一种煤泥脱水装置及工艺的制作方法

本发明涉及电厂煤泥脱水回收技术领域，特别涉及一种煤泥脱水装置及工艺。

背景技术：

煤泥由于具有高水分、高粘性、高持水性和低热值等诸多不利条件，很难实现清洁高效的利用。目前，常用的干化方法有自然晾晒、热干燥及机械脱水。自然晾晒占地面积大、周期长对环境有污染；热干燥法耗能高、投资大；机械脱水一般采用带式压滤机或板框压滤机，带式压滤机脱水含水率只能达到50%左右，且带式压滤机设备损耗大；板框压滤机脱水周期长，效率低。

有鉴于此，本发明人针对现有技术中的上述缺陷深入研究，遂有本案产生。

技术实现要素：

本发明第一目的在于提供一种含水率降低且脱水效率高的煤泥脱水装置。

本发明的第二目的在于提供一种采用卧螺式离心机和高压活塞式固液分离设备来更有效地对煤泥进行固液分离的煤泥脱水工艺。

为实现上述第一目的，本发明揭示了一种煤泥脱水装置，包括第一沉淀池、吸刮泥机、立式沉淀缓冲罐、离心泵、卧螺式离心机、定量泵、高压活塞式固液分离设备、第二沉淀池及控制装置；所述吸刮泥机深入第一沉淀池底部，其通过设置在吸刮泥机上部的污泥管线连接至立式沉淀缓冲罐的进料口，所述立式沉淀缓冲罐的底部设置出料口，其通过污泥管线经由离心泵连接至卧螺式离心机的进料口，卧螺式离心机的出料口设置液相出口和固相出口，所述固相出口通过污泥管线经由定量泵与高压活塞式固液分离设备的进料口相连通，所述高压活塞式固液分离设备的出料口设置液相出口和固相出口，其固相出口外接输送装置，所述卧螺式离心机和高压活塞式固液分离设备的液相出口分别通过各自的排水管线连接至第二沉淀池，所述第二沉淀池与第一沉淀池具有供废水相互导通的连接通道；所述控制装置包括若干控制前述污泥管线通/断的控制阀门和中控系统，中控系统用于控制吸刮泥机、离心泵、卧螺式离心机、定量泵、高压活塞式固液分离设备、输送装置各自的工作进程，确保其能够实现自动的煤泥脱水作业。

采用上述设置，本发明通过卧螺式离心机和高压活塞式固液分离设备分别进行第一级固液分离和第二级固液分离，使煤泥的含水率大大降低；同时，本发明采用卧螺式离心机替换先前的带式压滤机或板框式压滤机，所述卧螺式离心机磨损小且工作效率高。

进一步，它还包括提升井和液下渣浆泵，所述提升井设置在第一沉淀池和立式沉淀缓冲罐之间，所述提升井通过污泥管线连接至吸刮泥机的上部；所述液下渣浆泵深入提升井的底部，且所述液下渣浆泵通过污泥管线连接至立式沉淀缓冲罐的进料口；所述中控系统用于控制液下渣浆泵的工作进程。

采用上述设计，所述提升井起到缓存的作用，一来可以使煤泥再次进行自然沉淀，二来可以更好地控制立式沉淀缓冲罐的煤泥数量。

更进一步，所述提升井内还包含液位传感器，该液位传感器用于侦测提升井的液面高度，并将反馈信号传递至中控系统，使中控系统下发控制指令至吸刮泥机，从而控制吸刮泥机的工作进程，控制提升井的液面高度。

更进一步，所述立式沉淀缓冲罐内还包含液位传感器，该液位传感器用于侦测立式沉淀缓冲罐的液面高度，并将反馈信号传递至中控系统的，使中控系统下发控制指令至液下渣浆泵，从而控制液下渣浆泵的工作进程，控制立式沉淀缓冲罐的液面高度。

采用上述设计，当提升井和立式沉淀缓冲罐的固液混合物数量不足时，液位传感器将反馈信号传递至中控系统，使之调节吸刮泥机和液下渣浆泵输送流体的流量，使提升井和立式沉淀缓冲罐中的煤泥数量充足，以便进行正常作业，从而实现自动煤泥脱水作业。

进一步，所述立式沉淀缓冲罐的进料口设置在顶部，且在该进料口处设置一沿立式沉淀缓冲罐竖直方向延伸的滤筒，所述滤筒上下贯通，且在滤筒的侧壁设有若干通孔，所述污泥管线直接与滤筒相连。

采用上述设计，相较于煤泥通过污泥管线直接连接至立式沉淀缓冲罐中，滤筒的设置可以起到缓波作用，防止立式沉淀缓冲罐底部的煤泥沉淀物受到冲击产生翻滚现象。

更进一步，所述立式沉淀缓冲罐的侧壁顶部还具有溢流口，通过溢流管线与第一沉淀池相互导通。

更进一步，所述第一沉淀池为平流式沉淀池，其设置在低位，立式沉淀缓冲罐及第二沉淀池处于高位的废水会利用其势能回流至第一沉淀池内，之后进行再次脱水作业，这样一来可以更大程度地分离废水中的煤粉。

进一步，还包括一储料仓，所述储料仓设置在卧螺式离心机固相出口的底部；所述储料仓内设有一用于监测储料仓内的物料数量的监测传感器，该监测传感器将信号反馈至中控系统，通过中控系统下发控制指令至卧螺式离心机及高压活塞式固液分离设备，从而控制卧螺式离心机及高压活塞式固液分离设备的工作进程。

进一步，所述定量泵为软管泵或柱塞泵。优选为软管泵，其成本最低。

进一步，所述高压活塞式固液分离设备的固相出口与输送装置之间还增设破碎机。泥饼通过破碎机破碎成小块并通过输送装置向外输送，小块的泥饼便于输送。

进一步，所述高压活塞式固液分离设备和立式沉淀缓冲罐还分别外接清水冲洗管路，其中一路清水冲洗管路直接与高压活塞式固液分离设备相连，另一路清水冲洗管路与污泥管线相连。

进一步，它还包括空压机，该空压机用于给各个控制阀门提供动力源。

为实现第二目的，本发明揭示了一种煤泥脱水工艺，

s1、煤泥在第一沉淀池进行第一次自然沉淀；

s2、吸刮泥机将沉降在第一沉淀池底部的煤泥沉淀物刮到泵吸泥口，通过泵吸边行走边吸泥，将煤泥沉淀物经污泥管线排入立式沉淀缓冲罐进行沉淀分离，位于立式沉淀缓冲罐上部的废水经溢流管线流至第一沉淀池，其煤泥沉淀物经过再次自然沉淀汇集至立式沉淀缓冲罐(5)的出料口；

s3、经再次自然沉淀的煤泥沉淀物从立式沉淀缓冲罐的出料口经离心泵及污泥管线输送至卧螺式离心机进行第一级固液分离，其液相出口排出废水，其固相出口排出第一级脱水后的煤泥，废水经排水管线排入第二沉淀池；

s4、第一级脱水后的煤泥通过定量泵及污泥管线定量输送至高压活塞式固液分离设备进行第二级固液分离，其固相出口排出泥饼，液相出口排出废水，废水经排水管线排入第二沉淀池。

进一步，在s1及s2步骤之间还增设s1.5步骤为，吸刮泥机将沉降在第一沉淀池底部的煤泥沉淀物刮到泵吸泥口，通过泵吸边行走边吸泥，将煤泥沉淀物经污泥管线排入提升井，提升井底部的煤泥沉淀物经液下渣浆泵及污泥管线输送至立式沉淀缓冲罐进行再次自然沉淀分离。

还包括s5步骤为，通过高压活塞式固液分离设备进行固液分离后的泥饼通过破碎机破碎成小块并通过输送装置向外输送。

还包括s6步骤为，清洗步骤，当系统完成煤泥固液分离作业后，通过外接清水冲洗管路，其中一路清水冲洗管路所释放的清水用于冲洗高压活塞式固液分离设备的滤布，另一路清水冲洗管路所释放的清水沿着污泥管线连通的管路依次冲洗卧螺式离心机的螺旋叶片、定量泵及自身的污泥管线。

附图说明

作为非限制性例子给出的具体说明更好地解释本发明包括什么以及其可被实施，此外，该说明参考附图，在附图中：

图1为本发明煤泥脱水装置的示意图。

图号说明

第一沉淀池1，吸刮泥机2，提升井3，液下渣浆泵4，立式沉淀缓冲罐5，溢流口51，离心泵6，卧螺式离心机7，储料仓8，定量泵9，高压活塞式固液分离设备10，第二沉淀池11，破碎机12，输送装置13，滤筒14，液位传感器15，监测传感器16，空压机17，污泥管线n，溢流管线y，排水管线p，连接通道l。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施例对本发明做详细描述。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

如图1所示，本发明揭示了一种煤泥脱水装置，所述煤泥泛指煤粉含水形成的固液混合物；该脱水装置包括第一沉淀池1、吸刮泥机2、提升井3、液下渣浆泵4、立式沉淀缓冲罐5、离心泵6、卧螺式离心机7、储料仓8、定量泵9、高压活塞式固液分离设备10、第二沉淀池11、破碎机12、输送装置13、控制装置以及空压机17。

所述立式沉淀缓冲罐5是指罐中的固液混合物竖向流动的沉淀缓冲罐，其底部为锥形沉泥斗，悬浮物沉降进入锥形沉泥斗中；所述立式沉淀缓冲罐5的顶部设有进料口，底部设有出料口，且立式沉淀缓冲罐5的侧壁顶部还具有溢流口51；所述立式沉淀缓冲罐5内位于进料口处设有一沿立式沉淀缓冲罐5竖直方向延伸的滤筒14，所述滤筒14上下贯通，且滤筒14的侧壁设有若干通孔。

所述第一沉淀池1为平流式沉淀池，其设置在低位；所述吸刮泥机2深入第一沉淀池1的底部，其通过设置在吸刮泥机2上部的污泥管线n连接至提升井3，所述液下渣浆泵4深入提升井3的底部，且所述液下渣浆泵4通过污泥管线n连接至立式沉淀缓冲罐5进料口处的滤筒14，相较于煤泥通过污泥管线n直接连接至立式沉淀缓冲罐5中，滤筒14的设置可以起到缓波作用，防止立式沉淀缓冲罐5底部的煤泥沉淀物受到冲击产生翻滚现象。所述立式沉淀缓冲罐5的溢流口51通过溢流管线y与第一沉淀池1相互导通，所述立式沉淀缓冲罐5的出料口通过污泥管线n经由离心泵6连接至卧螺式离心机7的进料口，卧螺式离心机7的出料口设置液相出口和固相出口，所述储料仓8设置在卧螺式离心机7的固相出口的底部，所述固相出口通过污泥管线n连接至储料仓8的进料口，所述储料仓8的出料口通过污泥管线n经由定量泵9与高压活塞式固液分离设备10的进料口相连通，所述高压活塞式固液分离设备10的出料口设置液相出口和固相出口，其固相出口外接破碎机12，所述破碎机12外接输送装置13，所述卧螺式离心机7和高压活塞式固液分离设备10的液相出口分别通过各自的排水管线p连接至第二沉淀池11。所述第一沉淀池1与第二沉淀池11具有供废水相互导通连接通道l，立式沉淀缓冲罐5及第二沉淀池11处于高位的废水会利用势能回流至第一沉淀池1内，之后再进行脱水作业，这样一来可以更大程度地分离废水中的煤粉。

所述控制装置包括若干控制前述污泥管线n通/断的控制阀门和中控系统，所述中控系统用于控制吸刮泥机2、液下渣浆泵4、离心泵6、卧螺式离心机7、定量泵9、高压活塞式固液分离设备10、破碎机12以及输送装置13的各自的工作进程，确保其能够实现自动的煤泥脱水作业。所述空压机17用于给各个控制阀门提供动力源。

所述高压活塞式固液分离设备10和立式沉淀缓冲罐5还分别外接清水冲洗管路，其中一路清洗冲洗管路直接与高压活塞式固液分离设备10相连，另一路清水冲洗管路与污泥管线n相连。

本实例所选的吸刮泥机2为行车式吸刮泥机2，行车式吸刮泥机2用于污水处理平流沉淀，将沉降在池底的污泥刮到泵吸泥口，通过泵吸行走边吸泥，然后将污泥排出池外。设备采用双边驱动，边行走边吸泥，可依据污泥量的多少调节排泥次数。吸刮泥机2行走速度为1.2-1.6m/min，采用双泵排泥，排泥泵功率2.2kw，排量10m3/h。

本实例所选的卧螺式离心机7，是一种螺旋卸料沉降离心机，利用高转速离心力使煤泥中的固体从液相中分离出来，利用螺旋和转鼓的转速差把煤泥推动到转鼓的锥端，并经过干燥区后，由转鼓圆周分布的出口连续排出至卧螺式离心机7的固相出口；液体则靠重力排至转鼓外。本实例所选卧螺离心机功率55kw，生产能力15-20m3/h，脱水后煤泥含水率60%左右。

所述高压活塞式固液分离设备10的具体结构可以参看已公开的专利文献cn201810867535.7，所述高压活塞式固液分离设备10与该专利文献所揭示的高压活塞式固液分离设备结构一致，故在此不再累述。所述高压活塞式固液分离设备10采用垂直活塞式直接过滤的方法，将煤泥送入活塞内，使用液压油缸直接挤压煤泥，分离出来的水分通过活塞内的上下滤布挤出，本实例所选高压活塞式固液分离设备10液压站压力18-25mpa，滤布直径φ2000mm，功率11kw，处理量5000kg/h，脱水后煤泥含水率30%以下。

所述定量泵9为软管泵或柱塞泵，优选为软管泵，其成本最低。

优选地，所述提升井3和立式沉淀缓冲罐5内均包含液位传感器15，其分别用来侦测提升井3和立式沉淀缓冲罐5的液面高度，并将反馈信号传递至中控系统，使中控系统分别下发控制指令至吸刮泥机2和液下渣浆泵4，从而控制吸刮泥机2和液下渣浆泵4的工作进程，进而控制提升井3和立式沉淀缓冲罐5的液面高度，即当提升井3和立式沉淀缓冲罐5的固液混合物数量不足时，液位传感器15将反馈信号传递至中控系统，使之调节吸刮泥机2和液下渣浆泵4输送流体的流量，使提升井3和立式沉淀缓冲罐5中的煤泥数量充足，以便进行正常作业

优选地，储料仓8内设有一用于监测储料仓8内的物料数量的监测传感器16，该监测传感器16将信号反馈至中控系统，通过中控系统下发控制指令至离心泵6及高压活塞式固液分离设备10，从而控制离心泵6及高压活塞式固液分离设备10的工作进程。即当储料仓8内的物料数量充足时，该监测传感器16将信号反馈至中控系统，所述中控系统控制离心泵6停止工作，这样一来可避免物料堆积在卧螺式离心机7内而影响卧螺式离心机7的正常工作；当储料仓8内的物料数量不足时，该监测传感器16将信号反馈至中控系统，所述中控系统控制高压活塞式固液分离设备10停止工作，降低了能源消耗，此时离心泵6工作以将物料输送至卧螺式离心机7进行固液分离，再落入储料仓8内，从而达到增加储料仓8物料数量的目的。

本发明还揭示了一种煤泥脱水工艺：

s1、煤泥在第一沉淀池1进行第一次自然沉淀；

s2、吸刮泥机2将沉降在第一沉淀池1底部的煤泥沉淀物刮到泵吸泥口，通过泵吸边行走边吸泥，将煤泥沉淀物经污泥管线n排入提升井3进行第二次自然沉淀，提升井3底部的煤泥沉淀物经液下渣浆泵4及污泥管线n输送至立式沉淀缓冲罐5的滤筒14，废水经滤筒14侧壁的各个通孔向外排出，废水经溢流管线y流至第一沉淀池1，其煤泥沉淀物经过第三次自然沉淀汇集至立式沉淀缓冲罐5的出料口；

s3、经第三次自然沉淀的煤泥沉淀物从立式沉淀缓冲罐5的出料口经离心泵6及污泥管线n输送至卧螺式离心机7进行第一级固液分离，其液相出口排出废水，其固相出口排出第一级脱水后的煤泥，废水经排水管线p排入第二沉淀池11；

s4、第一级脱水后的煤泥从卧螺式离心机7的固相出口落入储料仓8内，并通过定量泵9及污泥管线n定量输送至高压活塞式固液分离设备10进行第二级固液分离，其固相出口排出泥饼，液相出口排出废水，废水经排水管线p排入第二沉淀池11。

s5、通过高压活塞式固液分离设备10进行固液分离后的泥饼通过破碎机12破碎成小块并通过输送装置13向外输送。

s6、清洗步骤，当系统完成煤泥固液分离作业后，通过外接清水冲洗管路，其中一路清水冲洗管路所释放的清水用于冲洗高压活塞式固液分离设备10的滤布，另一路清水冲洗管路所释放的清水经沿着污泥管线n连通的管路依次冲洗卧螺式离心机7的螺旋叶片、离心泵6及自身的污泥管线n。

本发明的核心在于：本发明通过卧螺式离心机7和高压活塞式固液分离设备10分别进行第一级固液分离和第二级固液分离，使煤泥的含水率大大降低；本发明采用卧螺式离心机7替换先前的带式压滤机或板框式压滤机，所述卧螺式离心机7磨损小且工作效率高；同时，在第一沉淀池1和立式沉淀缓冲罐5之间增设提升井3，所述提升井3起到缓存的作用，一来可以使煤泥再次进行自然沉淀，二来可以更好地控制立式沉淀缓冲罐5的煤泥数量。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。