幾種細(xì)粒煤脫水設(shè)備的選用

摘#8195;要 我國在細(xì)粒煤脫水設(shè)備研究方面取得了一定的進(jìn)展，但如何合理地選用是一個值得探討的問題。本文就幾種常用細(xì)粒煤脫水設(shè)備的優(yōu)缺點(diǎn)，脫水效果，適用條件，設(shè)備的投資，選煤廠應(yīng)用情況等方面予以了淺述。

關(guān)鍵詞 細(xì)粒煤；設(shè)備；脫水；選用

中圖分類號 TD 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1673-9671-(2012)031-0174-02

選煤是煤炭行業(yè)生產(chǎn)中提高煤炭產(chǎn)品質(zhì)量必不可少的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，是綜合利用有限的煤炭資源、節(jié)約煤炭資源和保護(hù)環(huán)境的有效途徑，近年來，隨著采煤綜合機(jī)械化程度的提高和選煤廠煤炭分選過程機(jī)械化程度的提高，原生煤泥和次生煤泥量都有所增加，加大了選煤廠產(chǎn)品中煤泥的含量。尤其是用煤造成的環(huán)境污染已成為制約經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素，做好煤炭利用前的洗選加工是使用煤排放的污染物總量得到有效控制的最經(jīng)濟(jì)、最有效的途徑。在洗選前將煤炭破碎使煤和矸石、黃鐵礦先行解離是使煤炭得到有效分選的前提，產(chǎn)生的次生煤泥更增加了煤泥的

總量。

我國目前已建成的選煤廠絕大部分都是濕法選煤廠，細(xì)粒煤、煤泥水分的高低是影響產(chǎn)品煤最終水分高低的重要因素。對于煉焦用煤，精煤水分高，會增加熱能消耗，延長焦化時間，降低焦?fàn)t產(chǎn)率，縮短煉焦?fàn)t使用壽命；對于動力用煤，精煤水分高，會增加熱能消耗，降低煤炭產(chǎn)生的熱值，加大煤炭用量，影響動力設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)；在運(yùn)輸時，精煤會隨著水分滲出而流失，既浪費(fèi)寶貴的能源資源，又污染環(huán)境，尤其在冬季寒冷的地區(qū)，會發(fā)生凍車皮事故，嚴(yán)重影響車皮的周轉(zhuǎn)率，給鐵路運(yùn)輸造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。因此，煤炭洗選后降低出廠精煤水分的關(guān)鍵是搞好細(xì)粒煤、煤泥的脫水！細(xì)粒煤脫水設(shè)備選擇適宜，既可節(jié)省設(shè)備投資，又可使生產(chǎn)過程便于管理。為此就幾種煤炭洗選常用的細(xì)粒煤脫水設(shè)備的選用做一個淺述。

1 幾種細(xì)粒煤脫水設(shè)備的選用

目前選煤廠普遍采用圓盤式加壓過濾機(jī)；水平帶式真空過濾機(jī)；新型精煤壓濾機(jī)；和沉降過濾式離心脫水機(jī)、過濾型離心脫水機(jī)等離心設(shè)備；以及煤泥濾餅成型干燥等技術(shù)進(jìn)行細(xì)粒煤的脫水。

1.1 圓盤式加壓過濾機(jī)

圓盤式加壓過濾機(jī)是將一臺盤式過濾機(jī)裝入一個密閉的加壓倉中，工作時加壓倉內(nèi)充以一定壓力的壓縮空氣，在濾布兩側(cè)形成一個正壓差，通過壓縮空氣擠出濾餅縫隙中的水，經(jīng)過濾、脫水、卸餅等工序后實現(xiàn)固液分離。過濾機(jī)連續(xù)地將濾餅卸落到壓力倉內(nèi)底部的刮板輸送機(jī)上，集中運(yùn)到密封排料倉，排料倉采用雙層閘板結(jié)構(gòu)，既保證倉內(nèi)壓力不下降，又及時將濾餅排出。該設(shè)備具有過濾速度快、濾餅水分低、處理能力大、噪音低、能耗少等特點(diǎn)。

加壓過濾機(jī)的選用主要是確定設(shè)備的過濾面積和使用臺數(shù)，確定設(shè)備的過濾面積和使用臺數(shù)最根本的條件是處理量，即-0.5 mm級煤泥的總量。而其處理能力除與工藝條件有關(guān)外，與被過濾物料的特性如密度、顆粒形狀、濃度、粘度、沉降速度等密切相關(guān)。加壓過濾機(jī)的最大特點(diǎn)是成餅速度快，一般僅需6 s～10 s，而一旦成餅，在工藝上很難調(diào)整，因此，對物料特性的變化異常敏感。依據(jù)目前加壓過濾機(jī)在各廠的實際生產(chǎn)情況，其處理能力通常情況為：處理浮選精煤為0.5 t/m2·h～

0.8 t/m2·h，處理原生煤泥為0.3 t/m2·h～0.6 t/m2·h。

該設(shè)備用于過濾細(xì)粒煤，比傳統(tǒng)使用的盤式真空過濾機(jī)濾餅水分平均低10個百分點(diǎn)左右，基本保證了選煤廠出廠精煤水分不超標(biāo)。其自動化操作水平比較高，整機(jī)（包括部分輔機(jī)）由計算機(jī)控制，運(yùn)行情況通過不同的畫面直觀顯示，啟動、運(yùn)轉(zhuǎn)、停止及特殊情況下的短時等待均為自動操作，液位、料位自動調(diào)整和控制，并可自動報警及自動停止運(yùn)轉(zhuǎn)等功能，還可根據(jù)實際情況修改程序以滿足不同用戶的要求。

但是該設(shè)備以間歇方式排料，以致不能具備較大的處理能力，很難滿足細(xì)粒煤泥含量較大時的脫水任務(wù)。特別是其龐大的空間體積和巨大的重量，使得在工業(yè)廠房的建設(shè)和設(shè)備的布置中遇到了很多難題。而且這種設(shè)備的市場價格比較昂貴，輔助設(shè)備也很多，導(dǎo)致初期建設(shè)資金投資量很大。

1.2 水平膠帶式真空過濾機(jī)

水平膠帶式真空過濾機(jī)是使被過濾的物料在固定真空箱的真空吸力作用下，物料借重力散落在固定真空箱上面的同步運(yùn)行的水平膠帶的濾布上，固體物料被截留，液相通過濾布、膠帶和真空箱排出的一種煤泥真空過濾脫水設(shè)備。大顆粒首先沉降在濾布表面形成覆蓋層，這樣既不易堵塞濾布，增加了濾餅的透氣性，又降低了過濾阻力，其最大特點(diǎn)是不象其他細(xì)粒煤脫水設(shè)備對入料粒度要求嚴(yán)格，適用于0～3mm粒級物料的過濾。能夠?qū)崿F(xiàn)重力和真空負(fù)壓力組合脫水，具有入料在水平膠帶上呈粗、細(xì)煤泥自然分層、過濾速度快、真空區(qū)利用率高、卸餅徹底等

特點(diǎn)。

在設(shè)備選型時，首先要明確要處理的煤泥量以及濾餅要達(dá)到的水分指標(biāo)、入料粒度組成、入料濃度后再確定過濾帶的長度和寬度。帶速是影響生產(chǎn)能力的操作因素，在實際使用過程中應(yīng)根據(jù)濾餅水分要求和生產(chǎn)能力限度來操作。在使用過程中，當(dāng)入料粒度組成中-0.074 mm粒級含量超過40%時，生產(chǎn)能力有所下降，入料濃度低于450g/L也影響生產(chǎn)能力，實際生產(chǎn)能力在0.3 t/m2·h～0.8 t/m2·h之間。

水平膠帶式真空過濾機(jī)比同等條件下使用的圓盤式真空過濾機(jī)的產(chǎn)品低5～8個百分點(diǎn)；濾液中固體含量平均為10 g/l。但是其同樣存在難以克服的體積龐大和重量巨大的缺陷，和價格昂貴的問題。使得許多中小選煤廠沒有足夠的能力來購買和使用。

1.3 新型精煤壓濾機(jī)

新型精煤壓濾機(jī)是利用壓力泵或壓縮空氣，將預(yù)先準(zhǔn)備好的煤漿壓入由相鄰兩塊濾板組成的密閉濾室中，使濾布兩邊形成壓力差，濾液透過濾布排出濾室而濾餅則被截留在濾布上，來實現(xiàn)固液分離。新型精煤壓濾機(jī)集流體靜壓力過濾、隔膜剪切擠壓過濾和強(qiáng)氣壓穿流過濾為一體。其脫水過程分三個階段：1）高壓強(qiáng)的流體靜壓力過濾脫水，主要排出濾餅顆粒間的游離水和部分空隙水；2）二維變向剪切壓力過濾脫水，旨在破壞在靜壓力過程中所形成的濾餅定型空隙，改變顆粒拱橋的幾何結(jié)構(gòu)，重新排列濾餅顆粒布序狀態(tài)；3）采用強(qiáng)氣壓穿流脫水，用壓縮空氣強(qiáng)氣壓流穿透濾餅顆?？紫?，運(yùn)載濾餅顆?？障吨械氖Ｓ嗨?，可大幅度降低細(xì)粒煤產(chǎn)品水分。三個過程完成后可使濾餅水分達(dá)到16%～18%。

按照板框式壓濾機(jī)的經(jīng)驗計算，當(dāng)處理尾煤、煤泥時，處理能力分別為0.01 t/m2·h～0.015 t/m2·h和0.01 t/m2·h～0.02 t/m2·h，因此，根據(jù)細(xì)粒煤的量來初步確定壓濾機(jī)的結(jié)構(gòu)參數(shù)，當(dāng)設(shè)備的結(jié)構(gòu)參數(shù)確定之后，設(shè)備能否達(dá)到設(shè)計的處理能力取決于被過濾物料的特性和操作條件，其中入料濃度、過濾工作壓力和過濾時間等是影響生產(chǎn)能力的主要因素。根據(jù)相關(guān)研究，入料濃度每提高10%，設(shè)備可增加處理能力15%～18%，壓濾時間減少，濾餅水分降低。在可能的情況下，加強(qiáng)工藝設(shè)計，盡量提高入料的濃度，使設(shè)備發(fā)揮較好的作用。提高入料壓力，可縮短過濾時間，又可降低濾餅水分。入料濃度和入料壓力直接影響濾餅水分的高低，如不改變?nèi)肓蠅毫腿肓蠞舛?，僅靠延長過濾時間達(dá)不到降低濾餅水分和提高過濾處理能力的目的。

但由于此種設(shè)備需要強(qiáng)大的空氣壓縮裝置，必須為其配置較大型的空氣壓縮機(jī)和相關(guān)輔助設(shè)施，相應(yīng)地增加了工廠的人員數(shù)量和管理上的難度。

1.4 沉降過濾式離心脫水機(jī)

沉降過濾式離心脫水機(jī)是一種連續(xù)生產(chǎn)的固液分離設(shè)備，其工作原理是：當(dāng)物料進(jìn)入離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓內(nèi)，在離心力的作用下，物料中的固體顆粒沉降在轉(zhuǎn)鼓的內(nèi)壁上，而液體和少量難沉降的微細(xì)顆粒從溢流口排除，成為離心液。固體顆粒由螺旋送到過濾段。由于螺旋和轉(zhuǎn)鼓之間有一定的轉(zhuǎn)差，物料得以進(jìn)一步脫水，最終產(chǎn)品從排料口排出。

沉降過濾式離心脫水機(jī)在選煤廠中主要應(yīng)用于浮選精煤和原生煤泥的回收與脫水。其工作效果主要受到離心強(qiáng)度、離心機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)、入料性質(zhì)等影響，尤其是當(dāng)入料中-0.045 mm粒級含量超過40%時，產(chǎn)品水分和離心液濃度迅速增加，固體產(chǎn)率和脫水效果明顯下降。

在同樣物料條件下，沉降過濾式離心脫水機(jī)產(chǎn)品水分比加壓過濾機(jī)、真空過濾機(jī)和壓慮機(jī)均要低，而且處理能力較大，具有滿意的應(yīng)用效果。

但由于沉降過濾式離心脫水機(jī)是選煤設(shè)備相對精度比較高的設(shè)備，所以其對制造過程的精度要求較高，在我國由于受制造精度、加工工藝和材料、研制水平等方面影響，設(shè)備質(zhì)量弱于國外同類型設(shè)備，在選煤廠運(yùn)行過程中事故率較高，維修保養(yǎng)費(fèi)用較高，影響了其在我國選煤廠的推廣和應(yīng)用。

但綜合上講，沉降過濾式離心脫水機(jī)是一種高效的脫水設(shè)備，只要我們加大科研投入，提高制造精度，保證質(zhì)量，降低維護(hù)費(fèi)用，本著其脫水效果好、設(shè)備轉(zhuǎn)動平穩(wěn)，振動小，噪聲低等優(yōu)點(diǎn)，必將在我國有著良好的推廣應(yīng)用前景。

1.5 過濾型離心脫水機(jī)

過濾型離心脫水機(jī)，其工作過程是濕煤通過入料口，進(jìn)入篩籃和螺旋刮刀之間后，在高速旋轉(zhuǎn)的篩籃所產(chǎn)生的離心力的作用下，水和小的顆粒透過物料層，穿過篩網(wǎng)排出，而煤粒則保持在篩網(wǎng)內(nèi)側(cè)，利用螺旋刮刀與篩籃之間的轉(zhuǎn)速差，螺旋刮刀將精煤從篩面上刮下。用于2～0mm的煤過濾脫水時，當(dāng)入料中-0.125 mm含量低于50.0%，入料濃度介于50%～75%之間的情況下，產(chǎn)品外在水分9.5%～11.00%，脫水效果好，設(shè)備轉(zhuǎn)動平穩(wěn)，振動小，噪聲低，對粗煤泥脫水效果良好，對緩解選煤廠后續(xù)煤泥水處理系統(tǒng)的壓力，實現(xiàn)洗水澄清和煤泥水閉路具有主要意義，經(jīng)濟(jì)效益和社會效益顯著。

1.6 煤泥濾餅成型干燥技術(shù)

煤泥濾餅成型干燥技術(shù)在北方的濕法選煤廠中有一定的應(yīng)用。選煤廠為使洗水閉路循環(huán)，普遍采用壓濾機(jī)回收煤泥，壓濾機(jī)回收的煤泥具有粒度細(xì)、熱值低、水分高、粘度大、儲運(yùn)差等特性，在處理和利用上存在一定的難度，一旦煤炭市場的有所變化，作為商品煤外銷十分困難，因此煤泥已成為制約選煤生產(chǎn)和污染環(huán)境的一大問題。

煤泥濾餅的成型、干燥技術(shù)，使之粒度和水分滿足商品動力煤的質(zhì)量要求，從而解決大量煤泥產(chǎn)品出路問題。該技術(shù)所采用的煤泥濾餅碎干機(jī)集煤泥定量破碎、定量給料、穿流干燥脫水和螺旋排料功能于一體，再配以燃燒爐、鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、除塵器和測控柜等輔助設(shè)備，構(gòu)成進(jìn)料為濕煤泥濾餅，出料為碎干產(chǎn)品的完整生產(chǎn)系統(tǒng)。其中碎干產(chǎn)品的水分（能滿足水分<13%）和粒度可通過一系列碎干工藝參數(shù)的調(diào)整來控制，可有效地保證碎干產(chǎn)品滿足一定的質(zhì)量要求，給儲、裝、運(yùn)帶來方便。該機(jī)最大的特點(diǎn)是既能滿足塑粘性煤泥濾餅干燥脫水，又能使碎干產(chǎn)品滿足一定的質(zhì)量要求。

需要注意的是由于碎干工藝是壓濾回收煤泥的后續(xù)作業(yè)，因此，在配置濾餅碎干工藝時，需要充分考慮與壓濾機(jī)的工作制度相匹配，以免煤泥濾餅再落地，給生產(chǎn)操作帶來不利的影響。

在設(shè)備選型時，應(yīng)以壓濾機(jī)的煤泥濾餅生產(chǎn)量來初步確定干燥設(shè)備的型號規(guī)格，此外還要考慮干燥設(shè)備的入料水分以及干燥后的產(chǎn)品水分，以確定設(shè)備在單位時間內(nèi)需要蒸發(fā)的水量。對于干燥介質(zhì)的溫度，由于受設(shè)備材質(zhì)以及煤泥性質(zhì)的限制，宜在450℃±50℃。由于各種物料的特性有所差異，為使設(shè)備在實際生產(chǎn)上運(yùn)轉(zhuǎn)正常，發(fā)揮好的作用，宜在對被干燥的煤泥特性分析的基礎(chǔ)上，進(jìn)行中間試驗，以保證設(shè)備選型的合理性、經(jīng)濟(jì)性。

煤泥濾餅的成型、干燥技術(shù)可使煤泥副產(chǎn)品增值為商品動力煤；選煤廠可實現(xiàn)由洗水閉路循環(huán)到煤泥全部回收利用的二次飛躍，完善選煤工藝，杜絕煤泥落地，改善廠區(qū)環(huán)境，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

2 結(jié)論

綜合上述選煤廠常用細(xì)粒煤脫水設(shè)備效果的比較，可以看出各種技術(shù)都有著各自的優(yōu)勢，因此也就造成了以上幾種設(shè)備在現(xiàn)場都有一定范圍的應(yīng)用。

細(xì)粒煤脫水設(shè)備的選用是一個極其復(fù)雜的工作過程，應(yīng)該根據(jù)企業(yè)的具體情況、入料的性質(zhì)、產(chǎn)品市場定位等各方面綜合分析，靈活選出一種適合本廠的細(xì)粒煤泥脫水設(shè)備。

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作者簡介

王彥噸 （1981—），工程師，2004年畢業(yè)于中國礦業(yè)大學(xué)，礦物加工工程專業(yè)，從事選煤廠設(shè)計工作至今。