圓盤脫水機在紅河電廠的應用

陳慧雁

（大唐環境產業集團股份有限公司 北京 100097）

在我國從脫硫項目開始至今的煙氣脫硫工程中的脫水子系統中，二級脫水設備幾乎采用的都是真空皮帶脫水機系統，該設備能夠良好的處理濃石膏漿液的脫水處理，但是其系統所需要的占地面積大，設備電耗高等特點。圓盤脫水機是一種新型的石膏脫水設備，具有良好的濃石膏漿液的脫水處理能力，且其系統具有占地面積相對較小，設備電耗較小，后期運行維護工作簡單的特點。

1 項目概況

云南大唐國際紅河發電有限責任公司一期工程為2×300MWCFB機組，兩臺機組于2013年12月開始進行脫硫施工改造。脫硫系統采用石灰石一石膏濕法脫硫工藝，按照FGD入口煙氣中SO2濃度4000mg/Nm3，FGD出口SO2濃度小于200mg/Nm3進行設計，其中二級脫水系統單臺設備出力需要滿足2臺機組100BMCR工況出力要求，根據計算單臺設備出力需要為28t/h。

本項目同時配置了1臺真空皮帶脫水機和2臺盤式脫水機，均采用煙臺桑尼核星環保設備有限公司生產的產品；兩種設備均布置在脫水樓的二層（10.25m），其下部0.0m層為石膏庫，上部17.75m層布置有石膏旋流器組和廢水旋流器組。脫水處理后石膏含水率小于10%。

機組建成后，兩種設備均投入使用，運行情況良好。

2 盤式脫水系統的原理、特點

2.1 工作原理

圓盤脫水機運用濾板的毛細現象：通過真空泵，保持濾板內的真空度；在抽真空時，只能讓濃石膏漿液中的水通過進入濾板內部，空氣和礦物質顆粒無法進入濾板內部，保證無真空損失的原理，極大地降低了能耗和石膏水分。

2.2 設備特點

相對于真空皮帶脫水機，圓盤脫水機占地面積小，功耗小，維護工作量少；設備自動化程度高，處理后物料含水量低（8%～12%）；但是在石膏漿液中含油量不能過高，否則嚴重損害濾板的過濾能力，需額外加以酸洗過程；

3 圓盤脫水機系統工作流程

圓盤脫水機包含的設備:脫水機本體（含15圈濾板，材質為陶瓷），1臺漿槽攪拌器，1臺真空泵真空泵（流量18.7m3/min，真空度-92kPa），1臺酸清洗劑箱，2臺酸計量泵（一用一備，流量：550mL/min；揚程：30m）。

整套脫水系統采用控制柜自動控制，其工作過程大致分為如下：濾板吸收漿液、過濾干燥、石膏卸料、濾板反沖洗、多種方式清洗。

氣液分離罐通過管道與濾板出水管連接；真空泵的抽吸作用維持氣液分離罐內的真空度，進而保證過濾板內的真空負壓值在穩定的工作范圍內。

從石膏旋流器底流排出的漿液通過一側的進口管道進入圓盤脫水機的半圓形漿槽內，約半圈的過濾板浸沒在漿槽內；過濾板厚約5mm，過濾板兩側均為過濾層；因過濾板內存在真空負壓的作用，通過濾板形成毛細孔吸附，使石膏漿液粘接在在濾板上，濾液通過細孔進入濾板內，在濾板表面就形成石膏堆積層（即濾餅），濾板在主軸帶動下持續轉動，保持石膏按照額定要求進行脫水。進入濾板內部的濾液通過管道排入真空罐后進入濾液箱中返回FGD系統。

過濾板在電機驅動的主軸帶動下持續旋轉，從漿槽離開后至卸料區間為干燥區，在這段過程中，通過濾板內部的真空作用使濾餅持續脫水至滿足要求。

下料口位于進料方向的另一側，沿設備長度方向設置，這種布置有利于石膏庫內的分布堆料。

在下料口側每塊濾板兩邊均設置有刮刀，當濾板旋轉到該位置時，通過刮刀使石膏與濾板分離進而完成卸料過程，分離后的石膏成品落入石膏庫中儲存，以待外運。

為保持濾板的過濾效率，需要對卸料后的濾板進行在線反沖洗。用具有一定壓力（P＝0.075MPa～0.lMPa）的工藝水從分配閥進入濾板內腔，由內部向外部清洗濾板的微孔，同時將殘留在濾板表面的殘余礦物沖洗下來。沖洗系統的過濾器現已進行了改進，工藝來水壓力0.4Mpa即滿足沖洗使用要求。清洗后的濾液水排入漿槽內。

濾板工作一段時間后（一般為7h～12h；可視運行情況確定，如果濾板過濾效果好，則延長時間），濾板微孔因逐漸被堵塞而降低其過濾效率；為保證濾板微孔通暢，啟用多種方式離線聯合清洗：超聲波清洗、化學清洗和反沖洗相互作用，可達到最佳清洗效果；超速波裝置采用控制柜控制頻率，清洗濾板表面沉積物；高濃度的酸液通過水的稀釋達到0.2%～1%濃度的酸液，由內而外的沖洗濾板；每次清洗時間一般為45min～60min，通過混合清洗使濾板的微孔進一步疏通，這樣就可保證濾板的過濾效率，保證穩定運行。在設備聯合清洗請洗前，需要切換脫水設備；聯合沖洗后的濾液水進入漿槽內，因其酸濃度小，對于漿液的pH改變很小，不會影響脫硫系統的運行。

因進入漿槽內的漿液含固量為50%左右，為防止漿液沉淀，在漿槽下方靠近底部的設置設有擺耙式攪拌器，通過脫水機兩端的機架懸掛，運行時來回擺動，可有效的防止漿液沉淀。

在圓盤脫水機連續運行幾個月后，根據濾板吸附情況，可拆卸進行整體酸液清洗。清洗需要設置1套單獨的設備，該設備為2臺圓盤脫水機共用，該設備占地面積較小，以10圈沖洗設備為例，設備長度約為3.0m左右，該設備可視現場情況布置。沖洗后的酸液可留待后續多次使用。圓盤脫水機設備系統流程見圖1。

圖1 圓盤脫水機系統流程圖

圖2 安裝完成的濾板

4 圓盤式與真空皮帶式脫水機的經濟技術對比

4.1 數據比較

表1 安裝尺寸數據比較

表2 電耗數據比較

從以上的對比表可以看出：

4.1.1 圓盤脫水機占地面積小：（1）圓盤脫水機約為真空皮帶脫水機占地面積的0.5倍；（2）圓盤脫水機配置的真空泵占地面積約為真空皮帶脫水機真空泵的0.3倍；（3）圓盤脫水機配置的儲酸罐占地面積小于真空皮帶脫水機濾布沖洗水箱。

4.1.2 圓盤脫水機比真空皮帶脫水機高約1.2m。

4.1.3 圓盤脫水機比真空皮帶脫水機所需的功耗小；連續運轉設備的總功耗約為后者的1/3。

4.1.4 圓盤脫水機配置的儲酸罐雖然容積小（2.0m3），不構成重大危險源，但仍需要考慮設置洗眼器等安全設施。

4.2 兩種脫水機運行及維護比較

真空皮帶脫水機年運行維護工作主要為濾布、摩擦帶、軸承、托輥、真空盒等，且在3～5年內需更換一套橡膠帶；圓盤脫水機的年運行維護工作主要為濾板，濾芯，刮刀；圓盤脫水機的年維護費用略高于真空皮帶脫水機。

真空皮帶脫水機檢修時工作量大，需要配套專用的電動起吊設置；圓盤脫水機檢修工作簡單，無需電動起吊設置，且2～3人即可完成。

圓盤脫水機需要設置清洗設備，其費用約為總設備的1/3，增加了初期投資成本。

圓盤脫水機能耗小，以廠用每度電0.4元計算，年運行5500h，每年可節省電耗費用至少24.7萬元/年，可有效減少運行成本。

5 結語

相對于真空皮帶脫水機，圓盤脫水機具有如下缺點：設備初期投資高，約為前者的1.5倍；需額外增加1套沖洗設備，費用約為總設備的1/3；不適用于漿液中含油量大的機組。

但是圓盤脫水機也具有很大優勢：設備占地面積小，可以有效解決場地緊張的問題；自動化運行程度高；運行維護工作量少；在運行中可以有效的節省電耗和降低運行成本。因此圓盤脫水機的采用有利于提高經濟效益，并能夠實現環保的目的，有利于中國生態的可持續發展。

[1]朱智.圓盤式與皮帶式石膏脫水機經濟技術對比分析.電力科技與環保,2015,6(31）：61-62.