降低選煤廠精煤水分的探討

郭偉杰

(晉能控股煤業(yè)集團煤炭洗選精煤分公司燕子山選煤廠，山西 大同 037000)

煤炭質量指標除了發(fā)熱率，水分也較為重要。當煤炭含量的水分高，會影響煤炭的熱能，對于天氣較冷的地區(qū)，在冬季會造成運輸困難，無論從哪方面考量，都將會影響企業(yè)的經濟效益。所以，對于精煤水分含量超標的選煤廠而言，降低水分是亟待解決的問題。

1 精煤水分存在的原因

精煤中的水分包括化合水、結合水、毛細管水以及自由水分，對于前兩者而言，單純的物理方法無法對其產生影響，所以此次研究降低水分指的是毛細管水與自由水分。自由水存在于煤炭的大孔隙間，由于受到重力的作用，去除效果明顯。但是煤炭顆粒的孔隙之間存在的主要為毛細管水，現有的脫水方式可以將大量的毛細管水除去，但不能完全除去。結合選煤廠的實際工藝流程及設備情況，降低精煤產品水分，應當從脫除毛細水分和自由水分入手。

(1)離心機脫水過程

離心機是選煤廠重要的脫水設備，利用高速旋轉產生的向心力進行固液分離。精煤進入離心機的篩藍中，離心機運行過程中，沉淀物被留在轉子的篩面上，精煤內的水分則由篩面間的孔隙被甩出。整個過程依靠篩面與顆粒物的間隙，倘若間隙較大，排除水分較多，反之，脫水效果受到影響，可見，改變顆粒的大小結構將提高脫水的效果。

(2)壓濾機脫水過程

壓濾機是進行煤泥分離的主要設備，在壓濾工段運行的過程中，涉及到脫水的環(huán)節(jié)有以下幾個工藝：一是在高壓強的作用下，利用流體靜壓力將水分脫出；二是采用二維變向剪切壓力過濾脫水；最后一個階段與第一階段類似，同樣是在強壓力作用下，只是第三個階段利用的是穿流壓力[1]。所以在這個階段，顆粒之間的間隙、壓力設定都是影響的重要因素，所以對于壓力與入料方式的調整，都是改善精煤脫水效率不高的方向。

2 降低精煤水分的對策

鑒于以上脫水過程會對脫水效果造成較大影響，所以從離心機與壓濾機兩個設備工藝入手：

(1)調整離心機孔徑

在多次試驗中發(fā)現，離心機的篩籃孔徑不同對于脫水效果不盡相同。當篩籃的孔徑調整為0.5 mm時，離心機脫水后水分含量最優(yōu)達到15%。及時調整煤泥旋流器組運行參數，將煤泥離心機入料調至最佳狀態(tài)，調整篩籃與刮刀之間的間隙至3～5 mm，達到最佳脫水效果[2]。以及對精煤脫水篩篩板及時維修更換，同時對離心脫水機進行監(jiān)護維修，及時更換損壞的篩籃，防止跑粗，避免影響后續(xù)的工藝。

(2)調整離心機振幅

選煤廠所使用離心機型號不同，振幅設置的數據不同，會影響物料的脫料效果。所以，將振幅設置在一個合理的范圍區(qū)間內，可以有效的避免離心機篩籃被粘性物料所附著，每一次距離的調試，需要在多次試驗的基礎上，觀察、測定水分。當離心機的振幅被調大時，設備震動加強，可能會帶來另外一些問題，諸如減振裝置、密封環(huán)、篩籃等部件的過度破損等。所以為了平衡二者的優(yōu)勢與缺點，可以選擇利用增加橡膠彈簧的方式，設置基座，將振幅產生的作用力傳遞到基座上，達到二次減震的目的。

(3)優(yōu)化離心機給料方式

離心機給料的方式如圖1中虛線部分所示，這樣的入料方式導致A、B兩側的入料并不均勻，在實際運行的過程中，通過長時間的觀察，發(fā)現經常發(fā)生A側的物料更多，那么便會造成離心機的偏振受力不平衡，兩端的脫水效果也會有所差異。所以通過將料管的尾部進行上彎的處理，為的是平衡A、B兩側物料，如圖1中料管處的實線部分。但是在實際改造過程中，整個料管的長度、傾斜程度與彎度都應該微調，保證物料順暢的流入A、B兩側。通過改造之后的觀察，可以有效地緩解A、B兩側入料不均勻的現狀[3]。

圖1 離心機溜槽改造示意圖Fig.1 Schematic diagram of modification of the clay tank of a centrifuge

通過以上工藝、設備的改造，通過測量改造前后數據的對比，發(fā)現精煤水分的含量有所降低，可見具有一定的可行性。

表1 改造前后水分含量對比Table 1 Comparison of clean coal moisture before and after filter press

(4)調整壓濾機工藝

對于壓濾機而言，對精煤脫水產生影響的外在設備問題包括，濾板是否變形、密封膠條是否齊全等，應該進行定時的檢修與維護，對于變形嚴重的濾板及時跟換，這是保證壓濾機脫水效果的基本操作。此外，濾布的材質與更換頻率也是影響脫水效果的重要因素，比如單絲濾布的過濾效果就會優(yōu)于復合材質的濾布[4]。另外，及時的清洗與更換濾布，都將會提高壓濾機過濾水分的效果。

另外，更新壓濾機也是一種有效的方法。設備較老舊的壓濾機，各種功能不足以保證生產指標的合格，可以選擇更換功能更好的壓濾設備。比如浮選精煤隔膜快開壓濾機，該壓濾機是由一家河南湯陰機械制造公司與中國礦業(yè)大學化工學院聯合研制。

圖2 浮選精煤壓濾機結構簡圖Fig.2 Structure diagram of flotation clean coal filter press

其雙面壓濾、雙面過濾的特點將會大大降低精煤的水分含量，而且濾板采用高分子聚乙烯材料，該種材料不易被粘性物料堵塞，使用周期長；并且該隔膜能夠實現高壓強流體進料、強氣流風吹濾餅，有效降低精煤水分含量，并且得到的濾液可以進行循環(huán)利用，同時利于卸餅，杜絕噴料現象[5]。精煤隔膜快開壓濾機脫水工藝指標先進，動力消耗小，維修量小，運行穩(wěn)定可靠，是一種有效而經濟的浮選精煤脫水設備。

3 結 語

降低選煤廠精煤水分需要從多方面協同作用，而且應該在不斷的嘗試中觀察試驗，以得到最優(yōu)的改造方案，精煤水分的降低提高了產品的合格率，從宏觀角度而言，會提高企業(yè)的經濟效益。