板框廂式隔膜壓濾機
引言
隨著采煤和選煤機械化程度的提高，煤泥量大幅增加，相應(yīng)細粒級選煤產(chǎn)品產(chǎn)量也大幅增加。細煤泥含量的提高給煤泥水處理及煤泥脫水回收、實現(xiàn)固液分離增加了難度。
1?板框過濾機在神東礦區(qū)選煤廠的應(yīng)用
板框壓濾機作為一種固液分離設(shè)備，主要用于煤泥脫水回收并實現(xiàn)固液分離，在選煤廠應(yīng)用廣泛。影響板框壓濾機工作效果的主要因素有閉合壓力、擠壓壓力、保壓時間、入料時間及入料性質(zhì)(主要是物料的密度、粒度分布、濃度、黏度、沉降速度等特性)。洗選中心大部分板框壓濾機小時處理量是設(shè)計量的82.7%，平均水分不合格率8.5%。
2?石圪臺選煤廠煤泥水處理系統(tǒng)
石圪臺選煤廠板框壓濾機主要處理矸石旋流器溢流、二級旋流器溢流、加壓過濾機和板框壓濾機濾液等高灰細泥煤泥水濃縮底流。具體工藝流程如圖1所示。
3.1細煤泥水分高
石圪臺選煤廠板框壓濾機產(chǎn)品水分達33%，主要原因是石圪臺選煤廠矸石易泥化以及板框壓濾機入料粒度過小。
3.1.1矸石易泥化
石圪臺選煤廠矸石存在嚴重的泥化現(xiàn)象，采用分選工藝為3mm濕法脫泥，＞13mm淺槽分選機分，選13～3mm采用重介旋流器分選，末煤精煤和矸石脫介篩下稀介質(zhì)混合后采用磁選機回收，磁選尾礦返回原生煤泥桶，導(dǎo)致矸石稀介質(zhì)中大量高灰細泥再次進入煤泥水系統(tǒng)循環(huán)。這部分矸石泥進一步泥化，進入濃縮池后，在壓濾過程中形成極難沉降和壓濾的矸石泥。
3.2.1粒度太細
板框壓濾機入料粒度太細不僅會影響產(chǎn)品水分，還會降低板框壓濾機的處理能力。粒度太細，入料過程中靠近濾布的煤泥迅速成餅，后續(xù)煤泥水分無法排出，成餅困難，在入料壓力達到設(shè)定值時，濾餅內(nèi)部仍含有大量水分。此時出現(xiàn)2種情況:①直接進入下一過程，每個濾腔內(nèi)的煤泥量較少，影響處理能力;②再次入料，增加濾腔內(nèi)的煤泥量，需要入料2次甚至更多，降低了板框壓濾機處理能力.。
3.2.2日常維護不到位
板框壓濾機日常運行維護項目較多，包括電氣、機械、液壓等系統(tǒng)，存在的問題主要有:濾布清洗不及時，導(dǎo)致機頭機尾傾斜，造成事故停車，甚至損壞設(shè)備，同時帶來安全隱患;崗位技能參差不齊，存在誤操作，導(dǎo)致設(shè)備損壞;檢修人員對設(shè)備掌握程度不足，發(fā)現(xiàn)問題不能及時處理，增加檢修時間，降低處理能力。
3.2.3 參數(shù)設(shè)置不合理
板框壓濾機隨使用時間增加，工作狀態(tài)和設(shè)計不一致，工作參數(shù)被修改。由于石圪臺選煤廠煤泥性質(zhì)發(fā)生變化，極細煤泥含量大幅增加，板框壓濾機入料特性發(fā)生變化，設(shè)定參數(shù)已無法適應(yīng)現(xiàn)在的工作狀況。
3.3細煤泥量大
現(xiàn)有板框壓濾機處理能力不能滿足細煤泥處理要求，與板框壓濾機本身處理能力降低的和選煤廠細煤泥量增大密切相關(guān)。選13～3mm采用重介旋流器分選，末煤精煤和矸石脫介篩下稀介質(zhì)混合后采用磁選機回收，磁選尾礦返回原生煤泥桶，導(dǎo)致矸石稀介質(zhì)中大量高灰細泥再次進入煤泥水系統(tǒng)循環(huán)［3］。這部分矸石泥進一步泥化，進入濃縮池后，在壓濾過程中形成極難沉降和壓濾的矸石泥。
3.1.2入料粒度過小
板框壓濾機主要處理細煤泥，但對煤泥粒度仍有一定要求，石圪臺選煤廠板框壓濾機主要處理矸石旋流器溢流、二級旋流器溢流、加壓過濾機和板框壓濾機濾液，＜0.045mm級含量達77.85%，導(dǎo)致擠壓過程中，靠近濾板部分成餅后，濾餅空隙很小，內(nèi)部水分排出困難，脫水難度增大，板框壓濾機產(chǎn)品水分升高。
- 2板框壓濾機處理能力低
石圪臺選煤廠板框壓濾機原處理能力為30t/h，現(xiàn)僅為20t/h，分析原因主要為粒度太細、日常維護不到位及參數(shù)設(shè)置不合理.。石圪臺選煤廠設(shè)計時細煤泥量為90t/h，由于煤質(zhì)發(fā)生變化，煤泥量增多，細煤泥量為145t/h，增加了61．11%，導(dǎo)致板框壓濾機處理能力不能滿足要求.。
- 1工作參數(shù)方面
4.1.1入料保壓時間
在其他參數(shù)不變的情況下，調(diào)整入料保壓時間，結(jié)果見表1。入料保壓時間越長，產(chǎn)品水分越低.。當(dāng)入料保壓時間超過4min時，水分降低的趨勢變緩。
4.1.2 擠壓壓力
在其他參數(shù)不變的情況下，調(diào)整擠壓壓力。擠壓壓力越大產(chǎn)品水分越低，當(dāng)超過700kPa時，降低趨勢減緩。
4.1.3 擠壓時間
在其他參數(shù)不變的情況下，調(diào)整擠壓時間。擠壓時間越長產(chǎn)品水分越低，當(dāng)超過5min時，降低趨勢減緩。
4.2 入料性質(zhì)
4.2.1 濃度分析
進行入料質(zhì)量濃度的優(yōu)化試驗，試驗前對可能的結(jié)果進行預(yù)測，首先是入料時間降低，但伴隨著入料量降低，濃度增大后來不及布滿濾腔就已成餅，導(dǎo)致入料不徹底，所以主要考慮對板框壓濾機處理能力的影響。
入料濃度越大，板框壓濾機處理能力越大，超過350g/L時，不能實現(xiàn)一次入料，導(dǎo)致入料時間增加，板框壓濾機整體處理能力降低。分析石圪臺選煤廠板框壓濾機入料主要有:矸石旋流器溢流、二級旋流器溢流、加壓過濾機和板框壓濾機濾液通過濃縮池沉降后的底流，從工藝方面提高入料濃度較為復(fù)雜，所以根據(jù)濃縮機耙子扭矩確定池底煤泥量，確定開啟板框壓濾機的臺數(shù)，提高入料濃度。電機的電流體現(xiàn)耙子扭矩的大小。
分析可知，摻粗量越大，產(chǎn)品水分越低，最低降到27.46%，較改造前的32.00%降低了4.54%。可以看出，摻粗比例越大，入料時間越短，能夠在入料過程通過空隙排出更多的水，保證一次入料的煤泥量，減少入料次數(shù)和入料時間，但隨著摻粗比例增加，煤泥中粗顆粒增多，成餅難度增大，卸料困難，卸料時間加長，尤其是摻粗比例達100%時，工人勞動強度增大，危險性增加。
因此，從處理能力的提升方面分析，應(yīng)采用摻粗比例為75%，即摻粗管道開度維持在75%。
助濾劑的使用。在摻粗和最優(yōu)工作參數(shù)的條件下，向板框壓濾機入料中添加一定量的助濾劑，產(chǎn)品水分從26．46%降到了25.67%，向板框壓濾機入料中添加一定量的助濾劑確實能降低產(chǎn)品水分，但隨著加入量增加，即加藥閥門開度的增大，產(chǎn)品水分降低到一定程度后就不再明顯降低。加藥管道閥門開度50%的情況下產(chǎn)品水分達到了25.73%，隨著開度繼續(xù)增大，產(chǎn)品水分從25.73%降到25.67%，降低0.06個百分點，效果不明顯，所以助濾劑加藥管道開度定為50%最合理。
4.3人員技能
由熟練掌握操作技能的老工人，制作板框壓濾機日常運行維護課件并講解，要求全場人員定期培訓(xùn)和實操練習(xí)。檢修主任對板框壓濾機日常運行的問題進行分類匯總并進行普及，做到出現(xiàn)問題及時分析并采取檢修措施。
結(jié)論
針對加壓過濾機工作進行參數(shù)優(yōu)化，并改造系統(tǒng)優(yōu)化入料性質(zhì)，使板框壓濾機的小時處理量由20．0t/h提高到24．2t/h，產(chǎn)品平均水分由33．78%降到30．46%，達到了項目預(yù)期目標。改造優(yōu)化后，石圪臺選煤廠陽離子使用量降低了2%，陰離子使用量降低了3%，預(yù)計每年可節(jié)約藥劑成本約6萬元。介耗由0．73kg/t降為0．69kg/t，噸入選原煤平均結(jié)余0．04kg，年節(jié)約介質(zhì)費用24萬元。板框壓濾機濾餅平均水分可降低3．32%，石圪臺選煤廠年產(chǎn)細煤泥145t/h，通過加權(quán)平均計算可推知，混煤的平均發(fā)熱量可提升75．36kJ/kg，預(yù)計年增收200萬元。
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