前言

田莊選煤廠使用XMZGFK300/1500-UB快開(kāi)式隔膜壓濾機(jī)對(duì)平均粒度在0.25mm左右的浮選精煤進(jìn)行脫水，該設(shè)備具有產(chǎn)品水分低、能耗低和處理量大等優(yōu)點(diǎn)。在推廣節(jié)能減排的理念下，精煤壓濾機(jī)以低能耗的優(yōu)勢(shì)在田莊選煤廠處于試運(yùn)行階段。該壓濾機(jī)所采用的脫水工藝是集靜壓脫水、反吹風(fēng)和壓榨脫水為一體的綜合脫水工藝。

1脫水環(huán)節(jié)及存在問(wèn)題的分析

現(xiàn)在廠內(nèi)使用的壓濾過(guò)程為：進(jìn)料、反吹、壓榨、放氣、卸料。在使用過(guò)程中主要出現(xiàn)濾板中心孔積精煤煤泥水的現(xiàn)象，該問(wèn)題的產(chǎn)生主要在靜壓脫水、反吹風(fēng)和壓榨脫水3個(gè)環(huán)節(jié)上。

1.1靜壓脫水

浮選精煤通過(guò)離心泵打入各濾板之間形成的濾室內(nèi)，并借助離心泵產(chǎn)生的壓力實(shí)現(xiàn)物料的第1次脫水。在該過(guò)程中，由于很強(qiáng)的流體靜壓縮小濾餅的空隙率，而排出大量的水分，但是隨著靜壓的逐漸增大，濾餅脫水效果不太理想。除此之外，靜壓脫水的時(shí)間長(zhǎng)短對(duì)濾餅水分也有較大影響。在靜壓壓力和浮選精煤礦漿濃度合適且保持不變的情況下：進(jìn)料時(shí)間相對(duì)較短時(shí)，在完成1個(gè)工作過(guò)程后形成的濾餅較薄，水分高于產(chǎn)品所要求的上限。但在此種情況下，由于進(jìn)料時(shí)間短，中心孔內(nèi)存留的煤漿較少，反吹效果較好；進(jìn)料時(shí)間合適時(shí)，形成的濾餅水分合格（約在22%左右）且濾餅厚度合適，但由于進(jìn)料時(shí)間有所增加，中心孔內(nèi)存留的煤漿相對(duì)較多，反吹效果較差；進(jìn)料時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，濾餅水分略微降低且濾餅較厚，但中心孔易被堵死,反吹無(wú)效果。

1.2反吹風(fēng)

達(dá)到合適的進(jìn)料量后停止進(jìn)料，并使用高壓風(fēng)從頭板將中心孔處的煤漿反吹回入料桶中。生產(chǎn)過(guò)程中，由于壓風(fēng)機(jī)組產(chǎn)生的風(fēng)壓不足且穩(wěn)定性差，導(dǎo)致反吹風(fēng)風(fēng)壓低及反吹持續(xù)時(shí)間短，從而不能將中心孔內(nèi)的大量積煤全部反吹回入料桶中，一定量的煤泥水仍然留在中心孔內(nèi)部。將反吹風(fēng)壓增大,對(duì)中心孔處的濾布磨損很大，濾布易損壞；設(shè)備本身存在不足，在液壓軸壓緊濾板的過(guò)程中，濾板會(huì)向上上移10mm左右，而且越靠近頭板處上移越明顯。因此導(dǎo)致中心孔不是一條真正的直線，在反吹過(guò)程中，從頭板吹出的風(fēng)會(huì)隨中心孔形成的變形直線發(fā)生小角度偏移，所以不僅對(duì)中心孔處的濾布造成損害，而且降低了反吹風(fēng)效率。

1.3壓榨脫水

壓榨風(fēng)管向隔膜板的隔膜里充氣，隔膜膨脹,靠隔膜擠壓濾餅減小濾餅孔隙率而實(shí)現(xiàn)第2次脫水。靜壓脫水后濾餅內(nèi)形成一定的拱橋結(jié)構(gòu)，通過(guò)隔膜擠壓能破壞拱橋結(jié)構(gòu)。隔膜擠壓相當(dāng)于在濾餅上形成二維剪切力。從二維方向破壞拱橋結(jié)構(gòu)，從而改變?yōu)V餅的孔隙率，其實(shí)質(zhì)是濾餅內(nèi)部顆粒的重新排列。但在壓榨過(guò)程中，中心孔周圍濾餅的一部分濾液會(huì)流入中心孔內(nèi)無(wú)法排出，只有在拉板卸料的過(guò)程中才會(huì)隨著濾餅從中心孔流出，因而就使中心孔內(nèi)存留了部分濾液。

從上述分析可知，在入料濃度穩(wěn)定不變時(shí)，進(jìn)料擁有1個(gè)最合適的時(shí)間，不僅使得濾餅水分合格，而且保證了生產(chǎn)效率最大化。但與此同時(shí)，中心孔反吹不徹底，拉板卸料時(shí)大量煤泥水從中心孔溢出，不僅會(huì)增加濾餅水分，煤漿附著在濾板上易使濾板在工作時(shí)出現(xiàn)“冒料”現(xiàn)象，而且還會(huì)導(dǎo)致下方運(yùn)輸膠帶容易打滑的情況發(fā)生。

2解決問(wèn)題方案

基于上述中心孔積煤的3個(gè)環(huán)節(jié)的原因分析，制定了以下3種解決方案：

方案1：進(jìn)料-壓榨-反吹-放氣-卸料。

方案2：進(jìn)料-反吹-壓榨-放氣-反吹-卸料。

方案3：進(jìn)料-反吹-壓榨-反吹-放氣-卸料。

對(duì)上述3種方案在相同條件下進(jìn)行多次重復(fù)試驗(yàn)，筆者總結(jié)了該3種方案各自的優(yōu)缺點(diǎn)，詳述如下。

方案1：先壓榨后反吹，可以較好地緩解中心孔積煤的現(xiàn)象，但在壓榨壓力的作用下，會(huì)使中心孔內(nèi)的水進(jìn)入到濾餅中，導(dǎo)致濾餅水分有所提高,而且如此操作還很容易造成濾板之間冒料，壓濾機(jī)運(yùn)行不穩(wěn)定。

方案2：實(shí)施2次反吹，壓榨前反吹1次，放氣后反吹1次。雖然次數(shù)多了1次，但是2次反吹總時(shí)間與方案1的反吹時(shí)間相同。隔膜板放氣后，濾板之間形成的反吹通道不能實(shí)現(xiàn)密封，第2次反吹使部分濾液反吹進(jìn)濾餅與濾布之間。該方案可以緩解中心孔積煤的現(xiàn)象，但效果不太理想，而且在程序設(shè)置上増加了1個(gè)操作環(huán)節(jié)，操作復(fù)雜。

方案3：實(shí)施2次反吹，壓榨前后各反吹1次，反吹時(shí)間與方案2相同。在壓榨后不放氣的情況下直接反吹，能保證中心孔形成的反吹通道密封，濾液不易從濾板之間的縫隙處流出，使第2次反吹效果很好。該方案有效地解決了中心孔積煤的現(xiàn)象，不僅使中心孔周圍濾餅水分降低，而且濾餅脫屏率好，不易出現(xiàn)冒料，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定。但是在程序設(shè)置上增加了1個(gè)操作環(huán)節(jié)，操作復(fù)雜。

根據(jù)以上分析，選定方案3進(jìn)行具體試驗(yàn)。

3實(shí)驗(yàn)部分

入料濃度不變時(shí)，經(jīng)化驗(yàn)得到該濃度條件下濾餅的最佳水分，從而確定相應(yīng)的進(jìn)料時(shí)間。

在入料濃度、進(jìn)料時(shí)間保持不變和濾餅水分基本保持一致的情況下，壓榨時(shí)間180s,反吹分壓5MPa。選定1臺(tái)運(yùn)行正常的精煤壓濾機(jī)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，確定用2號(hào)精煤壓濾機(jī)。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)。壓濾機(jī)壓榨過(guò)程的主要參數(shù)詳見(jiàn)表1。

組數(shù)	反吹次數(shù)	進(jìn)料時(shí)間/S	濾餅水分/%			平均水分/%	反吹時(shí)間/S		中心孔積煤濾板數(shù)/塊
1	1	380	25.6	26.8	26.2	26.2		15	53	55	55
2	1	380	27.3	24.9	25.1	25.8		25	49	47	53
3	1	380	26.6	25.3	27.7	26.5		35	45	45	44
4	2	380	23.2	21.9	24.0	23.0	15	15	5	7	5
5	2	380	22.5	23.7	23.9	23.4	10	10	6	6	5

數(shù)據(jù)分析。將第1組與第4組數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)在每次反吹時(shí)間相同的情況下，反吹2次比反吹1次的中心孔積煤濾板數(shù)大大減少，較為明顯地改善了中心孔積煤的現(xiàn)象。把反吹1次的反吹時(shí)間增加到25s、35s,即第2組、第3組數(shù)據(jù)所示，雖然中心孔積煤濾板數(shù)有所降低，但效果很差，仍然沒(méi)有從根本上解決問(wèn)題。將2次反吹的每次反吹時(shí)間縮減到10s,試驗(yàn)得第5組數(shù)據(jù)，與第4組數(shù)據(jù)相比，每次反吹僅10s,也能達(dá)到非常好的效果。從節(jié)能減排的角度來(lái)看，每次反吹10s比每次反吹15s共減少10s的反吹時(shí)間，節(jié)約了能源，所以第5組數(shù)據(jù)比較理想。

總結(jié)

針對(duì)XMZGFK300/1500-UB快開(kāi)式隔膜壓濾機(jī)在田莊選煤廠的選精煤脫水中的應(yīng)用及其中心孔存在積煤的問(wèn)題，探討了靜壓脫水、反吹風(fēng)和壓榨脫水對(duì)脫水效果的影響。由分析可知，新設(shè)備精煤壓濾機(jī)在使用過(guò)程中凸顯濾板中心孔積精煤煤泥水的現(xiàn)象，不僅使產(chǎn)品質(zhì)量受影響，而且給生產(chǎn)帶來(lái)了很多麻煩。經(jīng)過(guò)多次反復(fù)試驗(yàn)，在操作上多加1次反吹風(fēng)，進(jìn)料-反吹-壓榨-反吹-放氣-卸料，非常明顯地改善了中心孔積煤的現(xiàn)象，提高了設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中的穩(wěn)定性，使產(chǎn)品水分得到保障，即通過(guò)對(duì)靜壓脫水、反吹風(fēng)和壓榨脫水組合方式的優(yōu)化，有效地解決了田莊選煤廠中心孔積煤的問(wèn)題，從而提高了精煤壓濾機(jī)的脫水效果。

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