降低選煤廠精煤水分的探討

郭偉杰

(晉能控股煤業集團煤炭洗選精煤分公司燕子山選煤廠，山西 大同 037000)

煤炭質量指標除了發熱率，水分也較為重要。當煤炭含量的水分高，會影響煤炭的熱能，對于天氣較冷的地區，在冬季會造成運輸困難，無論從哪方面考量，都將會影響企業的經濟效益。所以，對于精煤水分含量超標的選煤廠而言，降低水分是亟待解決的問題。

1 精煤水分存在的原因

精煤中的水分包括化合水、結合水、毛細管水以及自由水分，對于前兩者而言，單純的物理方法無法對其產生影響，所以此次研究降低水分指的是毛細管水與自由水分。自由水存在于煤炭的大孔隙間，由于受到重力的作用，去除效果明顯。但是煤炭顆粒的孔隙之間存在的主要為毛細管水，現有的脫水方式可以將大量的毛細管水除去，但不能完全除去。結合選煤廠的實際工藝流程及設備情況，降低精煤產品水分，應當從脫除毛細水分和自由水分入手。

(1)離心機脫水過程

離心機是選煤廠重要的脫水設備，利用高速旋轉產生的向心力進行固液分離。精煤進入離心機的篩藍中，離心機運行過程中，沉淀物被留在轉子的篩面上，精煤內的水分則由篩面間的孔隙被甩出。整個過程依靠篩面與顆粒物的間隙，倘若間隙較大，排除水分較多，反之，脫水效果受到影響，可見，改變顆粒的大小結構將提高脫水的效果。

(2)壓濾機脫水過程

壓濾機是進行煤泥分離的主要設備，在壓濾工段運行的過程中，涉及到脫水的環節有以下幾個工藝：一是在高壓強的作用下，利用流體靜壓力將水分脫出；二是采用二維變向剪切壓力過濾脫水；最后一個階段與第一階段類似，同樣是在強壓力作用下，只是第三個階段利用的是穿流壓力[1]。所以在這個階段，顆粒之間的間隙、壓力設定都是影響的重要因素，所以對于壓力與入料方式的調整，都是改善精煤脫水效率不高的方向。

2 降低精煤水分的對策

鑒于以上脫水過程會對脫水效果造成較大影響，所以從離心機與壓濾機兩個設備工藝入手：

(1)調整離心機孔徑

在多次試驗中發現，離心機的篩籃孔徑不同對于脫水效果不盡相同。當篩籃的孔徑調整為0.5 mm時，離心機脫水后水分含量最優達到15%。及時調整煤泥旋流器組運行參數，將煤泥離心機入料調至最佳狀態，調整篩籃與刮刀之間的間隙至3～5 mm，達到最佳脫水效果[2]。以及對精煤脫水篩篩板及時維修更換，同時對離心脫水機進行監護維修，及時更換損壞的篩籃，防止跑粗，避免影響后續的工藝。

(2)調整離心機振幅

選煤廠所使用離心機型號不同，振幅設置的數據不同，會影響物料的脫料效果。所以，將振幅設置在一個合理的范圍區間內，可以有效的避免離心機篩籃被粘性物料所附著，每一次距離的調試，需要在多次試驗的基礎上，觀察、測定水分。當離心機的振幅被調大時，設備震動加強，可能會帶來另外一些問題，諸如減振裝置、密封環、篩籃等部件的過度破損等。所以為了平衡二者的優勢與缺點，可以選擇利用增加橡膠彈簧的方式，設置基座，將振幅產生的作用力傳遞到基座上，達到二次減震的目的。

(3)優化離心機給料方式

離心機給料的方式如圖1中虛線部分所示，這樣的入料方式導致A、B兩側的入料并不均勻，在實際運行的過程中，通過長時間的觀察，發現經常發生A側的物料更多，那么便會造成離心機的偏振受力不平衡，兩端的脫水效果也會有所差異。所以通過將料管的尾部進行上彎的處理，為的是平衡A、B兩側物料，如圖1中料管處的實線部分。但是在實際改造過程中，整個料管的長度、傾斜程度與彎度都應該微調，保證物料順暢的流入A、B兩側。通過改造之后的觀察，可以有效地緩解A、B兩側入料不均勻的現狀[3]。

圖1 離心機溜槽改造示意圖Fig.1 Schematic diagram of modification of the clay tank of a centrifuge

通過以上工藝、設備的改造，通過測量改造前后數據的對比，發現精煤水分的含量有所降低，可見具有一定的可行性。

表1 改造前后水分含量對比Table 1 Comparison of clean coal moisture before and after filter press

(4)調整壓濾機工藝

對于壓濾機而言，對精煤脫水產生影響的外在設備問題包括，濾板是否變形、密封膠條是否齊全等，應該進行定時的檢修與維護，對于變形嚴重的濾板及時跟換，這是保證壓濾機脫水效果的基本操作。此外，濾布的材質與更換頻率也是影響脫水效果的重要因素，比如單絲濾布的過濾效果就會優于復合材質的濾布[4]。另外，及時的清洗與更換濾布，都將會提高壓濾機過濾水分的效果。

另外，更新壓濾機也是一種有效的方法。設備較老舊的壓濾機，各種功能不足以保證生產指標的合格，可以選擇更換功能更好的壓濾設備。比如浮選精煤隔膜快開壓濾機，該壓濾機是由一家河南湯陰機械制造公司與中國礦業大學化工學院聯合研制。

圖2 浮選精煤壓濾機結構簡圖Fig.2 Structure diagram of flotation clean coal filter press

其雙面壓濾、雙面過濾的特點將會大大降低精煤的水分含量，而且濾板采用高分子聚乙烯材料，該種材料不易被粘性物料堵塞，使用周期長；并且該隔膜能夠實現高壓強流體進料、強氣流風吹濾餅，有效降低精煤水分含量，并且得到的濾液可以進行循環利用，同時利于卸餅，杜絕噴料現象[5]。精煤隔膜快開壓濾機脫水工藝指標先進，動力消耗小，維修量小，運行穩定可靠，是一種有效而經濟的浮選精煤脫水設備。

3 結 語

降低選煤廠精煤水分需要從多方面協同作用，而且應該在不斷的嘗試中觀察試驗，以得到最優的改造方案，精煤水分的降低提高了產品的合格率，從宏觀角度而言，會提高企業的經濟效益。