真空皮带脱水机 篇1
关键词：湿法脱硫,真空皮带脱水机
根据预测, 到2020年, 我国的GDP要在2000年的基础上翻一番, 全国需要的总发电机组容量超过8亿千瓦。截止2004年底, 我国仅有2000万千瓦装机的烟气脱硫设施可建成投运, 大约3000万千瓦装机的烟气脱硫设施正在建设之中, 预计在未来的10年间, 约有3亿千瓦装机的烟气脱硫设施需要简称并投运。
现在全世界上, 烟气脱硫的技术有百余种, 但现在进入商业化应用的大概有17种左右, 其中应用最广泛的是石灰石/石膏湿法烟气脱硫技术, 约占脱硫市场的84%。
石灰石/石膏湿法脱硫系统主要包括:石灰石浆液制备系统、SO2吸收系统、烟气系统、石膏脱水系统、废水处理系统和浆液排放回收系统等。石膏脱水系统一般由水力旋流器和真空皮带脱水机组成, 浆液经旋流器浓缩至含固量为40%~50%后, 进入真空皮带脱水机脱水。
1 真空皮带脱水机概述
真空皮带脱水机是一种新型的、迅速脱水、洗涤高效、低耗节能的过滤设备。它结构设计合理, 设备全自动连续操作, 高强度的橡胶带在驱动轮的作用下转动, 覆盖在橡胶带上的滤布由于受到真空的作用, 与橡胶带同速向前运动。由加料装置加入料浆, 在真空作用下, 固相颗粒被滤布截留在滤布上形成滤饼, 并随滤布橡胶带一起向前移动, 依次完成过滤、滤饼洗涤、吸干、卸渣、滤布再生等连续作业;滤液经过滤布、橡胶带沟槽、真空室排出, 实现固液分离的连续过滤机。它被广泛用于冶金、矿山、化工、食品、煤炭、造纸和制药等行业需分离固液两相组成的各种悬浮物。
2 真空皮带脱水机工艺流程
从吸收塔排出来的石膏浆液 (固体物含量约为15%~20%) , 经水力旋流器浓缩至含固量约为40%~50%后, 进入真空皮带机脱水装置进行脱水。经脱水处理后的石膏表面含水率不超过10%, 脱水后的石膏由皮带输送机送入石膏库中存放待运。水力旋流器分离出来的溢流液一部分进入废水排放系统, 另一部分则返回吸收塔循环使用。
3 真空皮带脱水机部分参数的确定
真空皮带脱水机主要参数包括脱水机的的过滤面积及分区、真空泵的参数选择、胶带的速度、滤饼的厚度等, 在实际的工程设计中根据石膏进出料参数来确定这些参数已保证皮带脱水机的运行效果。白山电厂石膏浆液进料参数:进口固含量50% (wt) ;氯含量2 0g/L;进料温度5 3.7℃;进料pH=4~6;悬浮液密度1456kg/m3。石膏出料参数:脱水石膏10.92t/h (wet) ;残余水分10% (wt) ;氯含量小于100ppm;滤液固含量小于3g/L。
3.1 真空皮带脱水机的过滤面积及分区
由于FGD中对滤饼石膏的湿含量要求较高, 石膏悬浮液过滤速度快, 而且石膏滤饼具有触变形, 不容易开裂的石膏滤饼洗涤效果最好。而脱水机的过滤面积是根据要处理石膏的量来确定, 主要是为了得到湿含量为10%的干石膏。根据经验所得:脱水机的过滤效率为750kg/h·m2~900kg/h·m2。为了使石膏的湿含量达到10%, 因此脱水机抽干段的长度应远大于过滤段和洗涤段的长度, 经实验过滤段和洗涤段长度之和与抽干段长度的比例一般取1∶3。
3.2 滤饼的厚度
滤饼的厚度直接影响石膏滤饼的湿含量, 滤饼的厚度太厚、太薄都有可能使石膏滤饼的湿含量无法达到10% (wt) , 滤饼太厚不易脱水, 而滤饼太薄真空度太低, 也达不到脱液效果。经实验证明, 滤饼的厚度一般保持在18mm~28mm脱水效果最好。
3.3 胶带的速度
胶带的速度的快慢直接影响到滤饼的厚度, 胶带的速度过快, 则无法保证滤饼的厚度;胶带的速度过慢, 滤饼的厚度太厚而导致脱水效果不好。经实验证明, 皮带速度一般保持在3m/min~9m/min之间。
3.4 真空度
真空度是橡胶带式过滤机在脱水过程中的推动力, 整个真空系统密封的好坏, 直接影响真空度的大小。这取决于真空箱组件与摩擦带之间的动密封效果要好, 既摩擦带与真空箱上的摩擦块之间的水封效果要好。经实验证明, 真空泵的真空度的选择上应在-0.06MPa~-0.07MPa范围内。
根据上述参数, 可以确定白山电厂真空皮带脱水机的的主要性能参数如下 (见表1) 。
4 真空皮带脱水机调试
真空皮带脱水机安装完毕后, 需要运行调试, 以保证它的正常工作状态。
4.1 设备空运转测试
启动胶带驱动轮电机, 调节胶带张紧轮的吊紧螺杆, 使橡胶带两边松紧一致, 连续空运转3天以上, 基本保持橡胶带运转时与胶带驱动轮中间不跑偏。观察过滤机运行时的启动有无异声, 胶带驱动、张紧轮及胶带托辊和滤布滚轮运行是否平稳, 紧急停车装置运行是否正常。连接所有的真空管道, 在胶带不打孔的状况下测试真空度。
4.2 胶带钻孔后的运转测试
胶带空运转测试合格后才能用专用工具在胶带上打孔, 打孔后连续空运转2小时以上, 保持胶带运转时位处于胶带驱动轮中间不跑偏。将滤布依次顺序窜过各滤布托辊后搭接滤布, 推动张紧气缸控制阀张紧滤布, 检查滤布是否张紧。启动驱动轮驱动装置电机、真空泵及空压机运转数小时, 检测自动纠偏系统的灵敏度、可靠度及整机的运转情况。
5 结语
真空皮带脱水机作为脱硫系统中石膏回收和处理的主要设备, 维护量相对较大;同时也由于其是脱硫主系统相连, 其运行状态直接影响脱硫工艺的运行的稳定性, 所以在真空皮带脱水机的设计、运行及调试过程中要根据各套脱硫系统的具体情况而作综合的分析, 确保真空皮带脱水机的正常运行。
参考文献
[1]李容.橡胶带式过滤机的设计及应用[J].化工机械, 1991, 18 (2) :123～124.
[2]何根然.燃煤烟气脱硫脱销技术标准使用手册[S].
真空皮带脱水机 篇2
【关键词】湿法脱硫；真空皮带脱水机；石膏含水率
石膏脱水系统是湿法烟气脱硫系统中的重要部分，石膏脱水过程即经过石膏旋流器进行初级分离浓缩后的底流浆液经过真空皮带机的给料和配料系统均匀地分布在滤布表面，形成滤饼，与真空盒相通的真空凹槽提供压差推动力，在滤饼上下压差的推动下，水分通过滤布流经真空盒并最终收集在滤液池中，固体颗粒则被截留，最终在皮带机的尾部形成含水量较低的石膏。石膏含水率>10%时，堆积在石膏仓中的石膏中水分会在自身重力作用下从底部淅出，使石膏呈流体状从石膏卸料斗处流出。
石膏含水率主要受石膏的物理特性和脱水系统设备缺陷的影响。石膏的物理特性主要指Ca2SO4·2H2O含量、晶体形状、粒径大小、氯离子和飞灰等杂质的含量。石膏结晶效果越好、粒径越大、氯离子含量越低、飞灰等杂质含量越低，越有利于石膏脱水。运行故障会导致真空度下降，进而导致石膏含水率升高。其原因有真空泵出力不足；真空盒密封水流量低，皮带、滤布跑偏；耐磨带磨损；真空盒损坏；真空盒与输送带之间间隙过大；真空系统泄露。这些因素真空度偏高，出力不足，石膏含水率高。
1.某厂石膏含水率较高的原因
根据该厂的实际运行情况：正常情况下，石膏脱水系统运行，真空泵密封水流量7-14m3/h，皮带机滤饼厚度20-30mm，真空泵电流135A左右，真空度达到-0.04MPa，石膏含水率<10%。但实际运行中，在真空泵密封水和皮带滤饼厚度正常的情况下，真空泵电流只有122A左右，真空度只有-0.28MPa，石膏含水率达到16%，有时甚至更好，石膏仓底部有大量的液态石膏流出。运行中密封水系统、皮带、滤布等均无异常，拆检发现以下设备缺陷。
1.1真空盒破损
真空盒的破损主要集中在两个位置：（1）真空盒与支撑梁头部连接处。该处损坏的原因是由于支撑头部平面密封不严，空气从密封槽与支撑梁头部平面的间隙中漏进真空系统，形成流道，长时间运行会使密封槽和支撑梁头部平面的间隙增大，使支撑梁头部、真空盒和真空槽发生磨损；（2）每段真空盒的连接处由于真空流道从大到小发生突变，气体和水会在此处产生涡流，使真空盒内部发生磨损。
1.2 BUTA密封失效
BUTA密封位于真空盒与密封槽之间，为软质橡胶带，放在真空盒与密封槽连接螺丝的两边，共4条，类似于垫片，起密封作用。BUTA密封由于长期被压缩，内部弹性失去，加之长期受到酸性液体腐蚀，使其没有了弹力，密封的作用失效。由于BUTA密封没有了弹力，使密封槽和真空盒之间的间隙增大，加上密封槽和真空盒的连接螺丝没有继续打紧，使真空从该密封处漏入真空系统，使系统内真空度增大。
1.3密封槽磨损
密封槽位于皮带与真空盒之间，底部有槽孔，用于安装螺丝悬吊真空盒，顶部有一条深3mm的槽，用于行走耐磨带，由于密封槽相对静止，运行中耐磨带上表面由于受到皮带的摩擦力而随皮带行走，下表面与密封槽摩擦、滑动，皮带运行时耐磨带上下表面都会有密封水，在密封槽和皮带之间起润滑和密封的作用。因此，密封槽的缺陷只要是因为摩擦引起的，主要是滑到底部与耐磨带的摩擦磨损（1mm）以及滑道边沿磨损。
由于耐磨带与皮带之间的间隙在2mm，当密封槽滑道磨损量1mm时，耐磨带与皮带的间隙可达到3mm，导致真空泄露，系统真空度增大，脱水效果下降。
2.石膏含水率偏高的处理措施
2.1材料准备
针对以上因素，处理时需要更换密封槽、BUTA密封盒真空槽。鉴于真空皮带脱水机真空盒磨损严重，并经过调研，决定从材质方面予以适当改进，采用不锈钢316L，厚度4mm，耐磨损、耐腐蚀。由于设备厂家没有进行过相应的改造，因此本次改造严格按照原有真空盒进行加工，加工过程中应注意以下几个方面：
（1）原有的真空盒分8段共8米长，当每段的长度不一致，且为了加工和安装方便，整个真空盒分3段加工，每段长度可随意选择，以长度相差不大为宜，既避免了因段数过多添加的垫片过多易导致真空泄漏，也减少了真空盒连接处挡板的个数和安装时螺丝的使用量。分3段加工，考虑到真空盒与支撑梁头部之间和真空盒之间的4个垫片的厚度，真空盒总长控制在7980mm左右，余量用垫片调整。
（2）真空盒上表面两排螺丝孔宽度必须与密封槽螺丝宽度保持一致，且螺丝孔两边的平面宽度必须满足BUTA密封的位置，否则会因为BUTA密封不严导致真空从螺丝孔处泄漏。
（3）真空盒两端螺丝连接面板必须与支撑梁头部螺丝孔保持一致，且真空盒高度必须与支撑梁头部上表面保持水平，避免安装时密封槽、支撑梁头部和真空盒3者之间形成三角形，导致真空泄露。
（4）真空盒上的PVC增强软管应个滤液管连接处的位置对应，避免发生错位现象。
2.2设备安装
密封系统安装可根据如下顺序进行：将螺丝插入密封槽螺丝孔，并将密封槽就位放在支撑梁头部之上，可用几条槽钢或钢管将其悬吊在真空皮带机两端横梁上；将真空盒连接好并固定在支撑梁的两端；在真空盒上表面螺丝孔两端贴BUTA密封；将密封槽上的螺丝逐个插入真空盒，打紧；利用气动支撑装置将整个密封盒提升至皮带下方，并控制间隙；最后安装真空盒与滤液管之间的PVC增强软管。安装过程中应注意一下几个方面。
（1）BUTA密封沿真空盒延伸方向贴好后，需在支撑梁头部的上表面打折密封横截面，使整个BUTA密封呈闭环形状，避免真空从支撑梁上表面与密封槽之间泄露。
（2）当真空盒与支撑梁头部水平面不在同一平面时，可通过端部连接螺丝予以调整，即将头部的螺丝孔扩长呈圆柱形槽，然后上下调整真空盒的位置。螺丝孔扩大时应注意防护，避免皮带烧坏。
（3）真空盒安装后由于只有两边固定，中间呈吊桥状，可用槽钢等进行支撑，方便调整耐磨带与皮带之间的间隙。如果真空盒呈扭曲状，可在盒两侧分别添加适当厚度的垫片，避免耐磨带与皮带的间隙有的位置过大，有的过小，最终使每段间隙在2mm左右。
3.石膏脱水系统设备运行调试
设备安装结束后，检查各部件和密封水管等连接情况，先对设备空载试验，发现皮带、滤布、托辊、密封水和耐磨带运行情况良好，随后启动真空泵进行正常脱水，当滤布铺满石膏时，真空泵电流137A左右，真空度降到-0.52MPa，其它各项参数运行良好。通过对石膏含水率进行化验分析，含水率在9.8%左右。
4.结束语
通过本次改造，彻底解决了我厂真空皮带脱水机石膏含水率偏高的弊端。本次改造真空盒采用不锈钢316L代替PVC，该材质既能防止真空盒受到酸性腐蚀，也有效解决了真空盒内因气水涡流引起的内壁磨损，与采购原厂产品相比，大大节约了经济成本。改造效果良好。
【参考文献】
[1]张军梅，李临临.湿法脱硫石膏脱水系统设备配置及优化[J].电力环境保护，2009，25（3）：11-14.