一种煤制甲醇气化细渣深度脱水装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种煤制甲醇气化细渣深度脱水装置。


背景技术：

2.气化细渣中的水分主要分为四类：1.间隙水，也即自由水，利用外力机械压力就很容易除去；2.毛细结合水，它是颗粒间的毛细管束缚的水分，需要较高的机械作用力和能量才能除去；3.表面吸附水，它是覆盖在颗粒整个表面，通过表面张力作用吸附的水份，此水分可用吹风法除去；4.内部结合水，这是最难除去的，需要很高的能量才能将这水分蒸发去除。
3.根据气化细渣水分的特点，目前的干燥脱水设备主要有两种：1.真空带式或者离心式过滤机；2.板框式压滤机。
4.真空带式或者离心式过滤机的优点是：一次性投资小，成本低。而其缺点是：运输过程漏浆漏液严重、环境污染严重；运输成本高；药剂消耗量大；系统耗水严重；滤布使用寿命短、更换频繁、运行维护费用高；设备为敞开式结构，过滤机厂房蒸汽大，长期运行使得过滤机厂房墙面脱落严重，且厂房内氨味较重，对操作员工的身体健康有很大危害；滤饼水分高，不利于减量化和锅炉掺烧。
5.板框式压滤机的优点是：结构简单、制造容易、设备紧凑，对物料适应能力强。板框式压滤机的缺点是：滤饼与滤布易粘结；工作压力高，普通材质的板框不耐压，易破板；滤布消耗大；现场难以做到无人值守，滤布需要人工清理，工作量大，有安全隐患；滤饼水分高，不利于减量化和锅炉掺烧。并且板框式压滤机的滤布上会粘附滤饼的颗粒，目前没有配备适用的机构，能够将这些颗粒祛除。


技术实现要素：

6.本实用新型针对现有技术中的不足，提供了一种煤制甲醇气化细渣深度脱水装置，全自动控制进行工作，能够将脱水后的滤饼含水率大大降低，实现一台设备完成过滤、压榨和干化的全过程，减少运输量，经济又环保。
7.为了解决上述技术问题，本实用新型通过下述技术方案得以解决：一种煤制甲醇气化细渣深度脱水装置，包括主机系统、加热系统和真空系统；所述主机系统对细渣进行脱水工作，并且设置有滤布抖动机构；所述加热系统对主机系统内的隔膜板内腔和加热板内腔冲入循环热水，以对滤饼进行加热；所述真空系统对主机系统内的滤饼腔进行抽气工作，使其内部形成负压，降低水的沸点；还包括卸料系统，所述卸料系统在主机系统工作完成后，将滤饼卸下，所述滤布抖动机构配合所述卸料系统进行卸料工作。
8.优选地，所述滤布抖动机构包括螺旋梁和设置于螺旋梁上的若干个连接部，所述连接部设置于滤布上，所述螺旋梁包括若干个弯部和直部，所述弯部和所述直部交错排列设置；所述螺旋梁的两端部设置有支撑轴承座，以提供滚动支撑作用；所述支撑轴承座设置于升降底座上；所述螺旋梁的一端部设置有齿轮，该处的升降底座上设置有电机，所述电机
的输出轴设置有主动齿轮，且利用啮合连接所述齿轮并驱动其转动。
9.优选地，所述螺旋梁的另一端部设置有快接插头，所述螺旋梁内部中空设置，而另一端封堵避免漏气；所述螺旋梁的直部设置有朝向对应侧的弯部的排气孔，所述快接插头用于连接高压气泵的排气管。
10.优选地，所述弯部设置有环槽，所述连接部设置有腰型环槽，所述弯部卡入所述腰型环槽内并且利用环槽避免脱离；所述腰型环槽的宽度大于所述环槽的内径而小于所述弯部的外径。
11.优选地，所述主机系统设置有固定底座，所述固定底座上设置有若干根波纹管，每根所述波纹管顶部顶住对应的所述升降底座，所述波纹管连接高压气泵。
12.优选地，安装于滤布中段的连接部设置有连接柱，该连接柱用于将连接部安装于滤布上，并长度大于弯部的高度。
13.本实用新型提供了一种煤制甲醇气化细渣深度脱水装置，过滤饼减量化，渣场填埋库容大幅度降低，回收滤液节省整个系统用水，节电，实现社会效益；滤饼环保装车，无漏浆漏液，现场环境好，实现环保效益；水份降至25％,输送至锅炉掺烧，节省原煤，运输费降低，实现经济效益；全自动控制，一键启停，实现安全效益。
附图说明
14.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，以下将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图进行论述，显然，在结合附图进行描述的技术方案仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图所示实施例得到其它的实施例及其附图。
15.图1是本实用新型的工艺流程图。
16.图2是本实用新型脱水干化全程的含水率变化曲线。
17.图3是本实用新型的工艺简图。
18.图4是本实用新型滤布抖动机构的结构示意图。
19.图5是本实用新型位于端部的连接部结构示意图
20.图6是本实用新型的螺旋梁局部结构示意图。
21.图7是本实用新型位于中段的连接部结构示意图。
22.图中：螺旋梁1，弯部11，环槽111，直部12，齿轮13，快插接头14，连接部2，腰型滑槽21，连接柱22，升降底座3，支撑轴承座31，波纹管32，固定底座33，电机4。
具体实施方式
23.以下将结合附图对本实用新型各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型中所述的实施例，本领域普通技术人员在不需要创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都在本实用新型所保护的范围内。
24.气化滤饼含水过高，在40％左右，运输困难，且浪费水资源，进入锅炉炉膛燃烧时先要吸热爆裂，这一过程会导致燃烧不稳定，严重时会造成锅炉熄火。而且气化滤饼进入锅炉掺烧一般利用管道输送，管道输送存在结垢和堵塞的问题。故进入锅炉掺烧时需将气化
滤饼含水率控制在25％左右。
25.本装置提供了一种煤制甲醇气化细渣深度脱水装置，能够解决上述存在的问题。本装置为间歇操作，存在处理周期，利用真空干化原理，经过进料过滤、隔膜压榨、真空干化过程，使滤饼含水率降至25％以下。滤饼不会发生粘连、卡塞、腐蚀等输送问题。最终送至循环流化床锅炉掺烧。过滤后的滤液回流到气化系统。从而实现实现在运输量、渣场容积方面的减量化，滤液回收增值、设备节能增效。
26.如图1至图7所示，一种煤制甲醇气化细渣深度脱水装置，包括主机系统、加热系统和真空系统；所述主机系统对细渣进行脱水工作，并且设置有滤布抖动机构；所述加热系统对主机系统内的隔膜板内腔和加热板内腔冲入循环热水，以对滤饼进行加热；所述真空系统对主机系统内的滤饼腔进行抽气工作，使其内部形成负压，降低水的沸点；还包括卸料系统，所述卸料系统在主机系统工作完成后，将滤饼卸下，所述滤布抖动机构配合所述卸料系统进行卸料工作。
27.本装置的工作原理：澄清槽沉降下来的细渣由澄清槽耙料器刮入底部由给料泵送往板框式压滤机，首先压榨泵输送压榨水至板框式压滤机隔膜侧进行压榨(泵出口压力0.85mpa)，然后在加热板和隔膜板中通入热水，加热腔室中的滤饼，同时开启真空泵，对腔室进行抽真空，使其内部形成负压，降低水的沸点，滤饼中的水分随之沸腾汽化，达到深度脱水的目的。
28.本装置脱水后滤饼含水率能够降低至15％～25％左右，调研当日现场实地检测了其中一批次的滤饼过滤全过程，见附图1。通过测量滤饼含水率为23.79％，见附图2。通过延长真空系统运行时间，可以保证脱水后滤饼含水率稳定地降至 25％以下。
29.本技术集“过滤 压滤 真空干化”为一体，采用低品位热源，在一台设备上完成过滤、压榨和干化全过程，省去多台设备之间的搬运，减少运输量，既经济又环保。通过滤饼减量化，渣场填埋库容大幅度降低，回收滤液节省整个系统用水，节电，实现社会效益；滤饼环保装车，无漏浆漏液，现场环境好，实现环保效益；水份降至25％，输送至锅炉掺烧，节省原煤，运输费降低，实现经济效益；全自动控制，一键启停，实现安全效益。
30.本装置的工作流程分为三个阶段。
31.第一阶段：通过入料泵的正压来脱水，进料压力可以在0.6
‑
1.0mpa选择。
32.第二阶段：通过隔膜压榨进一步降低水分，压榨压力可以在0.8
‑
1.2mp选择。
33.第三阶段：向隔膜板内腔、加热板内腔充入温度为85℃以上的循环热水，对滤饼加热，其中热水最佳温度为95
‑
99℃；同时开启真空泵对滤饼腔抽真空，使其内部形成负压，降低水的沸点，滤饼中的水分随之沸腾汽化，被真空泵抽出的汽水混合物经过冷凝器；汽水分离后，液态水定期排放，尾气经净化处理后排放，使最终滤饼水分控制在25％以下。
34.主机系统采用等强实心矩形主梁与止推板、压紧板组件和后支架相接，构成矩形框架机架。机架焊接使用自动埋弧焊接工艺，无论主梁或者止推板、压紧板组件等零部件，均需经高速离心抛丸处理，以消除其表面氧化铁皮和锈迹，再采用环氧云铁底漆喷涂处理，表面喷涂丙烯酸聚氨酯漆，构件经抛丸处理后，其表面油漆的附着力得到大大提升，并具有最强的抗腐蚀能力。
35.主机系统所使用的核心部件滤板满足脱水和干化的工艺要求，品质保证完全。在加热蒸发过程中滤饼体积减少的空间，隔膜膨胀会持续的补偿减小的空间。这个过程非常
重要，滤板始终紧密的接触被干燥的滤饼，热传导一直保持高效，减少干化时间。加热滤板的pp外框设计非常有效地减少了热量的损失，节约能源成本。
36.主梁上排列滤板与针对煤泥特性选定的滤布，在液压缸压紧力的作用下，形成多个滤室，该滤室满足特定煤泥的脱水、干化要求。
37.液压系统，采用高性能、高精度一体化设计制造。当滤板压紧时，活动压紧板推动滤板靠拢，油缸同步运动，实现滤板的稳定闭合，均匀施压，密闭可靠，性能良好。液压油缸材料应不低于gb699中的45锻钢，并应经正火处理，与活塞接触之活塞杆端面的轴心线垂直度公差应不低于gb1184中7级，活塞杆螺纹采用gb197中6级精度。
38.油缸额定工作压力为25mpa，最大液压保护压力为29mpa。油缸的压紧与回程时间不超过5min，以节约生产时间。液压站工作时应具备根据生产工艺的要求，智能控制油缸压紧压力的功能。根据不同的压力与温度可分别设定油缸的压紧压力，有效保护滤板与隔膜板的寿命。至少应具备三阶段油缸压紧压力的控制功能，开始进料阶段液压压力p1随着进料压力的变化而自动逐级提升，压榨阶段上升为p2，真空阶段降为p3，且p值根据现场工艺状况可以进行设置调整。
39.液压系统在工作时，油缸压力达到上限值时，控制系统停止油泵工作，油泵处于保压状态。当压力下降至下限值时，控制系统启动油泵，油泵重新工作，使压力重新升至设定上限值。
40.进料过滤结束后，高压水进入隔膜空腔内，挤压滤饼，进行压滤脱水。压滤结束后，利用压缩空气吹扫滤板中心孔和进料管路。
41.加热循环系统包括：蒸汽加热水箱、热水泵、管道、阀组等。
42.在压滤结束后，通过热水泵将热水注入滤板，使其加热面迅速升温，进而加热滤饼，为后续的真空干化提供热源，热水回流经热水制备装置再次加热后进入滤板，形成闭路循环。
43.加热系统的配置根据项目的不同，可选择燃气热水锅炉、烟气余热锅炉、燃油热水锅炉、电热水锅炉、蒸汽或者工厂热水等。
44.真空系统包括真空泵、换热器、汽液分离器、贮液罐、管道等。真空泵用于抽取密闭腔室中的汽水混合物，使腔室内形成一定真空度，进而将水的沸点降低。从腔室中抽出的汽水混合物经循环水冷却器冷凝后排放，冷却水来自厂区循环水。由冷却水泵输送进入冷凝器和真空抽出的低温蒸汽进行热交换，利用余压回流厂区。
45.压缩空气系统满足工艺设备用气和仪表用气要求，利用压缩空气吹扫滤板中心孔和进料管路。
46.当真空干化结束，油缸活塞杆回缩，自动拉板装置启动，滤板分组拉开，滤饼自行脱落，干化后的煤泥经输送设备输送至运输渣车中。
47.电控系统，由配电系统，plc系统，在线监控仪表等组成，以实现进料、压滤、真空干化、卸料等自动或手动运行功能。电控系统可现场调整系统运行工艺参数，具有运行状态显示、故障报警等功能，并配置紧急停止装置，可有效地保护工作人员安全。可通过系统配套的plc触摸屏进行操作，也可配置工控机，操作人员在计算机上进行操作。
48.本装置的方法是低温真空干化工艺，加热介质温度为85
‑
105℃热水，过程全封闭负压运作，滤饼进入干化系统后不再与其他运转部件产生动态接触，无磨损隐患和粉尘爆
炸危险，无粉尘和臭气排放。在设备运行或者停运过程中无需考虑惰性气体保护等安全措施。在卸料前通过控制热源，滤饼的温度随着水份的蒸发而有效降低。
49.采用热焓较低的热水作为加热介质，比直接使用高压商品蒸汽更安全、更经济，其干化运行成本低；使用热水间接加热、循环利用的模式，热量损耗极小。
50.滤板在诸多实际工程项目苛刻工况的应用中，满足脱水和干化的工艺要求，品质完全保证。非金属pp外框的设计与加工大大减少了热量的环境损失，节省能源费用。滤板的隔膜膜片及其他配件是可拆卸的，滤板使用多年后(设计寿命10年)可以非常方便地更换隔膜，没有必要更换整块滤板，节省运行成本。该结构设计明显优于金属框架的整体滤板，无需返厂重新修复。滤布采用独特工艺。
51.本装置的工作过程实现全部自动化集成控制，系统结构简单，操作方便，运行中无需人工干预，劳动强度低，维修维护简单。
52.为了将滤布上的滤饼残渣清理干净，本装置还设置了滤布抖动机构。滤布抖动机构包括螺旋梁1和设置于螺旋梁1上的若干个连接部2，所述连接部2设置于滤布上，所述螺旋梁1包括若干个弯部11和直部12，所述弯部11和所述直部12交错排列设置；所述螺旋梁1的两端部设置有支撑轴承座31，以提供滚动支撑作用；所述支撑轴承座31设置于升降底座3上；所述螺旋梁1的一端部设置有齿轮13，该处的升降底座3上设置有电机4，所述电机4的输出轴设置有主动齿轮，且利用啮合连接所述齿轮13并驱动其转动。
53.利用电机4带动螺旋梁1旋转，从而使得弯部11上的连接部2，产生上下迅速抖动作用，以此将使得滤布发生抖动，从而将残渣抖落。
54.所述螺旋梁1的另一端部设置有快接插头14，所述螺旋梁1内部中空设置，而另一端封堵避免漏气；所述螺旋梁1的直部12设置有朝向对应侧的弯部11 的排气孔，所述快接插头14用于连接高压气泵的排气管。再配合高压空气喷射于滤布上，将粘附较牢的残渣吹落。
55.所述弯部11设置有环槽111，所述连接部2设置有腰型环槽21，所述弯部 11卡入所述腰型环槽21内并且利用环槽111避免脱离；所述腰型环槽21的宽度大于所述环槽111的内径而小于所述弯部11的外径。
56.所述主机系统设置有固定底座33，所述固定底座33上设置有若干根波纹管32，每根所述波纹管32顶部顶住对应的所述升降底座3，所述波纹管32连接高压气泵。
57.对于一些粘性较高的残渣，需要进行行程较大的上下移动，才能够将其抖落。而采用电机和螺旋梁的结构方案，行程存在限制。所以，本装置设置了波纹管32，利用高压气泵对波纹管不断地充放气，实现了大行程的上下移动，以此实现抖落效果。
58.并且，为了获得最优秀的效果，可以将充放气和螺旋梁的转动进行结合，也即进行一边进行旋转，一边进行上下移动。
59.连接部2是安装在滤布顶梁的两端的，每块滤布均配备了两块连接部2。所以本装置的主机系统需要两根螺旋梁1。
60.而如果主机系统体积较大，两根螺旋梁1无法满足需求，则可以多设置几根，将位于中间的螺旋梁1连接设置于滤布顶梁中段的连接部2。为了保证足够的强度，安装于滤布中段的连接部2设置有连接柱22，该连接柱22用于将连接部2安装于滤布上，并长度大于弯部11的高度。
61.对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的。本实用新型的范围由所附权利要求进行限定，而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
62.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。