煤制乙二醇恩德炉废水污泥压滤工艺改进

煤制乙二醇恩德炉废水污泥压滤工艺改进王辉锋（北京中矿艾可沃特科技有限公司，北京100083）截至2018年底，我国煤制乙二醇产能约为347万t/a[1]，通辽金煤化工有限公司（简称通辽金煤）建设的全球首套年产20万t煤制乙二醇示范装置于2009年投产运行。该示范装置的气化工艺采用恩德炉，产生的废水中含有煤气洗涤和除尘系统带来的粉尘，有一定量的碳酸钙、NH3和含硫的酸性污染物，这些废水经过加药、沉降浓缩后，进行压滤处理，处理后的清水循环利用，滤饼作为固体废弃物处理。因此压滤机就成为恩德炉系统的关键设备，其稳定高效的运行是恩德炉连续运行的保障，也是煤制乙二醇工艺正常运行的关键所在。通辽金煤恩德炉废水污泥处理系统采用3台KM250/1600型快速隔膜压滤机，运行至今，逐渐暴露出各种问题：故障率升高，运行稳定性差，不能满足现有的生产能力需求。因此，急需分析其问题并进行改进，以提高压滤机运行稳定性。1问题梳理压滤过程本身是一种过滤行为[2]，一般认为影响压滤机高效过滤的因素有：压滤工艺、物料本身的过滤性能和所要求的产品水分等，影响其稳定运行的因素一般为压滤机自身的结构特性和易损件的耐受特性等，如压紧时滤板的密封性、高压力过滤时滤板滤布的耐磨性等[3]。综合现场实际情况，通辽金煤决定从压滤工艺、过滤元件、结构防腐等方面进行问题梳理。1.1压滤工艺1.1.1入料系统该压滤机采用单一泵送入料，渣浆泵流量为250m3/h，扬程为75m，对于这种入料质量分数不足10%、≤0.045mm极细颗粒物质量分数超过80%的煤泥水而言，该入料方式存在较大问题，即在入料初期压力过高，滤饼层难以形成，增加了穿滤的煤泥量，造成滤液水长期浑浊，有时甚至入料3min压滤机还在穿滤；而且这种方式导致滤布表面的滤饼层非常致密，致使后续料浆脱水缓慢，最终形成夹心滤饼，从而大大降低了过滤效率。另外，由于通辽金煤化工选择的原料煤为褐煤，其黏土矿物含量高，在煤气化过程中，大量黏土颗粒分散在废水中，压滤造成相当一部分颗粒嵌入滤布缝隙中，使滤布和滤饼黏合力变大，脱饼困难，导致单循环时间变长，且滤布再生困难，降低了滤布使用寿命。这也是目前压滤机循环时间长、滤饼水分偏高的主要原因之一。1.1.2隔膜压榨由于多种原因，造成该压滤机压榨风管中充满煤泥，导致无法进行隔膜压榨，因此现有压滤工艺只是作为厢式压滤机在用，滤饼脱水效率低，循环时间长，产能低下。1.2过滤元件选择1.2.1滤板选择压滤机的隔膜滤板选用聚丙烯芯板+橡胶隔膜摘要针对通辽金煤煤制乙二醇装置恩德炉系统压滤机长期运行后稳定性差、故障率高的问题，从压滤工艺、过滤元件、结构防腐等方面分析了问题产生的原因，通过加装小回流管改变入料方式、更换隔膜滤板、经试验选型滤布、防腐处理结构件等方案，提高了压滤机的运行稳定性。关键词煤制乙二醇，恩德炉，废水污泥，压滤机，滤布，防腐文章编号：1005-9598(2020)-01-0057-04中图分类号：TQ223.16+2；X784文献标识码：B收稿日期：2019-10-29作者简介：王辉锋（1978—），男，河南郑州，高级工程师，博士，2001年本科毕业于黑龙江科技学院矿物加工专业，现从事工业污水污泥的固液分离技术方面研究，E-mail：littleleft@126.com。第48卷第1期2020年2月煤化工CoalChemicalIndustryVol.48No.1Feb.20202020年第1期煤化工片的组合，橡胶隔膜片采用中心孔固定，排水处采用多孔盖结构。由于多孔盖是塑料材质，在大流量反复冲刷情况下容易损坏，一旦损坏，就会扎破滤布；而且，人工更换滤板时也容易忘记加装多孔盖，进一步加剧了滤布破损的可能。一旦滤布破损，煤泥水就会进入隔膜片和滤板芯板之间，进而逆向进入压榨管路系统，使得压榨风管内部充满煤泥。1.2.2滤布选择压滤机滤布的选择直接决定着过滤效果的好坏，由于滤布是柔性过滤材料，因此一般不采用类似筛网的目数来表示，而是采用透气率来表示，透气率越大，则说明可透过颗粒越大。由于无法根据粒度分析数据直接决定滤布的选型，很多企业选择滤布时往往根据经验判断，产生了不小的误差，因此，滤布选型必须由试验来定，而滤布的材质和编织方法则可根据物料本身的酸碱特性和磨蚀特性进行选择[4]。1.3结构腐蚀多数压滤机厂家都有固定的结构强度设计、计算方法，但在处理煤泥水时多数没有考虑防腐，而且即使考虑防腐，也多数是考虑与物料直接接触部分的防腐，如入料管、阀门等。而恩德炉污泥压滤过程中需要考虑的防腐不仅是液体防腐，还有气体腐蚀，如NH3、H2S等，这些腐蚀性气体在温度40℃左右的物料中极易挥发出来，造成车间内雾气、酸气、氨气并存，对结构腐蚀严重，尤其是大梁滑轨、滤板滚轮、链条等部件。2解决方案2.1调整压滤入料工艺目