截至2018年底，我國煤制乙二醇產(chǎn)能約為347萬(wàn)t/a，通遼金煤化工有限公司(簡(jiǎn)稱(chēng)通遼金煤)建設的全球首套年產(chǎn)20萬(wàn)t煤制乙二醇示范裝置于2009年投產(chǎn)運行。該示范裝置的氣化工藝采用恩德?tīng)t，產(chǎn)生的廢水中含有煤氣洗滌和除塵系統帶來(lái)的粉塵，有一定量的碳酸鈣、NH3和含硫的酸性污染物，這些廢水經(jīng)過(guò)加藥、沉降濃縮后，進(jìn)行壓濾處理，處理后的清水循環(huán)利用，濾餅作為固體廢棄物處理。因此壓濾機就成為恩德?tīng)t系統的關(guān)鍵設備，其穩定高效的運行是恩德?tīng)t連續運行的保障，也是煤制乙二醇工藝正常運行的關(guān)鍵所在。通遼金煤恩德?tīng)t廢水污泥處理系統采用3臺KM250/1600型快速隔膜壓濾機，運行至今，逐漸暴露出各種問(wèn)題：故障率升高，運行穩定性差，不能滿(mǎn)足現有的生產(chǎn)能力需求。因此，急需分析其問(wèn)題并進(jìn)行改進(jìn)，以提高壓濾機運行穩定性。

　　一、問(wèn)題梳理

　　壓濾過(guò)程本身是一種過(guò)濾行為，一般認為影響壓濾機高效過(guò)濾的因素有：壓濾工藝、物料本身的過(guò)濾性能和所要求的產(chǎn)品水分等，影響其穩定運行的因素一般為壓濾機自身的結構特性和易損件的耐受特性等，如壓緊時(shí)濾板的密封性、高壓力過(guò)濾時(shí)濾板濾布的耐磨性等。綜合現場(chǎng)實(shí)際情況，通遼金煤決定從壓濾工藝、過(guò)濾元件、結構防腐等方面進(jìn)行問(wèn)題梳理。

　　1.1 壓濾工藝

　　1.1.1 入料系統

　　該壓濾機采用單一泵送入料，渣漿泵流量為250m3/h，揚程為75m，對于這種入料質(zhì)量分數不足10%、≤0.045mm極細顆粒物質(zhì)量分數超過(guò)80%的煤泥水而言，該入料方式存在較大問(wèn)題，即在入料初期壓力過(guò)高，濾餅層難以形成，增加了穿濾的煤泥量，造成濾液水長(cháng)期渾濁，有時(shí)甚至入料3min壓濾機還在穿濾;而且這種方式導致濾布表面的濾餅層非常致密，致使后續料漿脫水緩慢，最終形成夾心濾餅，從而大大降低了過(guò)濾效率。另外，由于通遼金煤化工選擇的原料煤為褐煤，其黏土礦物含量高，在煤氣化過(guò)程中，大量黏土顆粒分散在廢水中，壓濾造成相當一部分顆粒嵌入濾布縫隙中，使濾布和濾餅黏合力變大，脫餅困難，導致單循環(huán)時(shí)間變長(cháng)，且濾布再生困難，降低了濾布使用壽命。這也是目前壓濾機循環(huán)時(shí)間長(cháng)、濾餅水分偏高的主要原因之一。

　　1.1.2 隔膜壓榨

　　由于多種原因，造成該壓濾機壓榨風(fēng)管中充滿(mǎn)煤泥，導致無(wú)法進(jìn)行隔膜壓榨，因此現有壓濾工藝只是作為廂式壓濾機在用，濾餅脫水效率低，循環(huán)時(shí)間長(cháng)，產(chǎn)能低下。

　　1.2 過(guò)濾元件選擇

　　1.2.1 濾板選擇

　　壓濾機的隔膜濾板選用聚丙烯芯板+橡膠隔膜片的組合，橡膠隔膜片采用中心孔固定，排水處采用多孔蓋結構。由于多孔蓋是塑料材質(zhì)，在大流量反復沖刷情況下容易損壞，一旦損壞，就會(huì )扎破濾布；而且，人工更換濾板時(shí)也容易忘記加裝多孔蓋，進(jìn)一步加劇了濾布破損的可能。一旦濾布破損，煤泥水就會(huì )進(jìn)入隔膜片和濾板芯板之間，進(jìn)而逆向進(jìn)入壓榨管路系統，使得壓榨風(fēng)管內部充滿(mǎn)煤泥。

　　1.2.2 濾布選擇

　　壓濾機濾布的選擇直接決定著(zhù)過(guò)濾效果的好壞，由于濾布是柔性過(guò)濾材料，因此一般不采用類(lèi)似篩網(wǎng)的目數來(lái)表示，而是采用透氣率來(lái)表示，透氣率越大，則說(shuō)明可透過(guò)顆粒越大。由于無(wú)法根據粒度分析數據直接決定濾布的選型，很多企業(yè)選擇濾布時(shí)往往根據經(jīng)驗判斷，產(chǎn)生了不小的誤差，因此，濾布選型必須由試驗來(lái)定，而濾布的材質(zhì)和編織方法則可根據物料本身的酸堿特性和磨蝕特性進(jìn)行選擇。

　　1.3 結構腐蝕

　　多數壓濾機廠(chǎng)家都有固定的結構強度設計、計算方法，但在處理煤泥水時(shí)多數沒(méi)有考慮防腐，而且即使考慮防腐，也多數是考慮與物料直接接觸部分的防腐，如入料管、閥門(mén)等。而恩德?tīng)t污泥壓濾過(guò)程中需要考慮的防腐不僅是液體防腐，還有氣體腐蝕，如NH3、H2S等，這些腐蝕性氣體在溫度40℃左右的物料中極易揮發(fā)出來(lái)，造成車(chē)間內霧氣、酸氣、氨氣并存，對結構腐蝕嚴重，尤其是大梁滑軌、濾板滾輪、鏈條等部件。

　　二、解決方案

　　2.1 調整壓濾入料工藝

　　目前，應用廣泛的入料工藝有變頻入料技術(shù)、高位二級入料技術(shù)、高低壓雙泵入料技術(shù)等。這些入料方式的共同特點(diǎn)是將入料初期壓力降低，流量保持不變，當濾餅層形成后，再恢復至額定轉速，提高壓力，進(jìn)行脫水。

　　考慮到現場(chǎng)空間條件和成本因素，入料工藝的改進(jìn)采用加裝小回流管方式，即在入料管上加裝1個(gè)小直徑的回流管，分流一部分物料回攪拌桶，進(jìn)而起到降低入料壓力的效果。

　　2.2 更換隔膜濾板，恢復隔膜壓榨工序

　　采用整體式隔膜濾板，杜絕隔膜壓榨氣路內進(jìn)煤泥水，恢復隔膜壓榨工序，進(jìn)一步降低濾餅水分，縮短循環(huán)時(shí)間。

　　2.3 試驗確定濾布選型

　　采用試驗法進(jìn)行濾布選型。試驗原理：先試選一種濾布鋪設在裝置內，將料漿倒入，之后通入恒定壓力的壓縮空氣，料漿在壓力作用下，液體部分透過(guò)濾布排出，固體部分被攔截在濾布上，直至氣流吹通濾餅為止。記錄過(guò)濾氣壓、過(guò)濾時(shí)間、穿濾時(shí)間、濾液體積，吹通后需檢測濾餅含水率、濾液含固率。小型加壓過(guò)濾試驗裝置原理圖見(jiàn)圖1。根據試驗結果試選其他型號的濾布，重復上述步驟。最終選擇濾液含固率低、吹通時(shí)間短且壓力較低的濾布類(lèi)型。

　　試驗裝置為一個(gè)圓筒形裝置，頂部預留一個(gè)進(jìn)氣孔，外接儲氣罐，底部為可拆卸的網(wǎng)狀結構，能夠鋪設濾布。過(guò)濾面積為19.6cm2。

　　此次試驗選取了4種不同透氣率的濾布和原機濾布進(jìn)行了過(guò)濾試驗，不同濾布過(guò)濾試驗結果見(jiàn)表1。

　　根據表1可知，隨著(zhù)濾布透氣率的增大，過(guò)濾時(shí)間顯著(zhù)減少，穿濾時(shí)間逐漸增長(cháng)，濾餅含水率(1-濾餅含固率)逐漸降低，濾液含固率逐漸增大。當濾布透氣率為200L/(m2?s)時(shí)，幾乎不發(fā)生穿濾，濾液含固率小于0.01%，即說(shuō)明這種濾布過(guò)于致密，且此時(shí)的過(guò)濾時(shí)間也最長(cháng)，為68s，若選擇此濾布，壓濾機的循環(huán)時(shí)間必然很長(cháng);而濾布透氣率為400L/(m2?s)時(shí)，濾液含固率則高達0.82%，穿濾時(shí)間最長(cháng)，達到10s，說(shuō)明濾布過(guò)于稀疏，穿濾的顆粒物較多，若選擇此濾布，壓濾機的濾液跑黑水時(shí)間必然很長(cháng)，且濾液無(wú)法實(shí)現循環(huán)利用。由表1中原機濾布的試驗結果可知，其過(guò)濾情況與濾布4試驗[透氣率為400L/(m2?s)]結果類(lèi)似，這進(jìn)一步驗證了原機濾布透氣率過(guò)大，導致壓濾機穿濾時(shí)間過(guò)長(cháng)。

　　從表1濾布2、濾布3試驗結果可知，當濾布透氣率為250L/(m2?s)和300L/(m2?s)時(shí)，過(guò)濾效果相差不大，但采用濾布3的濾液含固率較高，考慮到小型試驗效果放大到大型壓濾機時(shí)可能造成的誤差，因此，此次最終選擇透氣率為250L/(m2?s)的濾布。

　　2.4 對結構件進(jìn)行防腐處理

　　對大部分結構件進(jìn)行材質(zhì)改造和升級。如固定板、活動(dòng)壓板、大梁和大梁支腿等采用不銹鋼304包覆;大梁導軌、濾板連接圓環(huán)鏈、傳動(dòng)鏈條、電控柜外殼和傳動(dòng)鏈護罩等采用304不銹鋼制作;大梁支腿、固定板支腿和活動(dòng)板支腿采用加厚鋼板;并對濾板滾輪進(jìn)行改進(jìn)，由碳鋼滾輪改為聚丙烯滾輪。

　　三、應用效果

　　經(jīng)過(guò)方案論證，通遼金煤首先對其中1臺KM250/1600型快速隔膜壓濾機進(jìn)行技改，自2018年5月初完成技改，至今已運行16個(gè)月，其運行效果優(yōu)于另外兩臺，技改前后隔膜壓濾機運行情況對比見(jiàn)表2。

　　由表2可知，經(jīng)過(guò)技改，KM250/1600型壓濾機的效率明顯提升，單循環(huán)時(shí)間由18min縮短至15min，濾餅水分降低5%左右，濾布消耗僅為改造前的1/3，濾板的消耗明顯降低，近1年尚未損壞，由于濾布、濾板損壞而造成的停機時(shí)間大幅度縮減，進(jìn)而提高了日均運行次數，最終實(shí)現了壓濾機產(chǎn)能滿(mǎn)足生產(chǎn)運行。

　　四、結論及建議

　　經(jīng)過(guò)改進(jìn)，通遼金煤煤制乙二醇恩德?tīng)t廢水處理系統壓濾機的工作效率明顯提升，濾餅水分降低，事故率降低。但此次入料系統的改造并不徹底，采用加裝回流管方式雖然使入料初期壓力減小，但同時(shí)也使流量減小，這也是循環(huán)時(shí)間相差較小的主要原因，建議采用變頻入料方式。此外，包不銹鋼的部件并不能完全杜絕腐蝕性氣體的滲入，尤其是螺栓連接處、地腳螺栓處等連接縫隙處，建議采用防腐涂層處理。建議每天在壓濾機工作完成后及時(shí)進(jìn)行濾布清洗和設備清掃，去除殘渣碎屑，保持壓濾機清潔狀態(tài)。(來(lái)源：北京中礦艾可沃特科技有限公司)