沖刷,延長了設備的使用壽命,降低了維修費用。該超級離心機脫出的焦油渣送至煤場進行焦油渣成型配煤,廢棄物再利用,符合節能減排、循環經濟的要求,同時還降低了生產成本,提高了經濟效益。