引言

煤礦配套的動力煤選煤 廠，設(shè)計能力為&o Mt/a,主要生產(chǎn)工藝為：300 ~50 mm粒級采用塊煤智能干選機分選，50 ~ 2 mm粒級采用末煤重介質(zhì)旋流器分選，2 -0. 15 mm 粒級采用粗煤泥螺旋分選機分選，＜0.15 mm粒級細煤泥采用加壓過濾機和隔膜壓濾機聯(lián)合處理。煤礦煤炭屬石炭紀，牌號為長焰煤，具有中高 灰、低硫、低磷、低黏結(jié)性、低氧化鈣、中高揮發(fā)分、高灰熔點等特點，為中等可選煤，煤田處于山西河東煤田。煤泥呈灰黑色，灰分較高，煤泥水靜止2 h不能澄清，無上清液產(chǎn)生，細泥的灰分很 高，必須添加絮凝劑，煤泥才能形成絮團沉降。實 際生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)上榆泉選煤廠煤泥量大，且高灰 細泥多，導致壓濾困難，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晾干后 低價銷售至電廠，少部分摻配進精煤。煤泥落地儲 存、晾曬和裝運過程中因?qū)Νh(huán)境污染大，且煤泥售 價低，對選煤廠的社會效益和經(jīng)濟效益造成 了較大影響。因商品煤發(fā)熱量要求較高，煤泥回摻 量小，且煤泥水分大，易堵塞溜槽，所以對生產(chǎn)影 響較大。若建設(shè)煤泥干燥系統(tǒng)，則運行成本高，環(huán) 境污染大，系統(tǒng)復(fù)雜。

為此，選煤廠對煤泥生 產(chǎn)系統(tǒng)進行了優(yōu)化，完成了煤泥減量化改造，使部 分煤泥不入選直接回摻進入商品煤，較好地緩解了 煤泥水處理系統(tǒng)能力不足的問題，但是仍有部分煤 泥進入水洗系統(tǒng)最終需要經(jīng)過壓濾機回收。這部分 煤泥產(chǎn)量較改造之前有所降低，但是經(jīng)過選煤廠原有板框壓濾機處理后產(chǎn)品水分高，回摻進入混煤銷 售影響商品煤發(fā)熱量和價格，需要低價單獨外運銷 售。為進一步降低煤泥產(chǎn)品水分，提高煤泥發(fā)熱 量，避免煤泥回摻對商品煤發(fā)熱量的影響，從而實現(xiàn)企業(yè)經(jīng)濟效益最大化，該廠需對原有隔膜壓濾機進行置換或優(yōu)化改進問題分析

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

(2) 脫餅效率低。為了加快煤泥沉降，保證 隔膜壓濾機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，藥劑進入濃縮池后隨著煤泥 沉降進入濃縮池底流，最終進入隔膜壓濾機處理， 導致煤泥濾餅黏附在濾布上不易脫落，影響隔膜壓 濾機使用效率。

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

原有隔膜壓濾機與高壓隔膜壓濾機

原有隔膜壓濾機主要由機架部分、過濾部分、 電氣控制部分、液壓部分等組成。過濾部 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，由進料泵將懸浮液從進料孔道壓入各 個濾室，固體顆粒被截留在濾布上形成濾餅，濾液 則穿過濾布，流向濾板過濾面，在濾板的溝槽集中 后從隔膜邊角通道排出機外。 膜壓濾機基礎(chǔ)上進行了研究之后制造而成，主要 組成部分與隔膜壓濾機相近，區(qū)別是增加了壓緊鎖 緊裝置。

高壓隔膜壓濾機主要優(yōu)點有：

(1) 壓緊壓力增高，同時壓緊系統(tǒng)配備了鎖 緊裝置，鎖緊更可靠，從而可避免液壓系統(tǒng)長期高 壓運行，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。 具體工作過程如下：液壓站啟動壓緊濾板達到 設(shè)定的壓緊壓力之后，鎖緊裝置自動旋轉(zhuǎn)至鎖緊位 置,壓緊油缸泄壓，通過鎖緊裝置進行壓緊濾板;入料泵啟動，當入料達到設(shè)定的壓力之后開始保壓計 時;計時結(jié)束之后進入擠壓環(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行預(yù)定時間的擠 壓;擠壓結(jié)束之后，進行反吹，將入料孔和濾板內(nèi)部 的多余物料吹出，最后進入卸料環(huán)節(jié)，濾板依次拉 開，物料依靠重力作用落入下方的輸送機。4工藝優(yōu)化 基于上述試驗探索結(jié)果，該廠擬采用的高壓隔 膜壓濾機不僅在原有隔膜壓濾機的結(jié)構(gòu)上進行改 進，還在卸料方式和濾液處理工藝上進行了相應(yīng)優(yōu) 化升級。

卸料方式

與原有隔膜壓濾機相比，高壓隔膜壓濾機的濾 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，在隔膜壓濾機濾板壓緊的過程 中，受到油缸的壓力作用，彈簧被壓縮儲能，在拉 板小車將濾板拉開的瞬間，底部的彈簧釋放壓力， 造成濾板的擺動，在擺動的過程中濾板發(fā)生多次傾 斜，對濾餅的脫落起到良好的促進作用，可提高隔 膜壓濾機自動卸料的效率，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使用效率 低的問題，可避免操作人員用木棍協(xié)助卸料的問 題，極大地提高卸料速度[11-13],同時規(guī)避成本增 加、設(shè)備磨損、工藝復(fù)雜的問題。

濾液處理工藝

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

結(jié)語

通過高壓隔膜壓濾機單因素壓濾試驗分析可 知，在擠壓壓力為6 MPa、入料壓力為1.5 MPa、 入料質(zhì)量分數(shù)為20%、擠壓時間為550 s、入料時 間為900s的情況下，高壓隔膜壓濾機具有最佳工況水平。同時提出了卸料方式和濾液處理工藝的優(yōu)化升級方案，可解決目前煤泥系統(tǒng)存在的問題。目前高壓隔膜壓濾機置換項目已報批，預(yù)計設(shè)備應(yīng)用 后煤泥水分降低，可以直接摻配進商品煤銷售，可 提高選煤廠經(jīng)濟效益，帶來良好的社會效益，為同 類煤質(zhì)的選煤廠提供有益的參考和借鑒。