超高壓壓濾機用于唐口選煤廠壓濾脫水的研究

車立潤 申 偲 孔令超

（山東能源西北礦業(yè)公司山東博選礦物資源技術(shù)開發(fā)有限公司，山東 濟寧 272000）

唐口煤業(yè)公司選煤廠共有兩套重介系統(tǒng)，年入洗能力分別為370 萬t 和230 萬t，煤泥產(chǎn)量約為80 萬t/a，按照每年生產(chǎn)330 d 計算，每天濕煤泥產(chǎn)量約2400 t（含水率為25%）。原壓濾車間采用6 臺型號為KZMG550/2000-U 壓濾機，過濾面積為550 m2，濾板數(shù)量為77 塊，壓緊壓力為20 MPa。壓濾后濕煤泥水分高達(dá)26%熱值較低，經(jīng)濟效益較低。且由于濕煤泥粒度小，黏性高，存在裝車運輸困難和環(huán)境污染等問題。

1 STC2000-10 型壓濾機結(jié)構(gòu)與工作原理

STC2000 系列壓濾機是集機、電、液于一體，技術(shù)水平先進(jìn)的分離機械產(chǎn)品[1-6]。它由五大部分組成：機架部分、過濾部分（料模濾板、水模濾板、濾布、膠皮）、拉板部分、液壓部分和電氣控制部分。

1.1 機架部分

機架部分是機器的主體，用以支撐過濾機構(gòu)，連接其他部件。它主要由止推板、壓緊板、油缸體和主梁等部件組成。機器工作時，油缸體內(nèi)的活塞推動壓緊板，將位于壓緊板與止推板之間的料模濾板、水模濾板、濾布、膠皮壓緊，以保證帶有壓力的料漿在濾室內(nèi)進(jìn)行加壓過濾。

1.2 過濾部分

過濾部分是由按一定次序排列在主梁上的水模濾板、料模濾板、夾在濾板之間的濾布、膠皮組成，料模濾板、濾布、膠皮與水模濾板的相間排列，形成了若干個獨立的過濾單元─濾室。由于濾布的作用，使固體留在濾室內(nèi)形成濾餅，濾液由水嘴(明流)排出。進(jìn)料結(jié)束后，啟動壓榨泵，打入高壓水，經(jīng)隔膜壓榨后，使濾餅里殘留的水分在壓榨壓力作用下，進(jìn)一步被榨出，形成干濾餅。

1.3 拉板部分

自動拉板系統(tǒng)由液壓馬達(dá)、機械手、傳動機構(gòu)、暫停裝置等組成。機械的自動換向靠PLC 設(shè)定的換向條件來控制，可分為自動與手動切換。鏈條安裝在封閉的金屬鏈槽內(nèi)，解決了因物料掉落或現(xiàn)場環(huán)境的腐蝕使鏈條卡死而導(dǎo)致拉板力不均勻、運行不平穩(wěn)的問題。

1.4 液壓部分

普通的壓濾機的加壓方式是合模后油缸就達(dá)到最大壓力，此時濾室沒有壓力，油缸所產(chǎn)生的推力完全由邊框承受。STC2000-10 型壓濾機采用動態(tài)衡壓的方法，讓油缸的壓力并不是在合模后就達(dá)到最大，而是隨濾室里的壓力變化而變化，它可以確保邊框的壓力只比濾室高1～3 MPa。當(dāng)設(shè)計的最大壓榨壓力為7 MPa 時，邊框所受的最大壓力也只有8～10 MPa。

1.5 控制系統(tǒng)

整機采用工控機自動控制，采用中央控制模式。單套裝置配置一套獨立的PLC 控制系統(tǒng)，可以現(xiàn)場操控，也可切換至遠(yuǎn)程操控。系統(tǒng)設(shè)置4 個主運行窗口（全自動運行模式），根據(jù)設(shè)備運行狀態(tài)，動態(tài)顯示裝置的運行進(jìn)度。

2 技術(shù)指標(biāo)

2.1 改造前壓濾車間試驗數(shù)據(jù)表

原壓濾車間壓濾煤泥小篩分試驗結(jié)果見表1。

表1 原壓濾車間壓濾煤泥小篩分試驗結(jié)果

原壓濾車間壓濾煤泥灰分、水分試驗結(jié)果見表2。

表2 唐口選煤廠壓濾煤泥灰分、水分檢測表

此次采樣的原壓濾車間壓濾煤泥主導(dǎo)粒級為-0.045 mm，占全樣的53.41%，該部分灰分最高，為37.87%。同時可以發(fā)現(xiàn)，該煤泥+0.045 mm 粒級的累計灰分為15.74%，遠(yuǎn)低于總樣灰分。

2.2 改造后壓濾車間脫水效果試驗數(shù)據(jù)表

新壓濾車間壓濾煤泥小篩分試驗結(jié)果見表3。

表3 新壓濾車間壓濾煤泥小篩分試驗結(jié)果

新壓濾車間壓濾煤泥灰分、水分試驗結(jié)果見表4。

表4 唐口選煤廠超高壓壓濾煤泥灰分、水分檢測表

此次采樣的超高壓壓濾煤泥主導(dǎo)粒級仍為-0.045 mm，占全樣的50.60%，該部分灰分也最高，為36.80%。同時可以發(fā)現(xiàn)，該煤泥+0.045 mm粒級的累計灰分為16.15%，遠(yuǎn)低于總樣灰分。

通過對原壓濾車間壓濾煤泥、超高壓壓濾煤泥小篩分及灰分、水分結(jié)果的分析可以得出以下結(jié)論：由原壓濾車間壓濾煤泥與超高壓壓濾煤泥小篩分?jǐn)?shù)據(jù)得出-0.045 mm 粒級所占比例高，細(xì)粒級多不利于脫水，改造后的超高壓壓濾車間壓濾后的煤泥水分可降低8%～10%。

3 結(jié)語

改造后采用4 臺STC 深腔高壓水壓濾機，替代目前在用的6 臺KZMG550/2000-U 壓濾機進(jìn)行脫水。STC 深腔高壓水壓濾機進(jìn)料壓力0.9 MPa，隔膜壓榨壓力3.5～4 MPa，理論濾餅含水率≤17%。過濾開始時，料漿在進(jìn)料泵的推動下，經(jīng)由各料模上的進(jìn)料口進(jìn)入各濾室內(nèi)，并借進(jìn)料泵產(chǎn)生的壓力進(jìn)行過濾。由于濾布的作用，固體留在濾室內(nèi)形成濾餅，濾液由水嘴(明流)排出。進(jìn)料結(jié)束后，啟動壓榨泵，打入高壓水。經(jīng)隔膜壓榨后，濾餅里殘留的水分在壓榨壓力作用下，進(jìn)一步被榨出，形成干濾餅，從而起到脫水的作用。煤泥超高壓壓濾提質(zhì)前后煤泥指標(biāo)見表5。

表5 煤泥超高壓壓濾提質(zhì)前后煤泥指標(biāo)

該項目總投資5380 萬元，總體可降低水分8%～10%，壓濾后濾餅水分≤17%。

效益估算：按照年入洗原煤390 萬t，超高壓脫水后煤泥平均價格比濕煤泥平均價格高約90 元。按照唐口平均產(chǎn)量及入洗量推算，年生產(chǎn)高壓脫水煤泥約70 萬t，年度可創(chuàng)效約6300 萬元。