introductory

新型Fine Coal Filter Press所采用的脫水工藝是集靜壓脫水、壓榨脫水、氣體置換脫水為一體的綜合脫水工藝。就整個綜合脫水工藝來講,靜壓脫水是前提,是脫水的基礎，屬于預備性脫水，決定最終濾餅水分的關鍵是壓榨脫水和氣體置換脫水的合理運用。但壓榨脫水和氣體置換脫水的脫水機理有很大區別，所以必須了解壓榨脫水和氣體置換脫水的脫水機理，這樣才能充分發揮壓榨脫水和氣體置換脫水的功能，最大限度地降低濾餅水分。

脫水機理的分析與討論

在壓濾脫水過程中,一般采用很高的流體靜壓來縮小濾餅的孔隙率，排出大部分水分。但在實際操作中，發現單純的提高流體靜壓力,脫水效果并不理想。

因為隨著壓力的增大，濾餅防隙率逐漸減小，濾餅孔隙的飽和度逐漸降低,當濾餅的飽和度接受剰余飽和度時，濾餅水分基本不再降低。實驗已經證明了這一點。

另外，分析濾餅的顯微結構,發現這時濾餅顆粒形成拱橋結構，這種拱橋結枸包含的水分很難用流體靜壓力排出。這種條件下，繼續降低濾餅水分必須施加更高的壓力，一般情況下，流體靜壓力靠給料泵實現,靠泵增大壓力并不容易實現，而且會造成設備投資大和運行成本高。單純的靜壓脫水，濾餅水分不能達到國家規定的精煤水分的要求。所以必須從改善濾餅過濾阻力考慮，采用壓榨脫水或氣體置換脫水才能進一步降低濾餅水分。

壓榨脫水的脫水機理。

refined coalfilter press壓榨作用的實現是靠隔膜擠壓濾餅減小濾餅孔隙率，從而降低濾餅水分。靜壓脫水后濾餅內形成一定的拱橋結構,通過隔膜擠壓能破壞拱橋結構。隔膜擠壓相當于在濾餅上形成二維剪切力。從二維方向破壞拱橋結構，從而可以改變濾餅的孔隙率。壓榨作用的實質是濾餅內部顆粒的重新排列，壓榨效果的好壞取決于濾餅的可壓縮性。浮選精煤有一定的可壓縮性，特別是細、粘的物料。所以對于浮選精煤的脫水采用壓榨脫水還是必要的。但是，由于浮選精煤中含有一些浮選藥劑，使濾餅顆粒表面形成一定的水化膜,另外，濾餅顆粒間形成毛細管中含有很多毛細水分,壓榨作用不能把這樣的水分排出。所以壓榨脫水也具有一定局限性。

氣體置換脫水的機理。

對于濾餅中的水化膜和毛細管中的水分可以利用氣體置換脫水排出。氣體置換脫水的機理是利用氣液兩相流的原理，很好地改善了濾餅的過濾阻力。通過科學給料管道引人壓縮氣體進入濾餅內部置換脫水，脫水機理如下：

a meter (measuring sth)1龍湖選煤廠浮選精煤的粒度組成

粒級/mm	0.5^0.25	0.25-0.125	0.125-0.074	0.074-0.045	QO45
灰份展	8.42	8.86	932	9.87	10.67
含量/%	21.24	4821	9.18	5.87	15,45
累積含量/%	21.24	69.45	78.63	84.50	100

氣一液界面作用。

當壓縮氣體壓力大于濾餅的毛細壓力時,壓縮氣體從濾餅最大孔隙進入，穿透毛細管把毛細管的水分置換出來。當壓縮氣體通過濾餅孔隙時，由于兩相流體的界面作用使部分吸附在毛細管表面的水分氣化，被壓縮氣體帶走。

另外,氣體在水中的溶解度隨壓強的增大而增大，溶解在水中的氣體進入濾餅后可以強化氣液界面作用，在顆粒表面析出，也可以帶走顆粒的表面水。

壓縮作用。

氣體對濾餅的壓縮作用就是在氣體壓力的作用下，濾餅中的小顆粒能夠填充大的孔隙,壓縮后的濾餅的孔隙率降低，水分也隨之降低。

實驗部分

對于目前浮選精煤壓濾脫水工藝，大多數是靜壓脫水、壓榨脫水、氣體置換脫水的綜合運用，但其中二種方式的聯合使用比較多,即使是三種方式的聯合使用，氣體置換脫水也只是用來凈化管道中殘留的料漿,簡單的壓縮一下濾餅，并沒有真正發揮氣體置換脫水的優勢本實驗主要研究壓榨脫水、氣體置換,脫水的效果及壓榨脫水和氣體置換脫水的優化組合。

實驗條件。

在同一壓濾條件下，料漿經流。體靜壓脫水后，進行氣體置換脫水和壓榨脫水。流體靜壓力值為0.6MPa,壓榨與氣體置換時間均為15s,壓力均為0.6MPa_o實驗煤樣采用龍湖選煤廠的浮選精煤。篩分化驗結果，見表1。

實驗結果與討論，實驗結果，見表2。

操作條件	1	2	3	4	5	6	平均
壓榨脫水/%	22.47	23.08	22.24	22.09	23.87	22.11	22.64
氣體置換脫水	22.05	21.64	22.13	21.86	21.42	21.63	21.78
先壓榨后氣體轉換脫水/》	21.23	20.56	20.18	20.64	20.06	21.14	20.63
先氣體置換后壓榨脫水/%	20.48	19.96	19.62	19.73	19.42	20.18	19.89

通過實驗可以看出:氣體置換脫水優于壓榨脫水，先氣體置換后壓榨脫水優于先壓榨后氣體置換脫水。通過實驗也發現,壓榨脫水時壓力不宜過大，一般在0.4~0.6MPa,否則濾板容易斷裂,氣體置換脫水時，壓力也不宜過大,一般在0.4~0.7MPa,否則也容易使濾板斷裂。

從實驗結果可以看出:先氣體置換后壓榨脫水效果好于先壓榨后氣體置換脫水的效果。

分析原因:靜壓脫水后,濾餅中形成自然的流體通道,這時候不破壞濾餅結構，壓縮氣體使顆粒表面的潤濕流體沿濾餅內部的流動的阻力最小,在有限的時間內能及時排出,有利于脫出水分,如果先壓榨破壞濾餅結構，濾餅顆粒重新排列，自然的流體流動通道被破壞，氣體置換脫水阻力增大不利于降低濾餅水分。

Fine Coal Filter Press的脫水工藝優化結果：靜壓脫水-氣體置換脫水一壓榨脫水。

concluding remarks

通過以上實驗與討論看出：壓榨脫水，氣體置換脫水的脫水機理不同，為了使精煤壓濾機發揮最好的脫水效果，最大限度的降低浮選精煤的水分，必須對壓榨脫水、氣體置換脫水進行比較分析，形成最佳脫水工藝。但氣體置換脫水的操作水平要求很高，不易把握，關于氣體置換脫水的機理、工藝還有待于進一步研究。

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Technical: 188517-18517

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