一、前言

飛灰泥漿是指在垃圾焚燒發(fā)電廠煙氣凈化系統(tǒng)收集得到的殘余物（簡(jiǎn)稱“HW18”），其中包括重金屬（汞、砷、鉛等）、苯系物、二惡英等污染物，會(huì)造成環(huán)境污染，危害人體健康，必須對(duì)其進(jìn)行無(wú)害化、減量化、資源利用化處理。

二、飛灰水洗固液分離工藝流程

飛灰水洗固液分離工藝流程共包括三級(jí)水洗，每級(jí)配備兩臺(tái)離心機(jī)。上一級(jí)一次分離后的渣相用作下級(jí)水洗（脫鹽），除一級(jí)第二臺(tái)水洗離心機(jī)分離的液相用于提取工業(yè)鹽外，其余各級(jí)液相均回配至上一級(jí)作為稀釋水使用，經(jīng)過(guò)三次水洗分離后的渣相用于煅燒水泥（去除有害物質(zhì)）。

三、離心機(jī)

3.1 離心機(jī)配置

LW630EB離心機(jī)是專門針對(duì)飛灰水洗泥漿固液分離研發(fā)生產(chǎn)的具有高水平的臥螺離心機(jī)。該離心機(jī)主要由主電機(jī)、副電機(jī)、轉(zhuǎn)鼓部件、螺旋部件、軸承座部件、機(jī)座部件、行星齒輪差速器等部分組成。其主要技術(shù)參數(shù)如下：

轉(zhuǎn)鼓內(nèi)直徑：630mm。

設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速：2800r/min。

分離因數(shù)：2550。

工作轉(zhuǎn)速：2600r/min。

主電機(jī)功率：75kW。

副電機(jī)功率：22kW。

3.2 離心機(jī)工作原理

離心機(jī)的工作原理是利用離心力的作用分離比重不同的物體。飛灰泥漿經(jīng)由進(jìn)料泵進(jìn)入離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓內(nèi)部，通過(guò)離心力的作用使固液分層，比重較大的固體顆粒沉積在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁上，被螺旋輸送器不斷推送出轉(zhuǎn)鼓出渣口；分離后的清液則經(jīng)液層調(diào)節(jié)板開口處溢流出轉(zhuǎn)鼓，從而實(shí)現(xiàn)了離心機(jī)對(duì)飛灰泥漿的連續(xù)分離過(guò)程。螺旋與轉(zhuǎn)鼓之間的轉(zhuǎn)速差是通過(guò)差速器來(lái)實(shí)現(xiàn)的，轉(zhuǎn)速差的大小可通過(guò)副電機(jī)進(jìn)行調(diào)節(jié)。

3.3 LW630EB離心機(jī)技術(shù)特性

根據(jù)飛灰泥漿的物料特性，對(duì)LW580EB離心機(jī)進(jìn)行了針對(duì)性的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

3.3.1 采用大長(zhǎng)徑比和BD板技術(shù)

增大長(zhǎng)徑比可以增加物料的沉降區(qū)域，延長(zhǎng)物料在離心機(jī)內(nèi)的停留時(shí)間，提高固形物的去除率；采用BD板技術(shù)可使飛灰泥漿中的固相被進(jìn)一步壓縮，提高固相的干度。

3.3.2 *的渦流式出料口設(shè)計(jì)

螺旋卸料器的出料口采用渦流式物流，可使物料加速進(jìn)入轉(zhuǎn)鼓，減少出料對(duì)已形成的分離固相的擾動(dòng)，提高設(shè)備的處理能力。

3.3.3 先進(jìn)的耐磨保護(hù)措施

螺旋葉片推物料面及葉片頂面采用全程堆焊高硬度碳化鎢硬質(zhì)合金材料，由于碳化鎢是100%硬質(zhì)合金材料，堆焊后葉片依然平滑，降低了物料對(duì)葉片的磨損。轉(zhuǎn)鼓出渣和螺旋進(jìn)料口端采用鑲陶瓷瓦加耐磨片結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)對(duì)出料部位進(jìn)行了全程保護(hù)，且易于更換。

3.3.4 關(guān)鍵部件采用高性能不銹鋼材料

飛灰泥漿物料具有顆粒較大、氯離子含量較高等特性。為保證離心機(jī)的使用壽命和運(yùn)行的穩(wěn)定性，轉(zhuǎn)鼓部件采用高強(qiáng)度、耐腐蝕性更好的SAF2205材料，而螺旋部件采用316L材料。

3.3.5 先進(jìn)的雙電機(jī)雙變頻共直流母線和恒扭矩控制技術(shù)

離心機(jī)的主副電機(jī)各由一臺(tái)高性能矢量變頻器控制，副電機(jī)在差速作用下始終操持發(fā)電機(jī)狀態(tài)。由于電機(jī)采用變頻器共直流母線技術(shù)，副變頻器能很好地將副電機(jī)產(chǎn)生的電能轉(zhuǎn)化后供主電機(jī)使用，從而達(dá)到節(jié)能降耗的目的。雙電機(jī)雙變頻控制技術(shù)可對(duì)離心機(jī)差速實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)控，且具有反應(yīng)速度快，扭矩檢測(cè)準(zhǔn)確率高，故障率低等優(yōu)點(diǎn)。

離心機(jī)恒扭矩控制是目前上先進(jìn)的控制模式，通過(guò)高性能副變頻器對(duì)恒扭矩變頻電機(jī)實(shí)際輸出扭矩并對(duì)螺旋輸送器的推料速度進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，以保證離心機(jī)實(shí)現(xiàn)連續(xù)、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行。

3.4 離心機(jī)常見(jiàn)故障分析及解決措施

3.4.1 罩殼、外轉(zhuǎn)鼓及螺旋內(nèi)部積料

飛灰泥漿顆粒較小、黏性較大，容易在出渣部位和罩殼上積料，使離心機(jī)頻繁出現(xiàn)“過(guò)電流”保護(hù)停機(jī)的情況。除了需要在出渣部位增加排料小罩殼外，也要完善離心機(jī)控制系統(tǒng)中的全自動(dòng)清洗程序。“高速清洗→低速清洗（多段）→高速清洗”的多級(jí)清洗模式可保證每一次機(jī)械式清洗均清潔*，避免人為因素的影響，同時(shí)該系統(tǒng)采用了360°高壓清洗噴嘴對(duì)機(jī)罩、機(jī)座內(nèi)腔、轉(zhuǎn)鼓外表面進(jìn)行清洗。

3.4.2 物料在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)部堆積不易推出

為了解決飛灰泥漿物料黏度大、易結(jié)塊、不易推出的問(wèn)題，螺旋體采用犁形合金片結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)對(duì)分離的物料具有導(dǎo)向作用，減小了螺旋葉片推料過(guò)程中的阻力及離心機(jī)堵料的發(fā)生幾率；同時(shí)也提高了螺旋的推料效率，減輕了螺旋葉片的摩擦作用，在提高了硬質(zhì)合金片的使用壽命的同時(shí)，保證了螺旋體推料的順暢。

3.4.3 進(jìn)料管磨損

由于進(jìn)料管只靠進(jìn)料管托架單邊支撐，另一端處于懸空狀態(tài)，而進(jìn)料管與螺旋體的單邊間隙只有2～3mm，飛灰泥漿物料比較黏，容易在螺旋腔體內(nèi)堆積，造成進(jìn)料管的單邊磨損或折斷情況。采用旋轉(zhuǎn)進(jìn)料管的結(jié)構(gòu)方式，使進(jìn)料管與主電機(jī)皮帶輪固定連接并隨皮帶輪一起旋轉(zhuǎn)，進(jìn)料管收到物料沖擊力比較均勻，從而有效地避免了磨損或斷裂現(xiàn)象。

3.4.4 因停機(jī)沖洗不*而造成的二次開機(jī)困難

為了避免離心機(jī)停機(jī)后沉渣堆積，造成下次開機(jī)時(shí)設(shè)備出現(xiàn)振動(dòng)大或頻繁“過(guò)載”停機(jī)的現(xiàn)象，在離心機(jī)電氣控制系統(tǒng)內(nèi)設(shè)計(jì)了一套自動(dòng)化控制CIP在線清洗系統(tǒng)，可使離心機(jī)停機(jī)后按照編制好的程序自動(dòng)進(jìn)行清洗。CIP沖洗流程包括轉(zhuǎn)鼓內(nèi)部沖洗和轉(zhuǎn)鼓外部沖洗兩部分。內(nèi)部沖洗過(guò)程為沖洗水進(jìn)入離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓內(nèi)部后，在螺旋的推動(dòng)下不斷將轉(zhuǎn)鼓內(nèi)部的積料排出轉(zhuǎn)鼓；同時(shí)通過(guò)多次啟停操作，不斷破壞因離心力形成的積料料環(huán)，停機(jī)時(shí)水環(huán)的破壞過(guò)程也對(duì)螺旋葉片及轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁造成了沖刷，保證了離心機(jī)內(nèi)部的沖洗力度。而轉(zhuǎn)鼓外部沖洗采用工業(yè)用高壓噴嘴，通過(guò)噴淋可有效清洗轉(zhuǎn)鼓外壁、機(jī)座內(nèi)腔以及機(jī)罩內(nèi)腔。轉(zhuǎn)鼓外部噴淋沖洗控制程序較為簡(jiǎn)單，一般在離心機(jī)對(duì)轉(zhuǎn)鼓內(nèi)部進(jìn)行沖洗時(shí)開啟外部噴淋系統(tǒng)即可。

3.4.5 離心機(jī)運(yùn)行過(guò)程中的信號(hào)干擾

在離心機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，某些干擾信號(hào)常常造成控制系統(tǒng)失靈，部分?jǐn)?shù)值（如轉(zhuǎn)速、差速、進(jìn)料流量等）出現(xiàn)偏差，影響離心機(jī)的正常運(yùn)行，因此在安裝布線時(shí)所有模擬量信號(hào)應(yīng)采用屏蔽線并有效接地，強(qiáng)、弱電應(yīng)有獨(dú)立接地，防止離心機(jī)堵料等現(xiàn)象的發(fā)生。

3.5 離心機(jī)處理效果分析

飛灰泥漿的進(jìn)料含固率（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同）10%～30%，處理量為15～20m³/h。其分離效果為：經(jīng)一級(jí)A，二級(jí)A，三級(jí)A水洗后的渣相含水率（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同）≤40%，液相含固率≤5%；經(jīng)過(guò)一級(jí)B，二級(jí)B，三級(jí)B水洗后的渣相含水率≤50%，液相含固率≤2%。

3.5.1 飛灰泥漿固液分離后體積的減量化

飛灰泥漿經(jīng)過(guò)離心機(jī)分離脫水后，泥餅的含水率從70%～90%降低到40%～45%，泥漿體積減少了50%左右。

3.5.2 飛灰泥漿處理后的無(wú)害化、資源化利用

飛灰經(jīng)水洗處理可去除95%以上氯離子和70%以上鉀鈉離子，處理后飛灰中氯質(zhì)量含量小于0.5%，該水泥產(chǎn)品符合GB 175-2007《通用硅酸鹽水泥》標(biāo)準(zhǔn)的要求。預(yù)處理飛灰從窯尾進(jìn)入1000℃高溫水泥窯高溫熔融煅燒，在水泥窯協(xié)同處理過(guò)程中，二惡英被*分解，重金屬被有效固化在水泥熟料晶格中，實(shí)現(xiàn)了飛灰的無(wú)害化處理。

經(jīng)過(guò)三級(jí)水洗后的飛灰洗水進(jìn)入后續(xù)的機(jī)械式蒸汽再壓縮技術(shù)（MVR）濃縮結(jié)晶工藝，提取出其中的鉀鹽和鈉鹽，蒸餾水則重新回到水洗系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)了資源利用。

四、結(jié)論

采用離心機(jī)進(jìn)行飛灰水洗固液分離，*改變了飛灰泥漿的傳統(tǒng)處理方式，無(wú)論是設(shè)備的生產(chǎn)效率、分離效果，還是穩(wěn)定性、可靠性都得到了大大的提高。該方法為國(guó)內(nèi)飛灰處理市場(chǎng)開辟了一種更加符合環(huán)境保護(hù)要求和真正實(shí)現(xiàn)資源再利用的處理方式，值得在業(yè)內(nèi)進(jìn)行推廣。