选煤厂设计中的压滤机选型

2022/06/10 分类:技术文献 503

引言

压滤脱水是一种在矿浆泵产生的压力差作用下，使固、液两相构成的矿浆通过过滤介质（滤布），从而实现固液分离的脱水方法。由于该方法具有过滤强度高、滤饼水分低、滤液质量好等特点，在选煤厂煤泥水处理工艺中常作为小于0.5mm细粒级物料实现固液分离的有效途径。

1板框式压滤脱水的原理及特点

我国目前应用的多为凹板板框式压滤机，通常称为箱式压滤机。箱式压滤机主要组成有：固定尾板、活动头板、滤板、主梁、液压缸体和滤板移动装置。

选煤厂设计中的压滤机选型-板框厢式隔膜压滤机

压滤脱水原理见图1。每块滤板为中间凹槽结构，并且均由滤布包裹。压滤机工作时，利用活动头板上液压装置的推力将所有滤板压紧在头板和固定的尾板之间。每相邻滤板之间的凹槽压紧对合后形成一个封闭的滤室。矿浆借助给料泵给入被滤布包裹的滤室内，煤泥颗粒由于滤布的阻挡留在压紧形成的滤室内，滤液则通过滤布后再沿着滤板上布置的泄水沟排出机外。当所有滤室被煤泥填满后，不再有滤液流出，表明脱水过程已经完成，停止给料。利用液压系统将活动头板拉回原位，滤板移动装置，将滤板依次拉开。滤饼在重力作用下自然脱落，完成整个压滤过程。

整个压滤过程分为入料、脱水和排料三部

选煤厂设计中的压滤机选型-板框厢式隔膜压滤机

图1板框压滤机工作原理示意

分。压滤脱水作业是不连续排料工艺。压滤机脱水效果较好，滤饼水分一般在20%-28%,而且滤液中的固体含量很低，基本为清水，一般在0.01-0.1g/L,无需再处理即可作为循环水重复使用。在选煤厂工艺设计中，压滤机常常作为煤泥厂内回收和洗水闭路循环的把关设备被大量用来处理原生煤泥、浮选精煤、浮选尾煤。

2快开式隔膜压滤机的特点

快开式隔膜压滤机是在传统箱式压滤机工作原理基础上增加了快开功能和隔膜压榨功能，使得快开式隔膜压滤机的单个压滤循环用时更短,单台处理能力更大，滤饼水分更低。在相同入料条件下，快开式隔膜压滤机与传统箱式压滤机相比较，设备选用更少，空间占用更小，土建投资更低。

传统箱式压滤机只是依靠流体静压力进料挤压脱水，快开式隔膜压滤机在脱水阶段有了更大改变。在入料初期两种压滤机的工作过程相同。当过滤期结束后，传统箱式压滤机则继续向滤室内打入矿浆，此为过滤压榨期。但这时只在入料口附近有滤液流动，此时滤液流动方向发生变化，导致滤饼中颗粒压缩压力分布随之改变，从而降低了滤饼的含水率。但是快开式隔膜压滤机在过滤期终了后立即停止入料(传统箱式压滤机在这一期间过滤效率低、耗时长，占单循环时间60%-70%),从而大大缩短了单循环时间，提高了过滤效率。

快开式隔膜压滤机在压榨期不采用连续供料的方式实现进一步压榨脱水，而是釆用压缩空气充填隔膜，由隔膜变形所产生的双向压力破坏颗粒间形成的拱桥，将残留在滤饼颗粒空隙间的滤液挤出。隔膜压榨后，对滤饼再增加高压吹风操作，用强气流对滤饼中的毛细水进行穿流置换,进一步排出滤饼中残存的毛细水，最大限度地降低了滤饼水分。普通滤板及隔膜滤板脱水效率比快开式隔膜压滤机釆用的优化设计有：高压强进料挤压脱水、隔膜压榨脱水和强气流穿流滤饼脱水。在工艺和结构上具有以下优点：

大功率液压缸大面积均匀压紧，滤板受力更均匀，密封更好，且不喷料。大功率的变量泵液压站能减少油缸行程时间，缩短压滤机的循环周期。

设备从头部、尾部两头中心口同时进料，使得进料速度快，滤室布料均匀，成饼效果好。避免了单口进料的传统箱式压滤机布料不均匀、速度慢、滤腔容易缺料、滤板易损坏等问题。

优化滤板面设计，矿浆通流大，液阻小，滤液排出通畅，流量大。

滤板多段拉开，每段六块一次拉开，在保证生产效率的前提下，机体总长度较传统压滤机缩短1/3-1/4,节省占地。

釆用链传动拉开滤板、液压缸传动合拢滤板，既实现了快速卸料，又保证了滤板快速、可靠地压紧。这种拉开合拢设计使得卸料时滤板抖动，卸料更彻底；而合拢时滤板不抖动，避免了滤布折损问题，提高了生产效率。

采用优质进口单丝滤布，滤布与泥饼的接触面经股光处理，便于泥饼脱落；且滤布具有足够的强度及与泥质相适应的透气率，适合煤泥处理。此外有配套衬垫滤布支撑，延长了滤布的使用寿命。

3快开式隔膜压滤机的设计选型

设计中，压滤机的选型以《煤炭洗选工程设计规范》(GB50359-2005)作为依据。该规范中规定：“压滤机的处理能力宜按所处理物料的试验值选取，也可参照本规范中所提供数值选取……，或釆用厂家提供的保证值”。规范中所提供的保证值见表1。

设备名称	处理物料	入料浓度/g・”	处理能力/t•m^-2•h¹	产品水分M/%	工作压力/MPa
箱式压滤机	尾煤	350-500	0.01~0.02	22-26	0.25~0.35
箱式压滤机	煤泥	350~500	0.02~0.03	20-24	0.25~0.35
快开式隔膜压滤机	精煤	200-250	0.05~0.07	18~23	0.50~0.70
	煤泥	350-500	0.03~0.06	20-24	0.50~0.70

根据规范中所述“压滤机的处理能力宜按所处理物料的试验值选取”，但是由于获得煤样较为困难，而且试验条件不足很难做到按照试验数据选取。所以只能按照表1提供的数值进行计算。

根据表1计算结果获得的处理能力范围比较大，例如：处理原生煤泥，300m²快开式隔膜压滤机计算小时处理能力为9~18t干煤泥。这就给设备选型带来了较大的差异。

快开式隔膜压滤机的工作周期由以下五部分组成：滤板合拢压紧、进料一次脱水、隔膜压榨二次脱水、强气流反吹、滤板拉开卸料。在这五部分中除了“进料一次脱水”之外，其余四部分所用时间几乎和煤泥性质无关，也就是说这四部分所用时间是固定的。而“进料一次脱水”所用时间与入料浓度有关，但是目前压滤机入料泵一般选用的是流量为120-300m³/h的渣浆泵。在这样大的流量下，入料浓度在350g/L和500g/L时相比较，用时相差约2min左右。而整个压滤过程至少需要15min以上，实际现场测得的单循环时间见表2。所以入料浓度对入料时间的影响较小。

处理物料	平均单个循环用时/min
浮选精煤	15
原生煤泥	25
浮选尾煤	32

根据处理物料的不同，也可以按照下述方法计算快开压滤机的设备选型：

N=077(60×1.2F)

式中：N—设备台数，台；

Q——小时处理煤泥量(含水)，t/h；

T—处理物料单个循环时间，min；

V—所需机型的滤室总容积，m³/台。

例如：300m²快开式隔膜压滤机滤室容积为5.8m³,处理浓度为350g/L的原生煤泥时，快开式隔膜压滤机一个工作循环需要25min左右。这样在1h内可以完成2.4个循环，故1h内可排料体积为2.4×5.8m³=13.92m³。其中包含约25%的水分，所以每小时的干煤泥处理量为13.92m³x0.75×1.2t/m³=12.52t。

4快开式隔膜压滤机辅助设备设计中需要注意的事项

4.1压滤机下刮板机设计选型需注意的问题

刮板机尽量选择大槽宽型号，以增加压滤机下排料溜槽的角度，防止堵料；

刮板机尽量有2。的倾角并在尾部设置排污口，当清洗上部压滤机时能保证洗水及时排出；

刮板机的运输量应该不小于150t/h。由于压滤机为不连续排料设备，排料时间短，如果刮板机的运量按照工艺流程的数值进行选取则会造成堵料存料现象。

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