引言

壓濾機(jī)是一種耗能低，處理能力高，脫水效果好，入料范圍寬的脫水設(shè)備之一廣泛應(yīng)用于污水處理、選礦等行業(yè)，隨高效壓濾技術(shù)的發(fā)展，壓濾機(jī)的脫水效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于從前，呈替代加壓過濾機(jī)的趨勢(shì)。這是由于加壓過濾機(jī)的自身缺陷（不適應(yīng)極細(xì)粒，能耗高，處理能力小,維護(hù)困難等），更重要的是壓濾機(jī)的脫水效果大幅度提高，弱化了加壓過濾機(jī)的優(yōu)勢(shì)。但現(xiàn)階段的精煤壓濾機(jī)的脫水效果并不突岀。選型時(shí)若對(duì)入料性質(zhì)的研究不足，配件與工藝參數(shù)選擇不好，脫水效果必不理想。隨選煤廠生產(chǎn)能力的提高和工藝改進(jìn)，也會(huì)導(dǎo)致原壓濾機(jī)的不能適應(yīng)新狀況。這就需要對(duì)原壓濾機(jī)進(jìn)行改造，因而對(duì)壓濾機(jī)實(shí)際具備脫水能力的技術(shù)進(jìn)行深入分析是必要的。

1壓濾機(jī)脫水措施的效果分析

壓濾機(jī)主要脫水措施有泵送擠壓、隔膜壓榨、反吹、穿流等。其中泵送擠壓脫水為早期廂式壓濾機(jī)的基本脫水方式，通過泵將物料送入過濾室內(nèi)，并利用持續(xù)的泵壓推擠物料使之脫水。這也是目前壓濾機(jī)的基本入料方式之一。但由于泵送壓力有限，難以達(dá)到更好的脫水效果。壓濾機(jī)的基本簡(jiǎn)圖如圖1所示。多個(gè)濾板或隔膜板（如圖2所示）相互擠靠形成濾腔，高水含量煤漿由泵通過入料管送入濾腔內(nèi)部，僅1、2閥門開啟時(shí)，泵送持續(xù)給料會(huì)將水分通過濾布從濾板上的孔隙中流出。當(dāng)濾腔內(nèi)積存物料后，水分的流動(dòng)將受到阻礙，這時(shí)就需要提高泵的壓力，以利于水分的排除。當(dāng)泵壓達(dá)到極限時(shí)，將不能繼續(xù)脫水。

1.1隔膜壓榨

隔膜壓濾機(jī)壓榨是將高壓氣體或液體通入具有彈性的隔膜板內(nèi)部，使隔膜外鼓，擠壓由泵送擠壓過程初步形成的高水分濾餅，以達(dá)到進(jìn)一步脫水的目的。在壓榨過程中，應(yīng)將圖1中1、2、3、4閥門關(guān)閉，閥門5打開。

壓力的提高和壓榨介質(zhì)的填充速度加快，會(huì)進(jìn)一步縮短壓榨時(shí)間。設(shè)濾餅顆粒之間充滿水，且固體顆粒不會(huì)透過濾布，壓榨開始至結(jié)束后濾餅體積的減少百分比。為壓縮率，壓榨前濾餅視體積為礦，其水分為M,濾餅質(zhì)量為m,煤的真密度為5,水的密度為p。

壓縮比與壓榨壓力、壓榨時(shí)間有關(guān)和壓榨前濾餅的特性有關(guān)。若認(rèn)為顆粒不被壓碎，可知只有當(dāng)濾餅顆粒達(dá)到最緊密堆積時(shí)，壓縮比達(dá)到最大值。

通過提高隔膜壓力的方式提高壓縮比，最終將因?yàn)V餅顆粒存在最緊密堆積而達(dá)到極限。達(dá)到極限后，顆粒間形成堅(jiān)固的骨架，繼續(xù)提高壓力將難以進(jìn)一步提高壓縮比,除非將顆粒壓碎，但將對(duì)設(shè)備（尤其是濾板）造成很大的損害。

1.2反吹

反吹是將入料管中的高水分煤泥用高壓風(fēng)噴吹回入料桶的工序，以進(jìn)一步降低水分和減少入料管殘存的高水分煤泥污染濾餅。圖1中，當(dāng)1、2、5閥門關(guān)，3、4閥門開時(shí)，為反吹工序。

1.3穿流

穿流是指將高壓風(fēng)從濾板角孔或入料孔吹入，氣流經(jīng)過濾餅從濾板的岀液孔排出，同時(shí)帶走顆粒間水分。當(dāng)圖4中，1、2、3、5關(guān)閉，4打開時(shí)，即為穿流工序。壓榨過程的后期由于顆粒間的骨架支撐作用，繼續(xù)增加壓縮比所需要的壓力和時(shí)間將非常高，而達(dá)到最大壓縮比時(shí)，則不能再通過壓榨來降低水分了。此時(shí)通過穿流可以進(jìn)一步降水。且經(jīng)過穿流后，濾餅粘聯(lián)性降低，使其更易松散破碎,而提高摻配均勻性。降低水分的大小，與穿流所能夠吹出的空隙水有關(guān)。在理想狀況下，認(rèn)為將顆粒間空隙水和外層的吸附水全部由穿流風(fēng)帶走，則此時(shí)濾餅的水分應(yīng)當(dāng)為最高內(nèi)在水分MHC_O

氣流吹入濾餅，能夠吹空的顆粒間空隙總量與濾餅的密實(shí)程度有關(guān)。若濾餅密封程度不均勻，氣流會(huì)從較疏松的地方漏出，而不會(huì)穿過所有空隙。過高的密實(shí)程度則會(huì)導(dǎo)致濾餅將濾孔完全密封。因此壓榨過程不應(yīng)該將濾餅壓的過于緊密，應(yīng)當(dāng)保證濾餅具有一定的松散程度。

2現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐

現(xiàn)場(chǎng)很難即時(shí)檢測(cè)濾餅壓縮比，因而也就不能據(jù)此進(jìn)行壓濾機(jī)的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)。而穿流過程氣流通過濾餅受到的影響非常復(fù)雜，現(xiàn)有技術(shù)條件也不能實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地得出其吹空的顆粒間空隙。根據(jù)入料的濃度、流量以及時(shí)間計(jì)算出總壓縮比，可以獲得濾餅充滿濾腔的時(shí)間點(diǎn)，也就是停止入料并進(jìn)行隔膜壓榨的時(shí)間點(diǎn)。這需要高準(zhǔn)確度的濃度檢測(cè)儀器做支撐。總之，式(3),式(4)和式(8)的主要意義在于對(duì)已知煤泥樣品的壓濾脫水效果預(yù)測(cè)和對(duì)已有壓濾機(jī)工作狀況的評(píng)價(jià)，并在高固含量物料濃度實(shí)時(shí)檢測(cè)取得突破后，可實(shí)現(xiàn)壓濾機(jī)入料截止工序的自動(dòng)控制，從而減輕工人的工作壓力。

2.1現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)介紹

峰峰集團(tuán)大淑村礦選煤廠為無煙煤選煤廠，改造后浮選精煤利用兩臺(tái)快開式隔膜壓濾機(jī)進(jìn)行脫水，得到精煤泥產(chǎn)品與末精煤摻配后銷售。但濾餅水分高(高于27%,甚至達(dá)到30%),濾餅結(jié)塊夾心現(xiàn)象嚴(yán)重(圖3改造前)，摻配難度大。為提高脫水效果，需對(duì)原設(shè)備工藝條件進(jìn)行以下改造。

濾布：原濾布比阻過大，會(huì)使得濾餅體積壓縮難度增大，相同壓榨壓力下的壓縮比不足，濾餅水分降低困難，而且易粘附濾布，改用透氣率較大的緞紋濾布后，脫餅效果明顯變好，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大大減少，而濾液質(zhì)量未惡化。

壓榨壓力：該廠所用隔膜板抗壓能力強(qiáng)，可在極高壓力下(IMPa)反復(fù)壓榨1萬次以上，而原系統(tǒng)設(shè)計(jì)的壓榨壓力僅為6MPa,實(shí)際使用時(shí)為0.5MPa,且壓力不能進(jìn)行調(diào)節(jié)。故額外增設(shè)一臺(tái)空壓機(jī)，將壓力提高至0.7-0.85MPa。

操作工序：原操作工序?yàn)橄确创岛髩赫ィ韮?nèi)壓由6MPa迅速降低至0.2MPa以下，而后緩慢提升，在壓榨結(jié)束時(shí)，表壓為0.5MPa左右。這說明實(shí)際壓榨過程的平均壓力達(dá)不到0.5MPa。由于反吹的降水能力要比隔膜壓榨低非常多，而原操作工序，使腔內(nèi)卸壓過多的直接結(jié)果就是壓榨能力上不去，壓縮比低。因此將原工序改為先壓榨后，表壓在壓榨階段最低為0.6MPa,并很快穩(wěn)定在0.7~0.85MPa(終壓)。

3)助濾劑：添加助濾劑可以優(yōu)化煤泥水中顆粒間的空間構(gòu)架，形成很好的松散堆積結(jié)構(gòu)，從而降低濾餅的脫水難度^I9–^，01o現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)添加的助濾劑為低分子量聚丙烯酰胺與聚合氯化鋁。

2.2改造結(jié)果分析

現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐結(jié)果見表1,可見在壓榨壓力0.85MPa時(shí)，濾餅水分降低到22.4%,效果最為明顯；而壓力為0-76MPa時(shí)濾餅水分降低了1.5%；在配合助濾劑的情況下，濾餅水分降低了2.6%,可見助濾劑對(duì)降低濾餅水分有較明顯的效果。但在實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)助濾劑會(huì)使單循環(huán)入料時(shí)間延長(zhǎng)。經(jīng)分析認(rèn)為是由于助濾劑使煤泥水粘度提高，而入料泵能力不足。

結(jié)論

壓濾機(jī)脫水效果均可以統(tǒng)一到脫水前后物料的體積壓縮比上，壓縮比越高，水分越低。

隔膜壓榨的脫水效果明顯，但受到濾餅堆積狀態(tài)的影響，存在極限。

反吹的脫水效果很低，主要目的是避免中心管中殘存高水分煤泥污染濾餅。

壓濾機(jī)合理的操作工序?yàn)橄冗M(jìn)行隔膜壓榨工序而后反吹，防止腔內(nèi)卸壓過多。

助濾劑可以提高壓濾機(jī)的脫水效果，但需要注意添加助濾劑后會(huì)提高煤漿粘度，若入料泵能力不足將延長(zhǎng)單循環(huán)時(shí)間。

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