选煤压滤机

引 言

我国是世界上最大的煤炭生产国,由于采煤和选煤机械化程度的不断提高,煤泥量和细粒级选煤产品产量大幅增加,为煤泥水处理及煤泥脱水回收带来困难,导致细粒级产品脱水问题日益突出。

煤炭产品水分超标不仅会增加运输成本,还会影响后续煤炭产品的利用,如冶金、火力发电等。从经济效益上核算,煤炭水分每增加1%将消耗等价于降低煤炭4．5%灰分所产生的利润。有效降低精煤水分在为洁净煤技术发展提供突破的同时,还为企业带来直观的经济效益。压滤机是常用的精煤脱水设备,国内学者在压滤机应用方面做了较多工作。

1.0 选煤厂常用煤泥压滤设备

压滤机、加压过滤机、沉降过滤式离心脱水机、真空加压过滤机等是选煤厂煤泥脱水回收的主要设备,其中压滤机、加压过滤机、沉降过滤式离心脱水机最常用。压滤机是目前选煤厂细粒煤泥脱水回收的把关设备。压滤设备大致可分为板框式压滤机、带式压滤机、快开式隔膜压滤机以及一些特殊的新型压滤机。

1.1 板框式压滤机

板框式压滤机分为平板板框式压滤机和凹板板框式压滤机。两者之间的主要差别是滤室的结构不同。我国目前应用较多的是凹板板框式压滤机,通常称为厢式压滤机。

1.1.1 结构特点及工作原理

板框式压滤机主要由机身支架、滤板(包括动板、定板、中间滤板)、滤板压紧机构、拉开卸料装置、进料泵和电气控制系统等组成。影响压滤机压滤效果的因素主要有入料压力、入料性质、入料浓度、压滤机滤室厚度等。这些因素直接影响压滤循环时间、产品水分及处理量等。

板框式压滤机压滤过程主要有给入煤浆、加压过滤、卸落滤饼和冲洗滤布4个阶段。其中,加压过滤到卸落滤饼占整个循环时间的70%~75%,对整个循环时间影响最大。因此,如何缩短加压过滤到卸落滤饼的时间段是目前研究的重点。

1.1.2 应用现状

板框式压滤机具有较为广泛的应用领域,如利用其压滤特性处理油田开采形成的废渣,降低其直接外排带来的环境污染隐患。

1.2 快开式隔膜压滤机

在传统压滤机的基础上,根据现代过滤理论改进设计的快速隔膜压滤机作为新一代产品应运而生。KM型快速隔膜压滤机是国内最早研制成功并投放市场的快开式隔膜压滤机。快开式隔膜压滤机是普通厢式压滤机的更替产品,是非常适合煤泥脱水的过滤设备。

1.2.1 结构特点及工作原理

快开式隔膜压滤机采用厢式滤板和隔膜滤板(或隔膜板和隔膜板)交替排列的布置形式、多端口进料、快速拉开、自动卸料、多油缸同步压紧、PLC自动控制等技术,具有处理能力大、工作循环快、自动化程度高等特点。与传统的厢式压滤机相比,其突出的特点是隔膜板的应用。

快速隔膜压滤机一个工作循环可分为滤板合拢压紧、入料初步过滤、隔膜压榨脱水、加压穿流脱水、分组拉开卸料5个阶段。隔膜产生弹性变形挤压滤饼,进行二次压榨脱水;压榨脱水后,隔膜泵停止工作。高压风借助压力将滤饼毛细孔中的水分置换出来,这时主液压缸继续加压,进一步降低滤饼水分;通过拉开装置使滤饼分组拉开卸掉滤饼。

1.2.2 与传统厢式压滤机的技术对比

与传统厢式压滤机相比,快开式隔膜压滤机摆脱了仅靠入料压力使物料脱水的方式。快开式隔膜压滤机与厢式压滤机的技术对比。入料初期即过滤时间。当过滤期结束后,快开式隔膜压滤机放弃了继续压入料浆来降低滤饼水分的传统方法(厢式压榨时间),在过滤期结束时立即停止向压滤机继续注料,缩短了单循环时间,使过滤效率最佳化。为使滤饼进一步脱水,快开式隔膜压滤机一方面采用隔膜压榨挤压滤饼,破坏颗粒间的架桥,挤出残留在颗粒空隙间的滤液;另一方面,滤饼中的毛细水通过强气流穿流置换得到移除,降低了滤饼含水率(隔膜压榨时间)。

过滤过程结束后,快开式隔膜压滤机通过隔膜压榨对滤饼进行再次挤压,使滤饼含固率在短时间内大幅提升,与厢式压滤相比,不仅缩短了压滤时间,还提高了滤饼含固率。

快开式隔膜压滤机由于在传统压滤机基础上进行了强高压流体挤压脱水、隔膜压榨脱水以及通过强气流穿流滤饼脱水的改进设计,因此具有以下优点:①采用了二次隔膜压榨脱水工艺,滤饼水分低;

②采用主、从多缸同步压紧和控制技术,缩短了顶紧时间,提高了顶紧力,高压、大流量、快速进浆时不喷料;③采用多端口进料,进料速度快,使滤板受力更合理,成饼效果好;④采用独特的液压驱动、圆环链拉开滤板组及滤板快速分组拉开合拢机构,设备安全节能可靠,实现了快速卸料,保证了滤板快速、稳定地压紧。

1.2.3 应用现状

目前,快开式隔膜压滤机在全国选煤厂的应用较多,在济宁三号煤矿选煤厂、阳泉煤业集团二矿选煤厂和临涣选煤厂等各大选煤厂的应用效果良好。KX300/2000快开式压滤机在煤矿选煤厂投入使用后,煤泥水处理能力和处理效率得到改善,缩短了过滤循环时间,满足了选煤生产能力,优化了设备系统配置,提高了设备的自动化程度及运行的稳定性,提高了工作效率。

发展趋势

压滤设备向大型、高效、自动化方向发展。为减少设备台数和占地面积就需要在厂内配套单台处理能力大的大型压滤设备,该设备应具备对不同煤泥固液分离彻底,节能以及耐高压的特点。开发新型过滤介质。新型过滤介质可将整个过滤面分为若干小的过滤单元,且这些过滤单元表面的滤饼具有很好的成型效果,滤饼收缩不产生裂隙,可降低耗气量并保持压差稳定。研究工艺流程简化、无需入料预处理系统的连续压滤机。该压滤机能够独立完成物料的脱水和故障发生率低。提高压滤设备智能化程度。随着科技的不断进步,对压滤设备的智能化水平提出了更高要求,使设备同时具备自行诊断和解决故障的能力,保障了设备生产的连续性、稳定性和高效性。

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