壓濾機(jī)是一種耗能低，處理能力高，脫水效果好，入 料范圍寬的脫水設(shè)備之一，廣泛應(yīng)用于污水處理、選礦等行業(yè)。隨高效壓濾技術(shù)的發(fā)展，壓濾機(jī)的脫水效果 遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于從前，呈替代加壓過濾機(jī)的趨勢。這是由于加壓 過濾機(jī)的自身缺陷(不適應(yīng)極細(xì)粒，能耗高，處理能力小， 維護(hù)困難等)，更重要的是壓濾機(jī)的脫水效果大幅度提高， 弱化了加壓過濾機(jī)的優(yōu)勢。但現(xiàn)階段的精煤壓濾機(jī)的 脫水效果并不突出。選型時若對入料性質(zhì)的研究不足，配 件與工藝參數(shù)選擇不好，脫水效果必不理想。隨選煤廠生 產(chǎn)能力的提高和工藝改進(jìn)，也會導(dǎo)致原壓濾機(jī)的不能適應(yīng) 新狀況。這就需要對原壓濾機(jī)進(jìn)行改造，因而對壓濾機(jī)實 際具備脫水能力的技術(shù)進(jìn)行深入分析是必要的。

壓濾機(jī)脫水措施的效果分析

壓濾機(jī)主要脫水措施有泵送擠壓、隔膜壓榨、反吹、 穿流等。其中泵送擠壓脫水為早期廂式壓濾機(jī)的基本脫水 方式，通過泵將物料送人過濾室內(nèi)，并利用持續(xù)的泵壓推 擠物料使之脫水。這也是目前壓濾機(jī)的基本人料方式之一。 但由于泵送壓力有限，難以達(dá)到更好的脫水效果。多個濾板或隔膜板相互擠靠形成濾腔，高水含量煤漿由泵通過入料 管送入濾腔內(nèi)部，閥門開啟時，泵送持續(xù)給料會將水分通過濾布從濾板上的孔隙中流出。當(dāng)濾腔內(nèi)積存物料 后，水分的流動將受到阻礙，這時就需要提高泵的壓力， 以利于水分的排除。當(dāng)泵壓達(dá)到極限時，將不能繼續(xù)脫水。

隔膜壓榨

隔膜壓榨是將高壓氣體或液體通入具有彈性的隔膜 板內(nèi)部，使隔膜外鼓，擠壓 由泵送擠壓過程初步形成的 高水分濾餅，以達(dá)到進(jìn)一步 脫水的目的。壓力的提高和壓榨介質(zhì)的填充速度加快，會進(jìn)一步縮 短壓榨時間。設(shè)濾餅顆粒之間充滿水，且固體顆粒不會透 過濾布，壓榨開始至結(jié)束后濾餅體積的減少百分比0為壓 縮率，壓榨前濾餅視體積為y，其水分為M，濾餅質(zhì)量為 m，煤的真密度為艿，水的密度為P。。則： 壓榨前，濾餅中水的質(zhì)量m．=mM； 壓榨后，水的質(zhì)量減少△m為：Am=p。·AV=p0K； 壓榨后，水的質(zhì)量m。為：m，=m，一Am=mM-p。K； 壓榨前后，煤餅干煤質(zhì)量m。均為：m。=m(1一M)。可見壓榨后濾餅的水分肘。是壓榨前水分M和壓縮比0 的函數(shù)。當(dāng)壓濾機(jī)入料結(jié)束后，M為定值，此時隨著0的 提高，M。減小。式(3)完全可以擴(kuò)展到整個循環(huán)過程中， 此時肘為人料水分，0為整個過程的煤泥水體積減小量。 若取濾餅密度為P。，則其比重即為K=p。／p。，代人式(1) 可得： 壓縮比與壓榨壓力、壓榨時間有關(guān)和壓榨前濾餅的特 性有關(guān)。若認(rèn)為顆粒不被壓碎，可知只有當(dāng)濾餅顆粒達(dá)到 最緊密堆積時，壓縮比達(dá)到最大值0。設(shè)顆粒間空隙占物 料堆積體積的百分?jǐn)?shù)為顆粒空隙率礦，濾餅的視密度為一， 堆積密度為6。，則空隙率：盯=(6．一6。)／8。。在最緊密堆 積時必然有最小的空隙率盯。，通過提高隔膜壓力的方式提高壓縮比，最終將因濾餅 顆粒存在最緊密堆積而達(dá)到極限。達(dá)到極限后，顆粒問形 成堅固的骨架，繼續(xù)提高壓力將難以進(jìn)一步提高壓縮比， 除非將顆粒壓碎，但將對設(shè)備(尤其是濾板)造成很大的 損害。 若取壓榨前濾餅水分為30％，干煤的比重為1．3 g／cm3，最小間隙率為15％，則通過式(6)計算得到的最大 壓縮比為24％，若取壓榨后的實際壓縮比為10％，濾餅比 重為1．29／cm3，則通過式(4)可得到壓縮10％后的水分為 23．6％，效果明顯。

反吹

反吹是將入料管中的高水分煤泥用高壓風(fēng)噴吹回入料 桶的工序，以進(jìn)一步降低水分和減少人料管殘存的高水分 煤泥污染濾餅為反吹工序。 設(shè)濾板外沿厚度為d，濾餅的厚度為￡，中心孔面積為 S，濾室單側(cè)面積為S，，濾餅水分為肘，假設(shè)人料管中殘存 物料全部為水。入料管中水的質(zhì)量m。=podS；濾餅的質(zhì)量 me=pcV c 2p。s。Lo以中心管中全部是水為前提，故AM為通過穿流 最大可降低水分。s，約為．s的100倍(2．5m板中心孔徑約 為15cm)，d約為L的兩倍，P。約為P。的1．2倍，若M= 30％，可根據(jù)式(7)計算得到AM=1．18％。實際上通過反 吹可以降低的水分更少，說明反吹的主要目的是防止中心 孔高水分煤泥污染濾餅，而非脫水。已壓榨結(jié)束的不同壓濾機(jī)的濾餅比重相差不大，若認(rèn) 為其濾餅比重K不變，則可繪制出△肘與吼之間的關(guān)系 曲線如圖4所示。可見，隨著濾餅中心孔體積比凰的增 加，反吹的效果越差。同一臺壓濾機(jī)K，確定，知 AM與肘呈負(fù)相關(guān)線性關(guān)系。可見只有在經(jīng)過其他工序后 得到的濾餅水分較低時，反吹才具有一定程度的效果。考 慮到式(8)的分母很高，其效果也不會太明顯。

穿流

穿流是指將高壓風(fēng)從濾板角孔或入料孔吹人，氣流經(jīng) 過濾餅從濾板的出液孔排出，同時帶走顆粒間水分。即為穿流工序。壓榨過程的后期由于顆粒間的骨架支撐作用，繼續(xù)增加壓縮比所 需要的壓力和時間將非常高，而達(dá)到最大壓縮比時，則不 能再通過壓榨來降低水分了。此時通過穿流可以進(jìn)一步降水。且經(jīng)過穿流后，濾餅粘聯(lián)性降低，使其更易松散破碎， 而提高摻配均勻性。降低水分的大小，與穿流所能夠吹出 的空隙水有關(guān)。在理想狀況下，認(rèn)為將顆粒間空隙水和外 層的吸附水全部由穿流風(fēng)帶走，則此時濾餅的水分應(yīng)當(dāng)為 最高內(nèi)在水分MHC。 氣流吹入濾餅，能夠吹空的顆粒間空隙總量與濾餅的 密實程度有關(guān)。若濾餅密封程度不均勻，氣流會從較疏松 的地方漏出，而不會穿過所有空隙。過高的密實程度則會 導(dǎo)致濾餅將濾孔完全密封。因此壓榨過程不應(yīng)該將濾餅壓 的過于緊密，應(yīng)當(dāng)保證濾餅具有一定的松散程度。

現(xiàn)場實踐

現(xiàn)場很難即時檢測濾餅壓縮比，因而也就不能據(jù)此進(jìn) 行壓濾機(jī)的實時調(diào)節(jié)。而穿流過程氣流通過濾餅受到的影 響非常復(fù)雜，現(xiàn)有技術(shù)條件也不能實時準(zhǔn)確地得出其吹空 的顆粒間空隙。根據(jù)人料的濃度、流量以及時間計算出總 壓縮比，可以獲得濾餅充滿濾腔的時間點(diǎn)，也就是停止入 料并進(jìn)行隔膜壓榨的時間點(diǎn)。這需要高準(zhǔn)確度的濃度檢測 儀器做支撐。總之，對已知煤泥樣品的壓濾脫水效果預(yù)測和對已有壓濾機(jī)工 作狀況的評價，并在高固含量物料濃度實時檢測取得突破 后，可實現(xiàn)壓濾機(jī)入料截止工序的自動控制，從而減輕工 人的工作壓力。

現(xiàn)場實驗介紹

選煤廠為無煙煤選煤廠，改造后浮選精 煤利用兩臺快開式隔膜壓濾機(jī)進(jìn)行脫水，得到精煤泥產(chǎn)品與末 精煤摻配后銷售。但濾餅水分高(高于27％，甚至達(dá)到30％)， 濾餅結(jié)塊夾心現(xiàn)象嚴(yán)重(圖3改造前)，摻配難度大。為提高脫 水效果，需對原設(shè)備工藝條件進(jìn)行以下改造。

1)濾布：原濾布比阻過大，會使得濾餅體積壓縮難度 增大，相同壓榨壓力下的壓縮比不足，濾餅水分降低困難， 而且易粘附濾布，改用透氣率較大的緞紋濾布后，脫餅效 果明顯變好，工人勞動強(qiáng)度大大減少，而濾液質(zhì)量未惡化。

2)壓榨壓力：該廠所用隔膜板抗壓能力強(qiáng)。可在極高壓 力下(1MPa)反復(fù)壓榨1萬次以上，而原系統(tǒng)設(shè)計的壓榨壓力 僅為0.6MPa，實際使用時為0.5MPa，且壓力不能進(jìn)行調(diào)節(jié)。 故額外增設(shè)一臺空壓機(jī)，將壓力提高至o.7一o.MMPa。

3)操作工序：原操作工序為先反吹后壓榨，表內(nèi)壓由 0.6MPa迅速降低至0.2MPa以下，而后緩慢提升，在壓榨 結(jié)束時，表壓為0．5Mh左右。這說明實際壓榨過程的平均 壓力達(dá)不到0．5MPa。由于反吹的降水能力要比隔膜壓榨低 非常多，而原操作工序，使腔內(nèi)卸壓過多的直接結(jié)果就是 壓榨能力上不去，壓縮比低。因此將原工序改為先壓榨后， 表壓在壓榨階段最低為0.6MPa，并很快穩(wěn)定在0.7～ 0.85MPa(終壓)。

3)助濾劑：添加助濾劑可以優(yōu)化煤泥水中顆粒間的空 間構(gòu)架，形成很好的松散堆積結(jié)構(gòu)，從而降低濾餅的脫水難度。現(xiàn)場實驗添加的助濾劑為低分子量聚丙烯酰胺 與聚合氯化鋁。

改造結(jié)果分析

現(xiàn)場實踐結(jié)果，可見在壓榨壓力0.85MPa時， 濾餅水分降低到22.4％，效果最為明顯；而壓力為 0.76MPa時濾餅水分降低了1.5％；在配合助濾劑的情況 下，濾餅水分降低了2.6％，可見助濾劑對降低濾餅水分有較明顯的效果。但在實驗過程中發(fā)現(xiàn)助濾劑會使單循環(huán)入 料時間延長。經(jīng)分析認(rèn)為是由于助濾劑使煤泥水粘度提高， 而入料泵能力不足。

結(jié)論

1.壓濾機(jī)脫水效果均可以統(tǒng)一到脫水前后物料的體積壓縮比上，壓縮比越高，水分越低。

2.隔膜壓榨的脫水效果明顯，但受到濾餅堆積狀態(tài)的影響，存在極限。

3.反吹的脫水效果很低，主要目的是避免中心管中殘存高水分煤泥污染濾餅。

4.壓濾機(jī)合理的操作工序為先進(jìn)行隔膜壓榨工序而后反吹，防止腔內(nèi)卸壓過多。

5.助濾劑可以提高壓濾機(jī)的脫水效果，但需要注意添加助濾劑后會提高煤漿粘度，若入料泵能力不足將延長單循環(huán)時間。