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（簡稱“HW18”），其中包括重金屬（汞、砷、鉛等）、苯系物、二惡英等污染物，會造成環(huán)境污染，危害人體健康，必須對其進(jìn)行無害化、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水洗，每級配備兩臺離心機。上一級一次分離后的渣相用作下級水洗（脫鹽），除一級第二臺水洗離心機分離的液相用于提取工業(yè)鹽外，其余各級液相均回配至上一級作為稀釋水使用，經(jīng)過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

3.1 離心機配置

LW580EB離心機是專門針對飛灰水洗泥漿固液分離研發(fā)生產(chǎn)的具有國際先進(jìn)水平的臥螺離心機。該離心機主要由主電機、副電機、轉(zhuǎn)鼓部件、螺旋部件、軸承座部件、機座部件、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：580mm。

設(shè)計轉(zhuǎn)速：2800r/min。

分離因數(shù)：2550。

工作轉(zhuǎn)速：2600r/min。

主電機功率：75kW。

副電機功率：22kW。

3.2 離心機工作原理

離心機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)入離心機轉(zhuǎn)鼓內(nèi)部，通過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，從而實現(xiàn)了離心機對飛灰泥漿的連續(xù)分離過程。螺旋與轉(zhuǎn)鼓之間的轉(zhuǎn)速差是通過差速器來實現(xiàn)的，轉(zhuǎn)速差的大小可通過副電機進(jìn)行調(diào)節(jié)。

3.3 LW580EB離心機技術(shù)特性

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

3.3.1 采用大長徑比和BD板技術(shù)

增大長徑比可以增加物料的沉降區(qū)域，延長物料在離心機內(nèi)的停留時間，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 獨特的渦流式出料口設(shè)計

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，減少出料對已形成的分離固相的擾動，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。為保證離心機的使用壽命和運行的穩(wěn)定性，轉(zhuǎn)鼓部件采用高強度、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)的雙電機雙變頻共直流母線和恒扭矩控制技術(shù)

離心機的主副電機各由一臺高性能矢量變頻器控制，副電機在差速作用下始終操持發(fā)電機狀態(tài)。由于電機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產(chǎn)生的電能轉(zhuǎn)化后供主電機使用，從而達(dá)到節(jié)能降耗的目的。雙電機雙變頻控制技術(shù)可對離心機差速實現(xiàn)無級調(diào)控，且具有反應(yīng)速度快，扭矩檢測準(zhǔn)確率高，故障率低等優(yōu)點。

離心機恒扭矩控制是目前國際上先進(jìn)的控制模式，通過高性能副變頻器對恒扭矩變頻電機實際輸出扭矩并對螺旋輸送器的推料速度進(jìn)行實時調(diào)整，以保證離心機實現(xiàn)連續(xù)、穩(wěn)定、經(jīng)濟地運行。

3.4 離心機常見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，使離心機頻繁出現(xiàn)“過電流”保護(hù)停機的情況。除了需要在出渣部位增加排料小罩殼外，也要完善離心機控制系統(tǒng)中的全自動清洗程序。“高速清洗→低速清洗（多段）→高速清洗”的多級清洗模式可保證每一次機械式清洗均清潔徹底，避免人為因素的影響，同時該系統(tǒng)采用了360°高壓清洗噴嘴對機罩、機座內(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、不易推出的問題，螺旋體采用犁形合金片結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)對分離的物料具有導(dǎo)向作用，減小了螺旋葉片推料過程中的阻力及離心機堵料的發(fā)生幾率；同時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，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 因停機沖洗不徹底而造成的二次開機困難

為了避免離心機停機后沉渣堆積，造成下次開機時設(shè)備出現(xiàn)振動大或頻繁“過載”停機的現(xiàn)象，在離心機電氣控制系統(tǒng)內(nèi)設(shè)計了一套自動化控制CIP在線清洗系統(tǒng)，可使離心機停機后按照編制好的程序自動進(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)部沖洗過程為沖洗水進(jìn)入離心機轉(zhuǎn)鼓內(nèi)部后，在螺旋的推動下不斷將轉(zhuǎn)鼓內(nèi)部的積料排出轉(zhuǎn)鼓；同時通過多次啟停操作，不斷破壞因離心力形成的積料料環(huán)，停機時水環(huán)的破壞過程也對螺旋葉片及轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁造成了沖刷，保證了離心機內(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，通過噴淋可有效清洗轉(zhuǎn)鼓外壁、機座內(nèi)腔以及機罩內(nèi)腔。轉(zhuǎn)鼓外部噴淋沖洗控制程序較為簡單，一般在離心機對轉(zhuǎn)鼓內(nèi)部進(jìn)行沖洗時開啟外部噴淋系統(tǒng)即可。

3.4.5 離心機運行過程中的信號干擾

在離心機運行過程中，某些干擾信號常常造成控制系統(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，影響離心機的正常運行，因此在安裝布線時所有模擬量信號應(yīng)采用屏蔽線并有效接地，強、弱電應(yīng)有獨立接地，防止離心機堵料等現(xiàn)象的發(fā)生。

3.5 離心機處理效果分析

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A，二級A，三級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)過一級B，二級B，三級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)過離心機分離脫水后，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)同處理過程中，二惡英被完全分解，重金屬被有效固化在水泥熟料晶格中，實現(xiàn)了飛灰的無害化處理。

經(jīng)過三級水洗后的飛灰洗水進(jìn)入后續(xù)的機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，實現(xiàn)了資源利用。

四、結(jié)論

采用離心機進(jìn)行飛灰水洗固液分離，徹底改變了飛灰泥漿的傳統(tǒng)處理方式，無論是設(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。該方法為國內(nèi)飛灰處理市場開辟了一種更加符合環(huán)境保護(hù)要求和真正實現(xiàn)資源再利用的處理方式，值得在業(yè)內(nèi)進(jìn)行推廣。