選煤廠加壓過濾機效率提升技術(shù)研究

張在平

(山西汾西礦業(yè)集團有限責任公司 洗煤廠，山西 介休 032000)

煤泥水系統(tǒng)的工作效率及運行效果是評價選煤廠管理水平、技術(shù)水平的主要指標。加壓過濾機是煤炭洗選環(huán)節(jié)重要的設(shè)備之一，影響加壓過濾機效率的因素包括入料性質(zhì)(入料粒度、濃度、沉降速度以及粘度等)、主軸轉(zhuǎn)速以及工作壓差等。

山西某選煤廠壓濾機處理能力偏低(處理能力僅為設(shè)計處理量的77.5%)、排料水分合格率不高(平均合格率45%)。隨著選煤廠入選原煤中煤泥含量的增加，還存在一定程度矸石泥化情況，進一步影響了加壓過濾機的生產(chǎn)效率。文中在分析選煤廠加壓過濾系機的基礎(chǔ)上，分析了影響加壓過濾機效率的因素，并針對性地提出了改進措施，以期在一定程度上提高加壓過濾機的生產(chǎn)效率。

1 問題分析

1.1 選煤廠煤泥水處理工藝

選煤廠洗選過程中細煤泥主要來自弧形篩篩下物、分級旋流器溢流等，經(jīng)濃縮池沉淀后的底流用加壓過濾機處理，具體處理工藝流程如圖1所示[1-3]。

圖1 煤泥水處理工藝流程

1.2 影響加壓過濾機因素分析

1.2.1 細煤泥占比高

細煤泥含量與塊煤系統(tǒng)、末煤系統(tǒng)密切相關(guān)[4-5]。入選原煤細煤泥占比約為13%；篩分試驗發(fā)現(xiàn)原煤中細煤泥(粒徑3 mm以內(nèi))占比約為17.59%，在后續(xù)洗選中會有伴生細煤泥，導致煤泥含量進一步提升。

1.2.2 細煤泥含水率高

細煤泥含量高導致濃縮池始終保持高位運行，通過加壓過濾機處理后的細煤泥會浸入到混煤中，從而導致最終的精煤發(fā)熱量隨細煤泥混入量而降低。開采煤炭時，原煤中混入部分細矸石泥，影響細煤泥壓濾過程濾餅透氣性并對加壓過濾機運行產(chǎn)生一定影響，導致排料水分增加[6-8]。導致加壓過濾機排料水分超標的原因為：

1) 選煤廠末煤系統(tǒng)為兩段濃縮工藝，煤泥水在3801濃縮池(一段)沉淀濃縮，溢流在3802、3803濃縮池(二段)沉淀濃縮，濃縮池底流用加壓過濾機處理。3802及3803濃縮池內(nèi)底流粗顆粒含量相對較少，適宜采用板框壓濾機處理，若濃縮池底流全部采用加壓壓濾機處理，則效果不好。

2) 當濾餅水分增高時，可采用降低主軸轉(zhuǎn)速、提升罐壓等方式。正常生產(chǎn)過程中應結(jié)合現(xiàn)場情況、煤泥參數(shù)等調(diào)整加壓過濾機運行參數(shù)。

1.2.3 濾液濃度過高

濃縮池底流濾液濃度為40～50 g/L，加壓過濾機濾布為0.074 mm，而濾料中有40.5%～53.2%的煤泥粒徑在0.074 mm以內(nèi)，可通過調(diào)整濾布來調(diào)節(jié)濾液濃度。

2 加壓過濾機工作效率提升技術(shù)

2.1 加壓過濾機工作參數(shù)調(diào)整

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)試，最終確定設(shè)備工作參數(shù)范圍為：主軸轉(zhuǎn)速0.6～1.0 r/min，反吹風壓力、加壓倉壓力為40～70 kPa、250～280 kPa，料位、液位分別為30%、85%，上濾液閥、下濾液閥開度分別為80%～100%、70%～100%.

在選煤廠生產(chǎn)過程中，細煤泥含量較大導致濾液濃度偏高，因此將3707加壓過濾機濾布由0.073 mm更改為0.043 mm，確保加壓過濾機可得到極細煤泥。加壓過濾機參數(shù)調(diào)整應與現(xiàn)場生產(chǎn)條件同步進行，具體為：①濾布為0.043 mm時，由于濾布透氣性降低，因此將轉(zhuǎn)速調(diào)整至0.6 r/min；②上濾液閥、下濾液閥開度分別調(diào)整至100%、70%，以提高脫水效果；③矸石泥化會影響濃縮池沉降效果，可降低主軸轉(zhuǎn)速，在入料筒中添加聚合氯化鋁(助濾劑)降低粘度，增強濾布工作效果。

2.2 調(diào)整入料參數(shù)

入料中粗顆粒物有支撐效果，可提升濾餅透氣性。確保入料均衡是提高加壓過濾機工作效果的一個重要方面。末煤系統(tǒng)用3座濃縮池串聯(lián)處理，3801濃縮池底流中粒徑在0.5 mm以上顆粒占比超過1.5%，而3802及3803濃縮池底流中粒徑在0.5 mm以上顆粒占比分別為0.5%、0.4%，3座濃縮池底流中粗顆粒(粒徑0.5 mm以上)占比差異較大。3802及3803濃縮池入料與藥劑混合后沉淀效果較差，且藥劑消耗量明顯高于3801濃縮池。因此，需要對3座濃縮池進行改造，提高壓濾機工作效率。將濃縮池由串聯(lián)改造為并聯(lián)連接，如圖2所示。濃縮池間用調(diào)節(jié)閥門連接，液位槽內(nèi)有內(nèi)部擋板(高度與3801濃縮池溢流高度一致)，使不同濃縮池入料性質(zhì)一致。

圖2 濃縮池并聯(lián)連接示意

2.3 矸石提前處理及入料參粗

加壓過濾機工作效率不高的原因之一為極細矸石泥含量高，為此在高頻篩下方增加砂水分離裝置，通過砂水分離裝置降低底流中極細矸石含量，改善加壓過濾機入料性質(zhì)。

采用參粗方式降低極細煤泥導致濾布透氣性及析水性差等問題。將部分弧形篩篩下物通過參粗旋流器處理，旋流器底流則直接進入加壓過濾機入料筒，溢流進入到濃縮池進行沉淀。通過參粗提升加壓過濾機工作效率。參粗前后加壓過濾機入料粒度變化情況如圖3所示。從圖3中看出，經(jīng)過參粗后，加壓過濾機入料中0.125～0.25 mm、0.25～0.5 mm以及0.5 mm以上粒級占比分別增加3.2%、14.0%和11%.通過加壓過濾機入料參粗可在一定程度上改善入料性質(zhì)。

圖3 參粗前后加壓過濾機入料粒度變化

3 結(jié) 語

對過濾機入料、運行參數(shù)等調(diào)整后，加壓過濾機排料時間縮小30 s(平均耗時由150 s縮短至120 s)，單臺量由45 t/h增至56 t/h，排料含水合格率提升至89%.濃縮池由串聯(lián)改為并聯(lián)，藥劑消耗量由1.35 kg/t降至1.3 kg/t，按照320萬t/a的洗選能力計算，預計可減少藥劑費用約12萬元/a。