超级离心除渣机在焦油预处理中的应用

 摘要：石焦集团采用福乐伟三相超级离心除渣机对焦油固液相、液液相进行分离,经过一段时间的运行, 摸索出了该离心机的最佳运行条件,焦油脱水除渣效果良好,达到了提高质量、节能减排的目的。

    关键词：超级离心机;焦油;预处理;应用

    中图分类号：TQ522.6　文献标识码：B   文章编号：1006-5008(2010)01-0051-02

    1　前言

    石焦集团有JN60-82型大容积焦炉2座,焦炉煤气经循环氨水喷洒冷却,产生的焦油氨水混合液从焦炉荒煤气主管道经气液分离器分离后,流入带有刮刀的机械化氨水澄清槽,澄清后分离为三层,上层为氨水,中层为粗焦油,下层为焦油渣。氨水送入循环氨水槽冷却焦炉煤气;焦油渣被排至焦油渣车上,送到煤场配煤;粗焦油用泵送至焦油储槽,回收的粗焦油含有一定量的水分和焦油渣,使后续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,降低焦油含水量和带渣量是保证焦油蒸馏系统安全稳定运行的前提。

    为减少焦油含水带渣量,系统于2005年11月安装了福乐伟三相离心除渣机,经过三年多的运行,焦油脱水除渣效果良好,提高了焦油质量。

    2　存在问题

    由于从机械化氨水澄清槽排出的粗焦油含水多(6%~8% ),造成焦油蒸馏系统的压力高、流动阻力加大,甚至打乱蒸馏操作规程。伴随着水分带入的腐蚀性介质,还引起设备和管道的腐蚀。另外,粗焦油中含大量焦油渣,每年需对焦油储罐进行清理,要耗费大量的人力物力,特别是采用焦炉高压氨水无烟装煤技术后,使得大量的煤粉进入荒煤气中,继而引起煤焦油所含煤粉比重增加,主要表现在焦油中喹啉不溶物增多,增大了煤焦油加工后续设备的阻力。石焦集团焦油工段在2005年4月,焦油二段柱塞泵的压力由正常值的0.6MPa升至1.6MPa,安全阀频繁开闭,最终被迫停产。经检查发现管式炉弯头和直管段附着大量的焦油渣,其中管式炉辐射段7根炉管堵塞尤为严重,采用人工清理和机械高压清理均不见效,最后只得将7根炉管更换,此次检修共计进行了20天,严重影响焦油的正常生产。

    3　福乐伟三相超级离心机

    3.1　工作原理

    福乐伟三相离心除渣机的型号是Z4E-3/441,处理能力10~12t/h,驱动电机22kW,螺旋驱动电机福乐伟7.5kW,最大转速4 200r/min,固体最大密度1.4g/cm3,螺旋差速1~20r/min。福乐伟三相离心除渣机的工作原理:需要分离的物料(粗焦油)通过离心机中心供料管进入离心机内,在离心力的作用下,密度最大的固体(焦油渣)沉降到转鼓壁上。二相密度不同的清夜形成同心圆柱,较轻的液相(氨水)处于内层,较重的液相(净焦油)处于外层。不同液体环的厚度可通过调节溢流堰和可变叶轮来改变。分离后的氨水和净焦油分别由各自的出口排出,沉积在转筒壁上的固体(焦油渣)由螺旋输送器传送到转筒体的锥体端,从排料口排出。

    3.2　工艺流程

    机械化氨水澄清槽的粗焦油送入粗焦油储罐,当粗焦油储罐达到一定液位后,启动粗焦油泵把粗焦油送入三相超级离心机进行脱水除渣,在超级离心机内粗焦油被分为三相,固相为焦油渣,排入渣车送至煤场;轻液相为氨水,流入氨水中间槽;重液相为净焦油,流入净焦油中间槽。净焦油用净焦油泵送入焦油原料储罐,作为焦油蒸馏加工原料,工艺流程见图1。

                  

    4　超级离心机的控制要点及应用效果

    4.1　控制要点

    在离心机的运行期间,根据实际操作情况和离心机的性能参数,经过对离心机反复的摸索,总结出了离心机的最佳运行条件:

    (1)离心机进料量控制在8~9m3/h,保证离心机稳定运行。进料少则无法满足生产需要,进料大,离心效果不好,运行不稳,影响离心机运行的稳定性。

    (2)离心机进料温度控制在80~85℃。因为油温越低,粘度越大,焦油中的油、渣分离不充分,达不到分离效果;油温越高,焦油中的油、水分离效果差,同时对离心机的损害大,降低设备的使用寿命。

    (3)离心机转筒速度3 500~3 700r/min,扭矩18%~20%,转筒速度越高,分离效果越好,但转速高,轴承温度也高,易出现设备故障;转筒速度低,则达不到分离效果。

    (4)做好超级离心机维护保养工作。要求职工每班对离心机的润滑、振动、声音进行检查,并做好记录;每季度对离心机进行清洗,清洗水温控制在80~82℃为宜。

    4.2　应用效果

    (1)脱渣效果。使用离心机之前,焦油系统每年计划停产4次,对塔设备进行清理,设备内堵塞严重,清出物较多,同时焦油储罐每年需清理一次。从安装离心机后运行至今,未对焦油储罐进行清理,同时计划停产次数由每年4次降至2次,拆开塔器检查,内部堵塞明显减轻,打开管式炉弯头,未发现弯头及直管段有明显的焦油渣积存。

    (2)脱水效果。一段柱塞泵前焦油含水量由4%降为2%,减短了焦油脱水时间,降低了系统能耗,并且由于含水量的降低,水中的固定铵盐含量相应降低,减轻了对设备管道的腐蚀和液体废弃物的排放。

    (3)保证了工艺的稳定性,提高了焦油处理量。由于原料焦油含水带渣量降低,稳定了焦油蒸馏的生产,大大降低了停工的次数,保证了焦油系统连续稳定的运行,提高了焦油处理能力。

    5　结语

    石焦集团采用超级离心除渣机对焦油进行脱水,焦油含水量稳定在2%以下,保证了焦油加工系统长周期连续稳定运行。对粗焦油进行脱渣后,减少了原料焦油的带渣量,降低了对设备、管道的冲刷,延长了设备的使用寿命,降低了维修费用。该超级离心机脱出的焦油渣送至煤场进行焦油渣成型配煤,废弃物再利用,符合节能减排、循环经济的要求,同时还降低了生产成本,提高了经济效益。