Plate and frame chamber diaphragm filter presses
1加壓過濾機(jī)存在問題
1. 1加壓過濾機(jī)結(jié)構(gòu)及原理圓盤式加壓過濾機(jī)主要由過濾機(jī)、攪拌器、加壓過濾室、分配閥、反吹系統(tǒng)、密封排料系統(tǒng)、刮板輸送機(jī)、高低壓風(fēng)機(jī)、入料泵、汽水分離器、變頻裝置等結(jié)構(gòu)組成［7］。加壓過濾機(jī)是將過濾機(jī)置于一個(gè)封閉的加壓倉內(nèi)，工作時(shí)，沉降煤泥由濃縮池底流泵打入煤泥桶，然后通過壓濾機(jī)入料泵給入壓濾機(jī)礦漿槽中，加壓倉內(nèi)不斷充進(jìn)壓縮氣體直至達(dá)到壓濾機(jī)生產(chǎn)中調(diào)整的設(shè)定壓力后持續(xù)、穩(wěn)定供入壓縮氣體保持壓濾罐內(nèi)壓力穩(wěn)定，過濾盤底端連接軸處連接到分配閥上，與氣水分離器形成壓力差，實(shí)現(xiàn)在加壓倉內(nèi)壓力作用下，壓濾機(jī)濾液槽內(nèi)的煤泥懸濁液透過濾扇進(jìn)入濾液管轉(zhuǎn)入分配閥，從而使濾液排出過濾機(jī)，而煤泥中的粗顆粒以及其他大分子物質(zhì)被截留壓縮在濾盤上，形成一定厚度但含濕率相對(duì)降低的濾餅。隨著濾盤的循環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)，濾餅經(jīng)過壓差脫水的干燥區(qū)后進(jìn)一步降低水分形成干燥濾餅，通過分配閥的卸料區(qū)被風(fēng)包反吹風(fēng)及刮刀脫落到槽箱底部的刮板運(yùn)輸機(jī)中，轉(zhuǎn)運(yùn)到壓濾機(jī)料箱中達(dá)到一定料位或按照設(shè)定的排料時(shí)間將干燥后的煤泥排出壓濾機(jī)到機(jī)外，煤泥壓濾實(shí) 現(xiàn) 自 動(dòng) 連 續(xù) 循 環(huán)［8］。目前選煤廠壓濾機(jī)系統(tǒng)均配有一套控制程序，實(shí)現(xiàn)加壓過濾機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)化程序控制、監(jiān)測生產(chǎn)環(huán)節(jié)參數(shù)，同時(shí)具有設(shè)備操作提示及故障報(bào)警等多種功能，更為先進(jìn)的程序控制還可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，便于提高設(shè)備生產(chǎn)使用效率和生產(chǎn)產(chǎn)品指標(biāo)。
1. 2處理高灰細(xì)泥煤泥存在問題選煤廠煤泥水處理系統(tǒng)采用粗、細(xì)煤泥分別回收工藝［9］。脫泥篩篩下小于3 mm煤泥水經(jīng)弧形篩脫水后，篩上物3 ～ 0．5 mm物料經(jīng)過煤泥離心機(jī)脫水回收，弧形篩篩下經(jīng)分級(jí)旋流器分級(jí)、濃縮，旋流器底流經(jīng)弧形篩進(jìn)一步脫水后進(jìn)入煤泥離心機(jī)回收粗煤泥;水力分級(jí)旋流器溢流、弧形篩篩下水、煤泥離心機(jī)離心液、磁選機(jī)溢流、加壓過濾機(jī)濾液中均為細(xì)煤泥，這類煤泥水細(xì)粒級(jí)含量多，發(fā)生矸石泥化時(shí)黏度大，灰分高，成為難處理的高灰細(xì)泥，影響選煤廠生產(chǎn)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。上灣選煤廠塊煤系統(tǒng)所用加壓過濾機(jī)為山東萊蕪機(jī)械廠生產(chǎn)的GPJ－720型加壓過濾機(jī)，設(shè)計(jì)入料濃度200 ～ 350 g/L，0．074 mm粒 級(jí) 以 下 要 求 小 于60%，灰分要求小于30%，此時(shí)按照料位800 mm排料，排料周 期 為120 ～ 200 s/次，排 料 量 為1．4 ～ 1．6t/次。由于前期上灣選煤廠加壓過濾機(jī)存在排料時(shí)間長、產(chǎn)品水 分 高、處理能力達(dá)不到設(shè)計(jì)能力等問題，嚴(yán)重影響煤泥處理系統(tǒng)的效率。
2加壓過濾機(jī)過濾效果影響因素2. 1過濾壓力加壓過濾機(jī)設(shè)定壓力大小是影響壓濾機(jī)煤泥濾餅水分高低的關(guān)鍵因素，理論上壓力罐設(shè)定壓力越高，濾餅水分越低。由于煤質(zhì)不同，實(shí)際所用壓力不同，實(shí)際工況下不能通過無限增加加壓倉內(nèi)的壓力實(shí)現(xiàn)煤泥的高效處理。
2. 2入料粒度煤泥粒度組成均勻時(shí)，＜0．074 mm含量少的煤泥過濾效果好，細(xì)粒煤比例越大則過濾效果差。粗粒級(jí)煤泥比例較大時(shí)形成的濾餅空隙多，透氣性好，濾餅成型厚且水分低;細(xì)粒級(jí)煤泥比例較大，濾網(wǎng)易堵塞，致使濾布透氣性差，濾 餅 成 餅 薄，處 理 量 低。同時(shí)物料黏度大，加壓過濾機(jī)形成濾餅后，濾餅和濾布之間存在著一定黏著力，增加了濾餅從濾布上脫落的時(shí)間。入料煤泥中細(xì)粒級(jí)較多時(shí)濾餅較薄，進(jìn)入干燥區(qū)后極易發(fā)生龜裂，倉內(nèi)壓縮空氣會(huì)從濾餅裂縫處與外界聯(lián)通，導(dǎo)致壓差作用失效，無法將濾餅中的水分帶走致使產(chǎn)品水分較高［8］。
2. 3礦漿濃度實(shí)際生產(chǎn)中，濃縮池入料中煤泥水濃度大，濾布上的濾餅相對(duì)過厚，影響主軸旋轉(zhuǎn)的設(shè)定時(shí)間內(nèi)脫水效果，煤泥濾餅水分較高;濃縮池入料中煤泥水濃度較低時(shí)，形成的濾餅很薄，濾層通透性增加，耗風(fēng)量損失大，煤泥濾餅水分降低，但壓濾機(jī)處理效率也隨之降低。因此，壓濾機(jī)運(yùn)行中要確保礦漿濃度在一定范圍內(nèi)。
2. 4藥劑制度藥劑選型、藥劑投加量、藥劑投加方式以及藥劑投加點(diǎn)都會(huì)影響濾餅水分。藥劑選型合適，煤泥絮團(tuán)成團(tuán)性好，脫水效果好，使礦漿里的微細(xì)粒快速絮凝沉降的同時(shí)，保證較低的藥劑消耗量。藥劑投加過多造成浪費(fèi)，陰離子投加過多使煤泥發(fā)黏。藥劑投加方式和投加點(diǎn)都會(huì)影響煤泥與藥劑的混合效果，從而影響煤泥沉降和后續(xù)煤泥脫水工藝。
2. 5主軸轉(zhuǎn)速主軸轉(zhuǎn)速對(duì)壓濾機(jī)的處理能力有直接影響，壓差低于設(shè)定值時(shí)，主軸轉(zhuǎn)速慢延長了煤泥與濾布的接觸時(shí)間，增長了煤泥脫水時(shí)間，形成的濾餅較厚，濾餅水分增加;主軸轉(zhuǎn)速較快時(shí)，如果物料中細(xì)粒較多時(shí)，形成的濾餅較薄，處理效率低。因此要保證壓濾機(jī)的高效運(yùn)行，入料濃度高時(shí)，提高轉(zhuǎn)速，入料濃度較低時(shí)，降低主軸轉(zhuǎn)速。
3壓濾機(jī)處理高灰細(xì)泥的優(yōu)化措施3. 1摻粗提高壓濾機(jī)處理效率上灣選煤廠與使用相同設(shè)備的周邊選煤廠相比壓濾機(jī)排料時(shí)間多200 s左 右，濃縮池底流小篩分試驗(yàn)表明，上灣選煤廠壓濾機(jī)入料中小于0．045 mm粒級(jí)細(xì)煤 泥 含 量 高20%。將旋流器底流口更換為更小直徑的底流口，增加溢流口直徑，實(shí)現(xiàn)跑粗，即通過減小旋流器錐比(dy/dc=3 ～ 4為宜，dy、dc分別為底流口與溢流口直徑))中的dc而使分級(jí)粒度變小，從而增加溢流中粗顆粒，使旋流器溢流中＞0．075 mm粒級(jí)物料累計(jì)產(chǎn)率從70．3%增至78．0%，而＞0．5 mm粒級(jí)物料產(chǎn)率從原來0．5%增至6．1%。將原弧形篩0．35 mm篩縫篩面更換為1 mm篩縫篩面，將篩下水利用分流管路引入加壓過濾機(jī)入料桶和濃縮機(jī)，以提高壓濾機(jī)入料摻粗效果。摻粗后濃縮池底流采樣篩分試驗(yàn)結(jié)果見表1。
由表1可知，跑粗后＞0．5 mm粒級(jí)粗顆粒物料由1．3%提高到4．3%;＜0．075 mm粒級(jí)細(xì)物料從原來的69．2%降低到了46．9%，加壓過濾機(jī)的排料時(shí)間基本控制在240 s以內(nèi)。3. 2礦漿濃度為研究壓濾機(jī)入料濃度對(duì)處理效率影響，對(duì)上灣選煤廠壓濾機(jī)入料濃度進(jìn)行調(diào)整，結(jié)果見表2。
由表2可知，上灣選煤廠加壓過濾機(jī)入料濃度在375 g/L左右時(shí)，濾餅水分一般在25%以下，既能滿足產(chǎn)品水分的要求又能保證壓濾機(jī)的產(chǎn)能。目前研究在加壓過濾機(jī)給料泵管路上安裝濃度計(jì)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線調(diào)整入料濃度，確保壓濾機(jī)處理效率。
3. 3藥劑選型藥劑一般根據(jù)現(xiàn)場煤泥水特性進(jìn)行選擇，上灣選煤廠藥劑主要采用聚丙烯酰胺(PAM)和 聚 合 氯化鋁(PAC)，俗稱陰離子和陽離子，有 時(shí) 也 配 合 使用進(jìn)口藥劑以提高煤泥沉降的效果。上灣選煤廠目前形成了以國產(chǎn)藥劑單獨(dú)使用+國產(chǎn)和進(jìn)口藥劑混合使用的模式，其中用進(jìn)口液體陽離子代替國產(chǎn)陽離子可將藥耗降低到1/10，進(jìn)口陰離子降低至1/4，經(jīng)濟(jì)效果和沉降效果顯著。發(fā)生泥化時(shí)，上灣選煤廠完善了助濾劑添加設(shè)施，形成了長期使用聚合氯合鋁作為助濾劑的工藝，使其單次處理高灰細(xì)泥的時(shí)間由原來的500 s降至300 s，處理效率和能力提高了60%。
4結(jié)論1)加壓過濾機(jī)在用于煤泥處理時(shí)，應(yīng)根據(jù)煤泥性質(zhì)調(diào)整入料濃度、入料粒度組成、添加合適藥劑、改善煤泥水過濾特性，同時(shí)根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整壓濾機(jī)主軸轉(zhuǎn)速、工 作 壓 力，以達(dá)到壓濾機(jī)設(shè)計(jì)的處理效果。2)通過減 小 旋 流 器 錐 比，增加溢流中粗顆粒，使旋流 器 溢 流 中＞0．075 mm粒級(jí)物料累計(jì)產(chǎn)率從70．3%增至78．0%，而＞0．5 mm粒級(jí)物料產(chǎn)率從原來0．5%增至6．1%。，跑粗后＞0．5 mm粒級(jí)粗顆粒物料由1．3%提高到4．3%;＜0．075 mm粒級(jí)細(xì)物料從原來的69．2%降低到了46．9%，加壓過濾機(jī)的排料時(shí)間基本控制在240 s以內(nèi)。3)上灣選煤廠加壓過濾機(jī)入料濃度在375 g/L左右時(shí)，濾餅水分一般在25%以下，既 能 滿 足 產(chǎn) 品水分要求，又能保證壓濾機(jī)的產(chǎn)能。完善了助濾劑添加設(shè)施，形成了長期使用聚合氯合鋁作為助濾劑的工藝，使單次處理高灰細(xì)泥的時(shí)間由原來的500 s降至300 s，處理效率和能力提高了60%。
