1選煤廠壓濾系統(tǒng)現(xiàn)狀及存在問題分析

1.1煤泥中微細(xì)粒級含量增加斜溝煤礦選煤 廠 采 用150～50mm級 塊 煤 重介淺 槽、50～1.5mm級重介旋流器主再選、1.5～0.2mm級粗煤泥TCS分選的聯(lián)合工藝，剩余細(xì)粒級煤泥由沉降過濾離心機(jī)及快開式隔膜壓濾機(jī)脫水回收。通過近年來不斷探索實施煤泥減量化技術(shù)，包括減小末原煤脫泥篩篩縫、減 小TCS精礦脫水弧形篩和煤泥離心機(jī)篩縫、增 大TCS入料旋流器組底流口內(nèi)徑、降低TCS分選機(jī)頂水流量 等 措 施，截 粗 效 果 明 顯。大 部 分 大 于0.074mm粒 度 級 煤 泥 在TCS分選及沉降脫水環(huán)節(jié)得到有效回收，減輕了高效濃縮機(jī)的負(fù)荷。壓濾煤泥產(chǎn)率也由原先的8.0%降至6.5%～7.0%。該 廠 壓 濾 入 料 中 小 于0.074mm粒度級占比達(dá)到80%左右，細(xì)粒煤比表面積大，孔隙結(jié)構(gòu)發(fā) 達(dá)，吸 水 性 強(qiáng)，懸 浮 液 粘 度 大，脫水變得相當(dāng)困難。快開壓濾機(jī)在應(yīng)對超細(xì)粒煤泥時脫水效率明顯下降，壓濾周期變長，濾餅水分高達(dá)25%～27%，并且容易粘附濾板，人工捅落濾餅易引發(fā)安全事故。

1.2煤泥摻入洗混煤比例受限制該廠快開 式 壓 濾 機(jī) 共12臺，其 中 一、二 期壓濾系統(tǒng)各6臺，呈鏡像布置，一期壓濾系統(tǒng)設(shè)備聯(lián)系情況見圖1。

生產(chǎn)過程中通過1502煤泥轉(zhuǎn)載刮板機(jī)可將煤泥直接摻入洗混煤，作為動力煤銷售;也 可 以 進(jìn) 入1553煤泥出廠膠帶機(jī)落地，就地晾曬后再由汽車地銷。因洗混煤水分合同指標(biāo)為小于10.0%，壓濾煤泥的水分高低直接影響其摻入洗混煤的比例。為避免裝車蓬倉及冬季凍車事故，該廠只能嚴(yán)格控制入摻煤泥量，尤其當(dāng)兩期系統(tǒng)同時洗精煤時，往往是一半摻入一半落地。落地后的壓濾煤泥只能在本地按尾煤處置，價格較低，造成企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益大幅降低，因煤泥堆存、裝車和運輸?shù)纫幌盗协h(huán)節(jié)造成了環(huán)境污染問題。

1.3原有壓濾機(jī)老化原有壓濾 機(jī) 于2010年 投 入 使 用，電 控 及 液壓系統(tǒng)不 同 程 度 出 現(xiàn) 老 化，機(jī) 架 變 形，故 障 頻發(fā)，維護(hù)費用高。鑒于上述問題的存在，該廠迫切需要尋找一種新型壓濾機(jī)來替代原有快開壓濾機(jī)，進(jìn)一步降低煤泥水分，以實現(xiàn)壓濾煤泥全部入摻洗混煤，提升煤泥品質(zhì)，增加經(jīng)濟(jì)效益。

2穿流壓濾機(jī)設(shè)備特性穿流式壓濾機(jī)全稱為“單室進(jìn)料空氣穿流水洗濾餅壓濾機(jī)”，是近年來在快開式壓濾機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型壓濾脫水設(shè)備，對微細(xì)粒煤泥的脫水效果良好。2019年本集團(tuán)東曲和馬蘭選煤廠相繼完成了穿流式壓濾機(jī)的改造，濾餅水分大幅降低，達(dá)到了預(yù)期效果。

2.1設(shè)備工作原理濾漿在進(jìn)料泵的推動下，由主進(jìn)料管道向每個濾室單獨分流進(jìn)料，固體顆粒在濾布上形成濾餅，濾液穿過濾布從濾液排放口集中排出。與快開壓濾機(jī)濾板不同，穿流式壓濾機(jī)具有獨特角吹風(fēng)功能，通過壓縮空氣穿透濾餅將液態(tài)水隨空氣帶出，有效降低濾餅水分;通過隔膜濾板的鼓膜功能，由壓榨管道向隔膜濾板中注入高壓水，通過水壓改變?yōu)V室容積，對濾餅進(jìn)行壓榨，進(jìn)一步降低濾餅水分。穿流壓濾機(jī)整個動作過程工序依次為:壓緊→進(jìn)料→反吹→水壓榨→濾餅風(fēng)干→二次反吹→卸料。高壓水鼓膜壓榨、濾餅風(fēng)干與產(chǎn)品水分直接相關(guān)，這2個環(huán)節(jié)也正是單室進(jìn)料空氣穿流水洗濾餅壓濾機(jī)的特點。

2.2設(shè)備結(jié)構(gòu)單室進(jìn)料空氣穿流隔膜高效壓濾機(jī)結(jié)構(gòu)見圖2所示。

濾板配置是穿流壓濾機(jī)的核心部件，每個濾室由進(jìn)料A板和密封B板組合成的獨立密閉空間，隔膜密封B板是洗滌和濾餅風(fēng)干的進(jìn)水進(jìn)氣板，進(jìn)料A板是洗滌和濾餅風(fēng)干的排水排氣板。入料方式為A板邊角入料，相比快開壓濾機(jī)中心兩端入料，過濾面積增大約6%～10%，有 效 保證濾餅厚度均勻。濾餅風(fēng)干功能有助于卸料時濾餅與濾布分離，濾餅自動脫落，降低了安全風(fēng)險隱患。

3穿流壓濾機(jī)半工業(yè)試驗為驗證壓濾煤泥降水效果，該廠使用穿流壓濾機(jī)試驗機(jī)進(jìn)行了現(xiàn)場半工業(yè)試驗，與原有快開壓濾機(jī)對濃縮機(jī)底流進(jìn)行脫水效果對比。為確保2種機(jī)型入料性質(zhì)一致，各組試驗均選擇在同一時間點進(jìn)行。穿流壓濾機(jī)的水分明顯降 低，最 高20.0%，最 低18.2%，平 均 在19.3%，濾餅水分較現(xiàn)有的快開壓濾機(jī)濾餅水分降低了7.0%，降水效果顯著，表明了穿流 式 壓濾機(jī)對該廠物料濃度及性質(zhì)適應(yīng)性強(qiáng)，并隨著水壓榨壓力的升高而濾餅水分呈下降趨勢。

4技術(shù)改造方案設(shè)計針對斜溝煤礦選煤廠現(xiàn)有設(shè)備布置情況及廠房空間條件，將原有12臺快開式壓濾機(jī)一對一替換為12臺同廠家穿流式壓濾機(jī)，單 臺 過 濾 面積不低于560m2，地腳尺寸長/寬為10630mm×1690mm，與原設(shè)備地腳位置一致。原壓濾機(jī)入料泵可滿足新穿流式壓濾機(jī)入料要求，無 須 更換。需要另外購置與壓濾機(jī)一一配套的壓榨清水箱和壓榨管道泵，水箱容積為38m3，采用多級泵，流量65m3/h，揚程140～160m。空壓機(jī)臺數(shù)確定:穿流式壓濾機(jī)單臺循環(huán)用風(fēng)量為40～50m3/min，為保證煤泥均 勻 入 摻 洗混煤，單期系統(tǒng)只允許2臺壓濾機(jī)同時卸料，而各壓濾機(jī)角吹與反吹工序可通過智能化控制程序交錯執(zhí)行，2臺壓濾機(jī)同時進(jìn)入濾餅風(fēng)干與反吹環(huán)節(jié)需壓力穩(wěn)定的壓縮空氣約100m3/min，那么3臺排氣量為40m3/min、排氣 壓 力1.0MPa的空壓機(jī)供風(fēng)可能滿足單期系統(tǒng)日常生產(chǎn)需求。儲氣罐數(shù)量確定:根據(jù)壓濾機(jī)推薦儲氣罐搭配方案，穿流式空壓機(jī)其濾餅風(fēng)干、反吹用風(fēng)均須相對 獨 立，反吹風(fēng)使用原系統(tǒng)儲氣罐即可滿足。另外每期系統(tǒng)各配備3臺容積為40m3儲氣罐為壓濾機(jī)濾餅風(fēng)干流程供風(fēng)。

5.2社會效益壓濾煤泥入摻洗混煤后全部通過火車銷售，杜絕煤泥落地晾干地銷，避免了因煤泥堆存、運輸而引起的環(huán)境污染問題。

6結(jié)語穿流式壓濾機(jī)改造方案技術(shù)上可行，經(jīng)濟(jì)上合理，而且在不影響選煤廠正常生產(chǎn)的情況下即可實施，不僅增加了企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，更是保護(hù)了礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境。穿流式壓濾機(jī)為國內(nèi)先進(jìn)的細(xì)粒煤脫水設(shè)備，采用先進(jìn)的濾餅風(fēng)干和高壓水壓榨技術(shù)，細(xì)粒煤濾餅含水率遠(yuǎn)低于其他脫水設(shè)備，解決了選煤行業(yè)煤泥處置這個“老大難”問題，是細(xì)粒煤壓濾脫水的一次技術(shù)革命。