加压过滤机处理细颗粒煤的实践与改造

赵宏伟 张晓华 李乃玉 王小平

摘要：本文对大屯选煤厂原浮精脱水系统存在问题进行了分析，并通过调研、试验得出了增设加压过滤机的结论，同时针对加压过滤机处理细颗粒煤使用过程中存在的泡沫虚、上饼薄、汽水分离器喷黑水等问题进行了改进、完善，达到了提高系统小时处理能力、降低精煤水分的目的，最终取得了巨大的经济效益及社会效益。

关键词：加压过滤机 掺粗 消泡 改进 效益

中图分类号：TD4622 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）10（b）-0086-02

大屯选煤厂位于江苏省沛县境内微山湖畔，是我国自行设计、施工和安装的矿区型选煤厂。1982年9月投产，设计能力为180万吨/年。2005年实施了在原跳汰再洗系统进行重介技术改造，改造后的重介系统可处理原煤180万吨/年。2008年跳汰系统设备拆除，2010年对煤泥水系统进行了升级改造，现采用重介─浮选工艺，设备先进，自动化程度高，洗选主要产品是牌号为1/3焦煤的5级到14级精煤，洗水闭路循环居全国先进水平。

1 原浮精脱水系统存在的问题

大屯选煤厂重介系统改造完成后，主要解决了主洗系统的质量问题及通过能力，但是随着矿区机械化采煤程度的提高，末煤含量也不断提高，已由2007年底15.6%增加到现在的22%左右，浮选通不过、过滤通不过、精煤水分大的问题日益突出，系统的设备老化，维修量大，配件供应困难，生产能耗高，处理量小，安装关系复杂，维修困难等诸多问题已越来越突出，已成为制约生产的“瓶颈”。2010年元月份浮选机改造完成后，系统小时处理能力还是维持在350t左右，过滤系统通不过，真空过滤机产品水分高达36%～40%，装车中极易造成“窜仓”，已成为影响系统能力提升的主要因素，且严重威胁着安全生产。

2 改造的依据

经过我厂选煤、机电工程技术人员取样深入设备厂家、同行业兄弟单位进行试验考察，调研了淮北、淮南、邢台等多个选煤厂，并多次进行比较和可行性研究，认为加压过滤机自动化程度高，滤饼水分低，处理能力大，技术先进，可以考虑应用。2008年底，我厂3名工程技术人员采取了5t干煤泥，到莱芜煤机厂进行了为期8天的工业性试验，根据物料特性及生产工艺流程的实际情况，料浆浓度加清水调配为156g/L，200g/L、240g/L三种浓度条件进行试验。依据试验结果，最后决定用两台加压过滤机代替原来的脱水设备。（如表1表2）

通过本次加压过滤机对该浮选精煤的过滤试验，可以看出，加压过滤机用于我厂浮选精煤的固液分离是可行的，效果比较理想。

3 加压过滤机的工作原理及特点

3.1工作原理

加压过滤机是将过滤机置于一个封闭的加压仓内，圆盘过滤机落料槽下有刮板输送机，在机头处装有排料装置。过滤的悬浊液由入料泵给入到过滤机的槽体中，加压仓内充进一定压力的压缩空气，在滤盘上，通过分配阀与通大气的气水分离器形成压差，这样，在加压仓内内压力作用下，槽体内的液体通过浸入悬浊液中的过滤介质排出，而固体颗粒被收集到过滤介质上形成滤饼，随着滤盘的旋转，滤饼经过干燥降低水分后，到分配阀的卸料区卸落到刮板输送机中，由刮板输送机收集到排料装置中，这样连续的运行，当达到一定量后，由排料装置间歇排出机外，整个工作过程自动进行。（如图1）。

3.2工作特点

盘式加压过滤机是一种高效、节能、环保、能连续工作、全自动化的新型脱水设备，它真正地解决了盘式真空过滤机存在的生产能力低、滤饼水份高等弊病，但也存在辅助低压风机功率高，耗电量大，同时加压过滤机对入料粒度和浓度的变化反应较为敏感，处理量变化较大，根据浮选系统的特点，往往在刚开车的半小时内或浮选跑煤时，浮选精矿粒度细、浓度小，这时煤饼相对较薄，处理量小，这也是盘式过滤机的共同点。

4 加压过滤机投入后存在的主要问题及解决措施

4.1加压过滤机入料桶小，泡沫多，液位控制较难，经常冒料，且易造成泵不上料

措施：（1）增扩入料池的容积，由设计时的20m3扩大到80m3，增大了浮选的缓冲时间，避免因消泡槽频繁高液位启停浮选机，造成浮选操作不稳定。（2）利用条缝对泡沫可以产生剪切力，将气泡变小，甚至消灭，在入料管的下方设计制作了消泡装置。另外，利用机械消泡原理，还制作了双叶轮消泡装置。（3）浮选司机与加压过滤机岗位及时沟通，调整药剂量。

4.2加压过滤机上饼薄，处理量小，排料周期有时高达5分钟左右

措施：（1）因受空间位置的制约，不能直接用末精煤掺粗，只能根据上饼情况，适时将一小部分末精煤旋流器的溢流及振动脱水筛的筛下水直接引至浮选，以达到掺粗的目的。从表3和表4比较中可得知＞0.25mm的粒度组成掺粗后增加3倍多。（2）改造滤布，在原滤板上先安装一层2mm孔径的滤网，再安装滤布，减少滤布和滤板的堵塞，提高反吹效果，同时也降低了滤布的消耗。（3）加强浮选操作，与加压过滤机岗位勤沟通，及时调整药剂量，做到不跑粗，不跑煤。

4.3汽水分离器的出气管喷黑水，严重污染环境

措施：对加压过滤机汽水分离系统进行设计，将汽水分离一段变为二段分离工艺，设计、加工一台分离器布置安装在原分离器的排气管端，形成串联，使排入大气的气体再进行一次汽水分离。

4.4由于浮精经加压过滤机脱水后正常情况下水份在21%左右，且瞬时量较大，容易粘贴在刮板输送机的底部及中下部，造成“飘链”现象，需中断设备运行清理箱体，有时甚至导致刮板骤停，影响设备的安全及工作效率

措施：根据现场实际情况，在锚链下滑道的上部安装了压板，将轨道钢弯曲成弧形，其上表面作为压板的外弧，不仅可以有效的防止“飘链”，还可以尽可能的减少压板与下滑间的摩擦力，保证设备的正常运行。

通过改造后，制约加压过滤机正常运行的主要问题泡沫虚，泵不上料，汽水分离器喷黑水，上饼薄等已基本得到了解决。目前，加压过滤机水分基本在21%左右，排料周期为120s左右，达到了预期效果。

5 改造后的效益

5.1经济效益

（1）系统改造前浮精的水分为36%左右，改造后加压浮精的水分降为21%左右，综合精煤水分降低1%左右，按年生产精煤170万吨，吨精煤的平均运费为90元/吨计算，则年减少运费：170×1%×90=153万。

（2）系统改造前，原煤小时处理量平均为393t，每年可入洗185万吨，改造后，原煤小时处理量增加到450t，每年入洗原煤237万吨，按2011年吨煤收益67.51元计，则增加效益：（237-185）×67.51=3510.52万元。

（3）两者增加的效益合计为3816.52万元。

5.2社会效益

（1）加压过滤机投入使用后，精煤水分明显降低，“窜仓”现象已无发生，为安全生产增加了保险，提高了企业抵御风险的能力，同时减少了运输量，节省了运输费用，降低了装、卸车的难度。

（2）提高了我厂生产能力，也利于高产高效的实现，又减少了设备台数和种类，简化生产环节，方便操作和维护，提高了生产和工作效率，并为今后进一步扩大生产规模积蓄了后劲。