引言

煤礦配套的動(dòng)力煤選煤 廠，設(shè)計(jì)能力為&o Mt/a,主要生產(chǎn)工藝為：300 ~50 mm粒級(jí)采用塊煤智能干選機(jī)分選，50 ~ 2 mm粒級(jí)采用末煤重介質(zhì)旋流器分選，2 -0. 15 mm 粒級(jí)采用粗煤泥螺旋分選機(jī)分選，＜0.15 mm粒級(jí)細(xì)煤泥采用加壓過(guò)濾機(jī)和隔膜壓濾機(jī)聯(lián)合處理。煤礦煤炭屬石炭紀(jì)，牌號(hào)為長(zhǎng)焰煤，具有中高 灰、低硫、低磷、低黏結(jié)性、低氧化鈣、中高揮發(fā)分、高灰熔點(diǎn)等特點(diǎn)，為中等可選煤，煤田處于山西河?xùn)|煤田。煤泥呈灰黑色，灰分較高，煤泥水靜止2 h不能澄清，無(wú)上清液產(chǎn)生，細(xì)泥的灰分很 高，必須添加絮凝劑，煤泥才能形成絮團(tuán)沉降。實(shí) 際生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)上榆泉選煤廠煤泥量大，且高灰 細(xì)泥多，導(dǎo)致壓濾困難，壓濾煤泥水分大、灰分高。

選煤廠現(xiàn)有煤泥處理系統(tǒng)壓濾出的煤 泥，采取的處理方法為大部分煤泥在晾曬場(chǎng)晾干后 低價(jià)銷售至電廠，少部分摻配進(jìn)精煤。煤泥落地儲(chǔ) 存、晾曬和裝運(yùn)過(guò)程中因?qū)Νh(huán)境污染大，且煤泥售 價(jià)低，對(duì)選煤廠的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益造成 了較大影響。因商品煤發(fā)熱量要求較高，煤泥回?fù)?量小，且煤泥水分大，易堵塞溜槽，所以對(duì)生產(chǎn)影 響較大。若建設(shè)煤泥干燥系統(tǒng)，則運(yùn)行成本高，環(huán) 境污染大，系統(tǒng)復(fù)雜。

為此，選煤廠對(duì)煤泥生 產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化，完成了煤泥減量化改造，使部 分煤泥不入選直接回?fù)竭M(jìn)入商品煤，較好地緩解了 煤泥水處理系統(tǒng)能力不足的問(wèn)題，但是仍有部分煤 泥進(jìn)入水洗系統(tǒng)最終需要經(jīng)過(guò)壓濾機(jī)回收。這部分 煤泥產(chǎn)量較改造之前有所降低，但是經(jīng)過(guò)選煤廠原有板框壓濾機(jī)處理后產(chǎn)品水分高，回?fù)竭M(jìn)入混煤銷 售影響商品煤發(fā)熱量和價(jià)格，需要低價(jià)單獨(dú)外運(yùn)銷 售。為進(jìn)一步降低煤泥產(chǎn)品水分，提高煤泥發(fā)熱 量，避免煤泥回?fù)綄?duì)商品煤發(fā)熱量的影響，從而實(shí)現(xiàn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益最大化，該廠需對(duì)原有隔膜壓濾機(jī)進(jìn)行置換或優(yōu)化改進(jìn)問(wèn)題分析

(1) 設(shè)備工況差。選煤廠原有隔膜壓 濾機(jī)自建廠投入使用以來(lái)未能進(jìn)行更新?lián)Q代，再加 上煤泥性質(zhì)變化，導(dǎo)致設(shè)備處理能力低，產(chǎn)品水分 高，安全性能降低，備件缺失等問(wèn)題，需要更換新 的隔膜壓濾機(jī)。

(2) 脫餅效率低。為了加快煤泥沉降，保證 隔膜壓濾機(jī)的入料濃度符合要求，以及得到澄清的 循環(huán)水，向濃縮池添加凝聚劑和絮凝劑，其中絮凝 劑為陰離子型絮凝劑，藥劑進(jìn)入濃縮池后隨著煤泥 沉降進(jìn)入濃縮池底流，最終進(jìn)入隔膜壓濾機(jī)處理， 導(dǎo)致煤泥濾餅黏附在濾布上不易脫落，影響隔膜壓 濾機(jī)使用效率。

(3) 濾液處理工藝不合理。目前選煤廠針對(duì) 隔膜壓濾機(jī)的濾液主要采用兩種方式，一種是直接 進(jìn)入循環(huán)水池進(jìn)行重復(fù)利用，存在的問(wèn)題是在過(guò)濾 初期水質(zhì)較差達(dá)不到循環(huán)水水質(zhì)要求，而且在生產(chǎn) 過(guò)程中濾布破損之后，煤泥會(huì)進(jìn)入濾液系統(tǒng)影響循 環(huán)水水質(zhì)；另一種是與煤泥分級(jí)旋流器的溢流混合 作為濃縮池的入料，則會(huì)增加濃縮池的負(fù)荷，還會(huì) 導(dǎo)致凈水劑使用量增加。 基于上述問(wèn)題，需要在原有隔膜壓濾機(jī)的基礎(chǔ) 上，對(duì)隔膜壓濾機(jī)的工作性能進(jìn)行提升。為此，該 廠采用一種高壓隔膜壓濾機(jī)工業(yè)試驗(yàn)機(jī)，對(duì)該廠煤 泥脫水效果進(jìn)行探索試驗(yàn)。

原有隔膜壓濾機(jī)與高壓隔膜壓濾機(jī)

原有隔膜壓濾機(jī)主要由機(jī)架部分、過(guò)濾部分、 電氣控制部分、液壓部分等組成。過(guò)濾部 分主要包括膜板和配板，膜板和配板交替排列形成 一組濾室，其間夾著濾布，濾板表面有溝槽，其凸 出部位用來(lái)支撐濾布，濾板的邊角上有通孔，組裝 后形成完整的通道，能流入懸浮液、引出濾液，濾 板兩側(cè)各有把手支托在橫梁上，由壓緊裝置壓緊濾 板。工作時(shí)，由進(jìn)料泵將懸浮液從進(jìn)料孔道壓入各 個(gè)濾室，固體顆粒被截留在濾布上形成濾餅，濾液 則穿過(guò)濾布，流向?yàn)V板過(guò)濾面，在濾板的溝槽集中 后從隔膜邊角通道排出機(jī)外。 膜壓濾機(jī)基礎(chǔ)上進(jìn)行了研究之后制造而成，主要 組成部分與隔膜壓濾機(jī)相近，區(qū)別是增加了壓緊鎖 緊裝置。

高壓隔膜壓濾機(jī)主要優(yōu)點(diǎn)有：

(1) 壓緊壓力增高，同時(shí)壓緊系統(tǒng)配備了鎖 緊裝置，鎖緊更可靠，從而可避免液壓系統(tǒng)長(zhǎng)期高 壓運(yùn)行，減少安全隱患。

(2) 入料壓力增高，從而加快了入料速度， 降低了產(chǎn)品水分。

(3) 擠壓壓力提高，擠壓壓力由原來(lái)的 0. 8 MPa提高到3 ~7 MPa,最大限度地壓出煤泥濾 餅中的水分。 具體工作過(guò)程如下：液壓站啟動(dòng)壓緊濾板達(dá)到 設(shè)定的壓緊壓力之后，鎖緊裝置自動(dòng)旋轉(zhuǎn)至鎖緊位 置,壓緊油缸泄壓，通過(guò)鎖緊裝置進(jìn)行壓緊濾板;入料泵啟動(dòng)，當(dāng)入料達(dá)到設(shè)定的壓力之后開(kāi)始保壓計(jì) 時(shí);計(jì)時(shí)結(jié)束之后進(jìn)入擠壓環(huán)節(jié)，擠壓壓力也可以設(shè) 定，在設(shè)定的擠壓壓力的情況下進(jìn)行預(yù)定時(shí)間的擠 壓;擠壓結(jié)束之后，進(jìn)行反吹，將入料孔和濾板內(nèi)部 的多余物料吹出，最后進(jìn)入卸料環(huán)節(jié)，濾板依次拉 開(kāi)，物料依靠重力作用落入下方的輸送機(jī)。4工藝優(yōu)化 基于上述試驗(yàn)探索結(jié)果，該廠擬采用的高壓隔 膜壓濾機(jī)不僅在原有隔膜壓濾機(jī)的結(jié)構(gòu)上進(jìn)行改 進(jìn)，還在卸料方式和濾液處理工藝上進(jìn)行了相應(yīng)優(yōu) 化升級(jí)。

卸料方式

與原有隔膜壓濾機(jī)相比，高壓隔膜壓濾機(jī)的濾 板兩側(cè)外緣靠近下方的位置分別安裝一塊擋片，在 擋片上安裝彈簧，在隔膜壓濾機(jī)濾板壓緊的過(guò)程 中，受到油缸的壓力作用，彈簧被壓縮儲(chǔ)能，在拉 板小車將濾板拉開(kāi)的瞬間，底部的彈簧釋放壓力， 造成濾板的擺動(dòng)，在擺動(dòng)的過(guò)程中濾板發(fā)生多次傾 斜，對(duì)濾餅的脫落起到良好的促進(jìn)作用，可提高隔 膜壓濾機(jī)自動(dòng)卸料的效率，較好地解決目前煤泥濾 餅黏附在濾布上不易脫落造成隔膜壓濾機(jī)使用效率 低的問(wèn)題，可避免操作人員用木棍協(xié)助卸料的問(wèn) 題，極大地提高卸料速度[11-13],同時(shí)規(guī)避成本增 加、設(shè)備磨損、工藝復(fù)雜的問(wèn)題。

濾液處理工藝

隔膜壓濾機(jī)使用過(guò)程中得到的濾液通過(guò)濾液槽 進(jìn)行收集，進(jìn)入濾液管道之前的水平段安裝有濃度 計(jì)，自動(dòng)控制系統(tǒng)根據(jù)濃度計(jì)的檢測(cè)結(jié)果選擇第一 自動(dòng)控制閥門和第二自動(dòng)控制閥門的開(kāi)啟和關(guān)閉。 在過(guò)濾初期或者當(dāng)濾布發(fā)生破損時(shí)，濾液濃度大, 濃度計(jì)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)濾液濃度不符合要求時(shí)，自動(dòng)控制 系統(tǒng)控制打開(kāi)第一自動(dòng)控制閥門，關(guān)閉第二自動(dòng)控 制閥門，濾液經(jīng)過(guò)濾液管道進(jìn)入濃縮池入料桶進(jìn)行 沉降得到澄清的循環(huán)水。在隔膜壓濾機(jī)正常過(guò)濾后期，濃度計(jì)檢測(cè)結(jié)果符合循環(huán)水要求時(shí)，打開(kāi)第二自動(dòng)控制閥門，關(guān)閉第一自動(dòng)控制閥門，濾液經(jīng)過(guò)濾液管道進(jìn)入循環(huán)水池作為澄清水使用，既可實(shí)現(xiàn) 濾液濃度在線監(jiān)測(cè)，還可實(shí)現(xiàn)濾液的分段回收處理。 此工藝既可解決目前隔膜壓濾機(jī)濾液直接進(jìn)入 循環(huán)水導(dǎo)致循環(huán)水質(zhì)量不滿足要求的問(wèn)題，隔膜壓濾機(jī)濾液與煤泥分級(jí)旋流器的溢流混合作為濃縮池。

結(jié)語(yǔ)

通過(guò)高壓隔膜壓濾機(jī)單因素壓濾試驗(yàn)分析可 知，在擠壓壓力為6 MPa、入料壓力為1.5 MPa、 入料質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%、擠壓時(shí)間為550 s、入料時(shí) 間為900s的情況下，高壓隔膜壓濾機(jī)具有最佳工況水平。同時(shí)提出了卸料方式和濾液處理工藝的優(yōu)化升級(jí)方案，可解決目前煤泥系統(tǒng)存在的問(wèn)題。目前高壓隔膜壓濾機(jī)置換項(xiàng)目已報(bào)批，預(yù)計(jì)設(shè)備應(yīng)用 后煤泥水分降低，可以直接摻配進(jìn)商品煤銷售，可 提高選煤廠經(jīng)濟(jì)效益，帶來(lái)良好的社會(huì)效益，為同 類煤質(zhì)的選煤廠提供有益的參考和借鑒。