加壓過濾機處理細顆粒煤的實踐與改造

趙宏偉 張曉華 李乃玉 王小平

摘要：本文對大屯選煤廠原浮精脫水系統存在問題進行了分析，并通過調研、試驗得出了增設加壓過濾機的結論，同時針對加壓過濾機處理細顆粒煤使用過程中存在的泡沫虛、上餅薄、汽水分離器噴黑水等問題進行了改進、完善，達到了提高系統小時處理能力、降低精煤水分的目的，最終取得了巨大的經濟效益及社會效益。

關鍵詞：加壓過濾機 摻粗 消泡 改進 效益

中圖分類號：TD4622 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）10（b）-0086-02

大屯選煤廠位于江蘇省沛縣境內微山湖畔，是我國自行設計、施工和安裝的礦區型選煤廠。1982年9月投產，設計能力為180萬噸/年。2005年實施了在原跳汰再洗系統進行重介技術改造，改造后的重介系統可處理原煤180萬噸/年。2008年跳汰系統設備拆除，2010年對煤泥水系統進行了升級改造，現采用重介─浮選工藝，設備先進，自動化程度高，洗選主要產品是牌號為1/3焦煤的5級到14級精煤，洗水閉路循環居全國先進水平。

1 原浮精脫水系統存在的問題

大屯選煤廠重介系統改造完成后，主要解決了主洗系統的質量問題及通過能力，但是隨著礦區機械化采煤程度的提高，末煤含量也不斷提高，已由2007年底15.6%增加到現在的22%左右，浮選通不過、過濾通不過、精煤水分大的問題日益突出，系統的設備老化，維修量大，配件供應困難，生產能耗高，處理量小，安裝關系復雜，維修困難等諸多問題已越來越突出，已成為制約生產的“瓶頸”。2010年元月份浮選機改造完成后，系統小時處理能力還是維持在350t左右，過濾系統通不過，真空過濾機產品水分高達36%～40%，裝車中極易造成“竄倉”，已成為影響系統能力提升的主要因素，且嚴重威脅著安全生產。

2 改造的依據

經過我廠選煤、機電工程技術人員取樣深入設備廠家、同行業兄弟單位進行試驗考察，調研了淮北、淮南、邢臺等多個選煤廠，并多次進行比較和可行性研究，認為加壓過濾機自動化程度高，濾餅水分低，處理能力大，技術先進，可以考慮應用。2008年底，我廠3名工程技術人員采取了5t干煤泥，到萊蕪煤機廠進行了為期8天的工業性試驗，根據物料特性及生產工藝流程的實際情況，料漿濃度加清水調配為156g/L，200g/L、240g/L三種濃度條件進行試驗。依據試驗結果，最后決定用兩臺加壓過濾機代替原來的脫水設備。（如表1表2）

通過本次加壓過濾機對該浮選精煤的過濾試驗，可以看出，加壓過濾機用于我廠浮選精煤的固液分離是可行的，效果比較理想。

3 加壓過濾機的工作原理及特點

3.1工作原理

加壓過濾機是將過濾機置于一個封閉的加壓倉內，圓盤過濾機落料槽下有刮板輸送機，在機頭處裝有排料裝置。過濾的懸濁液由入料泵給入到過濾機的槽體中，加壓倉內充進一定壓力的壓縮空氣，在濾盤上，通過分配閥與通大氣的氣水分離器形成壓差，這樣，在加壓倉內內壓力作用下，槽體內的液體通過浸入懸濁液中的過濾介質排出，而固體顆粒被收集到過濾介質上形成濾餅，隨著濾盤的旋轉，濾餅經過干燥降低水分后，到分配閥的卸料區卸落到刮板輸送機中，由刮板輸送機收集到排料裝置中，這樣連續的運行，當達到一定量后，由排料裝置間歇排出機外，整個工作過程自動進行。（如圖1）。

3.2工作特點

盤式加壓過濾機是一種高效、節能、環保、能連續工作、全自動化的新型脫水設備，它真正地解決了盤式真空過濾機存在的生產能力低、濾餅水份高等弊病，但也存在輔助低壓風機功率高，耗電量大，同時加壓過濾機對入料粒度和濃度的變化反應較為敏感，處理量變化較大，根據浮選系統的特點，往往在剛開車的半小時內或浮選跑煤時，浮選精礦粒度細、濃度小，這時煤餅相對較薄，處理量小，這也是盤式過濾機的共同點。

4 加壓過濾機投入后存在的主要問題及解決措施

4.1加壓過濾機入料桶小，泡沫多，液位控制較難，經常冒料，且易造成泵不上料

措施：（1）增擴入料池的容積，由設計時的20m3擴大到80m3，增大了浮選的緩沖時間，避免因消泡槽頻繁高液位啟停浮選機，造成浮選操作不穩定。（2）利用條縫對泡沫可以產生剪切力，將氣泡變小，甚至消滅，在入料管的下方設計制作了消泡裝置。另外，利用機械消泡原理，還制作了雙葉輪消泡裝置。（3）浮選司機與加壓過濾機崗位及時溝通，調整藥劑量。

4.2加壓過濾機上餅薄，處理量小，排料周期有時高達5分鐘左右

措施：（1）因受空間位置的制約，不能直接用末精煤摻粗，只能根據上餅情況，適時將一小部分末精煤旋流器的溢流及振動脫水篩的篩下水直接引至浮選，以達到摻粗的目的。從表3和表4比較中可得知＞0.25mm的粒度組成摻粗后增加3倍多。（2）改造濾布，在原濾板上先安裝一層2mm孔徑的濾網，再安裝濾布，減少濾布和濾板的堵塞，提高反吹效果，同時也降低了濾布的消耗。（3）加強浮選操作，與加壓過濾機崗位勤溝通，及時調整藥劑量，做到不跑粗，不跑煤。

4.3汽水分離器的出氣管噴黑水，嚴重污染環境

措施：對加壓過濾機汽水分離系統進行設計，將汽水分離一段變為二段分離工藝，設計、加工一臺分離器布置安裝在原分離器的排氣管端，形成串聯，使排入大氣的氣體再進行一次汽水分離。

4.4由于浮精經加壓過濾機脫水后正常情況下水份在21%左右，且瞬時量較大，容易粘貼在刮板輸送機的底部及中下部，造成“飄鏈”現象，需中斷設備運行清理箱體，有時甚至導致刮板驟停，影響設備的安全及工作效率

措施：根據現場實際情況，在錨鏈下滑道的上部安裝了壓板，將軌道鋼彎曲成弧形，其上表面作為壓板的外弧，不僅可以有效的防止“飄鏈”，還可以盡可能的減少壓板與下滑間的摩擦力，保證設備的正常運行。

通過改造后，制約加壓過濾機正常運行的主要問題泡沫虛，泵不上料，汽水分離器噴黑水，上餅薄等已基本得到了解決。目前，加壓過濾機水分基本在21%左右，排料周期為120s左右，達到了預期效果。

5 改造后的效益

5.1經濟效益

（1）系統改造前浮精的水分為36%左右，改造后加壓浮精的水分降為21%左右，綜合精煤水分降低1%左右，按年生產精煤170萬噸，噸精煤的平均運費為90元/噸計算，則年減少運費：170×1%×90=153萬。

（2）系統改造前，原煤小時處理量平均為393t，每年可入洗185萬噸，改造后，原煤小時處理量增加到450t，每年入洗原煤237萬噸，按2011年噸煤收益67.51元計，則增加效益：（237-185）×67.51=3510.52萬元。

（3）兩者增加的效益合計為3816.52萬元。

5.2社會效益

（1）加壓過濾機投入使用后，精煤水分明顯降低，“竄倉”現象已無發生，為安全生產增加了保險，提高了企業抵御風險的能力，同時減少了運輸量，節省了運輸費用，降低了裝、卸車的難度。

（2）提高了我廠生產能力，也利于高產高效的實現，又減少了設備臺數和種類，簡化生產環節，方便操作和維護，提高了生產和工作效率，并為今后進一步擴大生產規模積蓄了后勁。