三相離心機(jī)在餐廚垃圾分離行業(yè)中的應(yīng)用

1、三相離心機(jī)在餐廚垃圾分離行業(yè)中的應(yīng)用李強(qiáng)【摘 要】介紹了三相臥式螺旋卸料沉降離心機(jī)（以下簡稱三相離心機(jī)）在餐廚垃圾三 相分離行業(yè)中的應(yīng)用.對餐廚垃圾三相分離的生產(chǎn)工藝、三相離心機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作 原理、技術(shù)特點、分離效果進(jìn)行了詳細(xì)的闡述,通過對餐廚垃圾三相分離新老工藝 的對比,得出結(jié)論,三相離心機(jī)在對餐廚垃圾進(jìn)行的無害化、減量化處理中具備一定 的優(yōu)勢,值得行業(yè)推廣.期刊名稱】過濾與分離年(卷),期】2017(027)003【總頁數(shù)】4頁（P34-36,48）關(guān)鍵詞】 三相離心機(jī);餐廚垃圾;三相分離;分離效果作 者】 李強(qiáng)作者單位】 海申機(jī)電總廠（象山）,浙江 象山 315718正文語種】 中 文

2、【中圖分類】 TQ051.8+4餐廚垃圾，又稱泔水，食品加工產(chǎn)生的食物加工下腳料（廚余）和食用殘余（泔 腳），其成份復(fù)雜，是城市固體廢棄物中有機(jī)廢棄物的重要組成部分，其主要特點 是含水量高，油脂高，鹽分含量高；易腐爛變質(zhì)，滋長寄生蟲、卵及病原微生物和 霉菌等有害物質(zhì)，若不經(jīng)專門處理，在對環(huán)境造成污染的同時，地溝油現(xiàn)象的存在 也對人民的身心健康造成了嚴(yán)重危害，必須進(jìn)行無害化、減量化、資源化處理，而 三相離心機(jī)則是餐廚垃圾處置的首選。 餐廚垃圾三相分離工藝流程如圖 1 所示。 餐廚垃圾由環(huán)衛(wèi)車收集后輸送到漿化機(jī)中打碎由渣液分離器對塑料、編織袋及液相 進(jìn)行篩選，篩選出的塑料、編織袋等由提渣機(jī)進(jìn)行回收

3、，液相經(jīng)濾網(wǎng)過濾大顆粒的 雜質(zhì)后經(jīng)緩沖罐輸送到滅菌罐中進(jìn)行加熱、保溫（80工95工）殺菌后進(jìn)入 LWS580ED 離心機(jī)進(jìn)行三相分離，分離后的渣相落入調(diào)漿緩沖罐中稀釋后進(jìn)行氮 氧發(fā)酵處理或制作有機(jī)肥；分離后的油相除雜質(zhì)后進(jìn)行提取工業(yè)柴油，液相進(jìn)行厭 氧發(fā)酵轉(zhuǎn)換成沼氣。三相離心機(jī)的結(jié)構(gòu)特性、工作原理以目前國內(nèi)最為成熟的LWS580ED為例，LWS580ED離心機(jī)由主副驅(qū)動電機(jī)、 行星齒輪差速器、螺旋部件、轉(zhuǎn)鼓部件、左右主軸承、機(jī)座、上機(jī)罩及傳動皮帶等 部件組成。相關(guān)技術(shù)參標(biāo)如表 1 所示。工作原理 高溫蒸煮后的餐廚垃圾混合液經(jīng)輸送裝置進(jìn)入離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓，在高速旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離 心力的作用下，渣相、油相

4、、水相因存在比重差而產(chǎn)生分層，比重較大的固體渣相 沉積在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁上，與轉(zhuǎn)鼓作相對運(yùn)動的螺旋葉片不斷將沉積在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁上的固體 渣相刮下并推出轉(zhuǎn)鼓排渣口；油相和水相則形成同心圓環(huán)，輕相液體（油相）在轉(zhuǎn) 鼓最內(nèi)層，通過輕相堰板溢出轉(zhuǎn)鼓；重相液體（水相）在轉(zhuǎn)鼓外層，則經(jīng)重相堰板 溢出轉(zhuǎn)鼓溢流出轉(zhuǎn)鼓。由于螺旋轉(zhuǎn)速滯后轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速，因而存在轉(zhuǎn)速差 （即差轉(zhuǎn) 速），轉(zhuǎn)速差的大小由副電機(jī)來控制，從而實現(xiàn)了離心機(jī)對物料的連續(xù)分離過程 1。離心機(jī)電器系統(tǒng)的組成及特性采用雙電機(jī)、雙變頻 PLC 自動控制，以人性化的液晶觸摸屏作為人機(jī)操作界面， 組成了穩(wěn)定可靠的LWS580ED離心機(jī)電器控制系統(tǒng)，離心機(jī)的進(jìn)料、沖洗、PI

5、D 差速調(diào)節(jié)、故障診定、自動保護(hù)及修正采用一鍵式操作，無需人為干預(yù)，真正實現(xiàn) 了餐廚垃圾三相分離的全自動一體化操作；在進(jìn)料過程中采用差速與力矩二種控制 方式，有利于進(jìn)行原始參數(shù)設(shè)定和適應(yīng)進(jìn)料濃度、處理量的變化而自動修正離心機(jī) 的運(yùn)行參數(shù)，以提高離心機(jī)對工藝波動的適應(yīng)性，保證穩(wěn)定的分離效果和離心機(jī)良 好的運(yùn)行狀態(tài)。離心機(jī)技術(shù)特性及分離效果2.2.1技術(shù)特性采用高性能不銹鋼材料 經(jīng)過高溫水解后的餐廚垃圾料漿，由于固體顆粒細(xì)小，各相比重相差不大（油與水 比較），離心機(jī)需要近3 000 G的分離因數(shù)，才能取得較為理想的分離效果。為 保證離心機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定性和使用壽命，采用高強(qiáng)度、耐腐蝕性更好的SAF220

6、5。關(guān)鍵部件的防磨保護(hù)技術(shù) 針對餐廚垃圾料漿中含中鹽類、玻璃碎片、砂石等具有腐蝕性和磨損性的物質(zhì)，因 此在轉(zhuǎn)鼓出料口采用可以更換的耐磨合金瓦結(jié)構(gòu)及螺旋葉片采用堆碳化鎢鑲硬質(zhì)合 金技術(shù)，在耐磨的同時，大大延長了轉(zhuǎn)鼓出料口和螺旋體的使用壽命，同時也提高 了離心機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性；轉(zhuǎn)鼓筒體內(nèi)壁采用可更換的耐磨條結(jié)構(gòu)，在防止 物料在筒體內(nèi)打滑的同時，也有效防止了轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁的磨損，有利于順暢排料。阻隔器結(jié)構(gòu) 由于地域差異造成不同飲食習(xí)慣，餐廚漿料中不可避免地存在著或多或少的諸如花 椒籽、辣椒籽、塑料片等漂浮物，因此有針對的在螺旋體中增加了漂浮物阻隔器結(jié) 構(gòu)（見圖2），該結(jié)構(gòu)可在離心分離過程中把液相中的

7、花椒籽、辣椒籽、塑膠片等 漂浮物阻擋住并使之從轉(zhuǎn)鼓排渣口排出，大大降低了分離過程中油相和水相中的含 渣量，提高固體回收率。合理的長徑比結(jié)構(gòu)LWS580ED離心機(jī)長徑比為4.14，這種長徑比結(jié)構(gòu)可延長餐廚垃圾混合液物料在 轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的沉降區(qū)域，增加了物料在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的駐留時間，使油相和水相中含渣量大大 降低，提高了固體回收率。提高處理量所采取的措施相對標(biāo)準(zhǔn)螺距的LWS580離心機(jī)，采用變螺旋的螺旋體設(shè)計制造技術(shù)，可有效降低螺旋推料扭矩，處理能力可提升10%以上。221.6螺旋進(jìn)料口采用雙S渦流式設(shè)計螺旋進(jìn)料口采用雙S渦流式設(shè)計方法，使餐廚垃圾混合液注入順暢，避免物料堵 塞現(xiàn)象的發(fā)生，同時也提高了處理量。

8、先進(jìn)的節(jié)能省電技術(shù)主副電機(jī)使用共直流母線技術(shù)，當(dāng)副電機(jī)被拖動處于發(fā)電狀態(tài)時，所產(chǎn)生的電能經(jīng) 母線反饋到主電機(jī)上達(dá)到節(jié)能的目的，據(jù)測，節(jié)能效果15%以上。CIP自動沖洗程序LWS580ED離心機(jī)自動控制系統(tǒng)采用CIP自動沖洗程序，可有效地解決停機(jī)過程 中因清洗不徹底影響環(huán)境衛(wèi)生以及在二次開機(jī)過程中因內(nèi)部積料引起的設(shè)備故障。分離效果分析LWS580ED離心機(jī)用于餐廚垃圾三相分離的效果如下：物料名稱：餐廚垃圾混合液進(jìn)料溫度：85C100C;進(jìn)料含渣率：9% 11%，離心機(jī)處理量：1820 m3/h，分離后的水相含油率：0.05%,分離后油相水雜含量2% ；分離后的渣 相含水率75% 78%。影響分離

9、效果的諸因素進(jìn)料溫度對分離效果的影響 溫度越高，餐廚垃圾固相內(nèi)部油脂液化浸出進(jìn)入液相的效果較佳；并且溫度越高， 可浮油含量增長越快、混合液的體粘度小、流動性也較好，固、液、液的分離效果 也就越好，實踐證明，進(jìn)料溫度控制在85工100工為宜，否則會影響分離后的油中含水率、水中含油率以及渣相含油率等等。轉(zhuǎn)速對分離效果的影響離心機(jī)轉(zhuǎn)速越高，分離因數(shù)也就越高，三相分離效果也就越好。但當(dāng)轉(zhuǎn)速提升一定 值后，再提高不但不能提高離心機(jī)的分離效果，反而增加離心機(jī)的功率損耗。實踐 得出，在餐廚垃圾分離過程中轉(zhuǎn)速控制在2 950 r/min即可達(dá)到良好的分離效果副電機(jī)轉(zhuǎn)速對分離效果的影響當(dāng)主電機(jī)轉(zhuǎn)速恒定時，要通過

10、調(diào)節(jié)副電機(jī)的轉(zhuǎn)速來調(diào)整離心機(jī)分離效果，由于采用 的是恒力矩控制方式，進(jìn)料出現(xiàn)波動時，副電機(jī)轉(zhuǎn)速會隨著實際力矩檢測值來自動 調(diào)整轉(zhuǎn)速，當(dāng)實際力矩高于設(shè)定值時，副電機(jī)轉(zhuǎn)速自動降低，使轉(zhuǎn)鼓與螺旋之間的 轉(zhuǎn)速差增大、螺旋排料速度增快，從而使力矩減小，反之副電機(jī)轉(zhuǎn)速增大，從而保 證了三相分離的正常進(jìn)行。三相分離界面對分離效果的影響根據(jù)油相、水相實測不同比重來分析油相與水相的分離界面，選擇合適的輕相或重 相液層調(diào)節(jié)片的規(guī)格，液層調(diào)節(jié)板（片）的開口越接近轉(zhuǎn)鼓中心液層越深，反之越 淺。（1）原餐廚垃圾處理工藝中，在二相離心機(jī)進(jìn)行固液分離后還要有碟片離心機(jī)進(jìn) 行后續(xù)的油水分離；新工藝中，應(yīng)用三相離心機(jī)，處理后的

11、油相、水相、渣直接分 別進(jìn)入下道工序分別提取工業(yè)柴油、制作飼料和厭氧發(fā)酵處理，減少了工藝環(huán)節(jié)， 并且投資可省。（2）原餐廚垃圾處理工藝中，餐廚垃圾進(jìn)行篩選后進(jìn)入二相離心機(jī)進(jìn)行固液分后 的液相再經(jīng)加熱后進(jìn)入碟片離心機(jī)進(jìn)行固、液、液的分離，如前道工序出現(xiàn)問題則 直接影響到后道工序的正常進(jìn)行，故障點較多；新工藝中，應(yīng)用三相離心機(jī)，餐廚 垃圾經(jīng)篩選、高溫蒸煮后直接進(jìn)入三相離心機(jī)進(jìn)行固-液-液的三相分離，在生產(chǎn)效 率大大提高的同時，也提高了油相的回收率。用三相離心機(jī)對餐廚垃圾進(jìn)行無害化、減量化、資源化處理，既改善了環(huán)境，又可 變廢為寶。因此，無論從分離效能，還是從運(yùn)行成本、離心機(jī)穩(wěn)定性、可靠性方面 來看，三相離心機(jī)都是一種較為理想的選擇，值得推廣。簡訊新型實用過濾技術(shù)第四版將于 2017 年10 月印刷出版，由冶金工業(yè)出版社出 版。新型實用過濾技術(shù)第四版在前三版的基礎(chǔ)上，增補(bǔ)了有關(guān)氣固分離的內(nèi)容。 新型實用過濾技術(shù)第四版將秉承出書一貫理念，仍然突出介紹新技術(shù)、新材料 新設(shè)備及其應(yīng)用，力求對從事“液固分離”和“氣固分離”人士都有參考價值。新型實用過濾技術(shù)面向于從事過濾分離技術(shù)的研究、設(shè)計、制造、營銷、使用 管理等方面的人員，也可以作為院校的參教書。