高壓隔膜壓濾機在龍鳳選煤廠的應用實踐

蘭 紅 劉發(fā)勇 何 林

（1.貴州林東煤業(yè)發(fā)展有限責任公司龍鳳煤礦，貴州 畢節(jié) 551800；2.貴州盤江煤電集團技術研究院有限公司，貴州 貴陽 550081）

煤泥是洗煤廠生產過程中經洗選、沉淀、濃縮等工藝流程的產物。隨著機械化智能化采煤技術的應用，原煤中入選粒徑＜0.5 mm 細粒煤的含量不斷增多，增加了煤泥處理及脫水的難度[1-4]，近年來新型高壓隔膜壓濾機的使用也使得煤泥含水率逐漸降低[5-7]，提升了選煤廠經濟效益和社會效益。針對龍鳳選煤廠煤泥含水率較高的問題，采用新型高效隔膜壓濾機取代板式快速壓濾機，以解決煤泥含水率高的問題，提高煤泥價值，提高選煤廠效益。

1 龍鳳選煤廠煤泥脫水存在的問題

入洗原煤為龍鳳煤礦原煤，煤種為無煙煤。選煤廠入選原料煤生產礦井設計生產能力為0.9 Mt/a，選煤方法為無壓給料三產品重介旋流器＋煤泥濃縮壓濾，分選粒度為0～60（50）mm。建廠時龍鳳煤礦采煤方式為炮采，因此細煤泥少，根據選煤廠產品設計平衡表數據煤泥年產量為3.04 萬t。隨著綜采工藝的應用，入選原煤中細煤泥含量增加，年產量高達5 萬t，已經遠超出選煤廠設計煤泥年處理能力?，F選煤廠采用煤泥快速壓濾機（YCLK300/1600-X/U（單絲濾布））進行煤泥脫水處理，煤泥壓濾效率差，壓濾后的煤泥水分基本在28%左右，使得壓濾產品煤泥濾餅含水率過高、壓濾回水水質差，造成選煤廠水循環(huán)利用困難，選煤廠生產及環(huán)保壓力增加，煤泥水分大，熱值低，銷售價格較低。

2 XMZG500/1600-U 型高壓隔膜壓濾機工作原理

XMZG500/1600-U 型高壓隔膜壓濾機工作程序概括為入料、推板壓緊、保壓、過濾、穿流、壓榨、拉板、卸料，然后再推板壓緊周期性操作。其工作原理是入料泵將煤泥送入濾板組成的各個密封的濾室內，利用泵壓及壓縮空氣提供的過濾動力使煤泥中的水分通過濾布介質排出，完成煤泥固液兩相分離。入料前期，濾室內的濾餅層較薄，煤泥入料量大，過濾阻力小。隨著煤泥入料的增加及壓緊過濾的進行，濾餅逐漸增厚，濾餅內所受到的壓力逐漸增大，濾餅空隙率逐漸降低，濾餅對濾液的過濾阻力增加。當煤泥入料量逐漸減少直至煤泥充盈濾室時過濾期間結束。進料過程結束后，通過隔膜繼續(xù)對濾餅輸送壓力進行壓榨來提高整機的脫水效率，增加濾餅的含固率，在壓榨前和壓榨后，增加吹風操作，可進一步降低濾餅含水率。操作過程如圖1。

圖1 隔膜壓濾機操作過程示意圖

3 XMZG500/1600-U 型高壓隔膜壓濾機優(yōu)點

XMZG500/1600-U 型高壓隔膜壓濾機是在傳統(tǒng)中心入料隔膜壓濾機的基礎上，采用隔膜角入料壓榨擠壓濾餅脫水、強氣流穿流濾餅脫水及高壓強流體進料壓濾脫水等技術實現煤泥高效脫水。高壓隔膜壓濾機通過采用高壓液體或壓縮空氣使隔膜變形，向濾餅方向提供橫向的壓縮力，使濾餅進一步受力壓密并將殘留在煤泥濾餅顆粒空隙間的濾液擠出，在強氣流的作用下將煤泥濾餅中的毛細水進行穿流置換進一步過濾排出，從而降低濾餅水分。

入料方式采用角入料，不僅可以站在壓濾機兩側更換濾布，而且隔膜壓榨時隔膜片完全整體充分膨脹，最大限度地降低煤泥濾餅水分，卸料時濾餅整體脫落減輕了工人勞動強度。

隔膜濾板膜片為TPE 材質，板框、濾板及隔膜濾板芯板材質為PPH，最大壓榨壓力可達4.0 MPa，濾板及濾布采用斜四方形支撐點設計，過濾速度比三角形快65%，具有質密度高、無氣孔、濾板壓緊時的密封性好等特點。濾布采用單絲加襯新型結構濾布，在過濾時加襯濾布可以起到助濾效果，襯網起到支撐濾布與濾板腔室的間隙，讓濾水及時排出，使濾液的含固量進一步降低，又能保證濾餅脫落迅速。高壓隔膜壓濾與普通壓濾特征曲線對比如圖2。

圖2 高壓隔膜壓濾與普通壓濾特征曲線對比圖

4 XMZG500/1600-U 型高壓隔膜壓濾機應用效果

煤泥結構性質是影響煤泥高效脫水的關鍵因素，通過對煤泥性質的分析，絮凝劑使用，使得入料濃度達到最佳壓濾效果[8-10]。分別對煤泥粒度、沉降速度、有效黏度及藥劑的使用進行試驗分析，通過對煤泥粒度與沉降速度關系、固體含量與有效黏度關系、藥劑與沉降的關系分析，煤泥黏度隨著煤泥固體含量的減少而降低，沉降速度隨著粒度的減小而變慢；添加絮凝劑可大大提高煤泥沉降效果，縮短沉降時間，但當絮凝劑的使用達到一定值時，隨著藥劑的添加沉降速度會受影響而降低。經綜合分析，入料濃度選擇300～500 g/L，絮凝劑選用0.1%～0.15%聚丙烯酰胺溶液，從而使壓濾機的壓榨效果達到最佳。

對龍鳳選煤廠新安裝的XMZG500/1600-U 型高壓隔膜壓濾機進行工藝效果評定。結果顯示，設備脫水效果達90%以上，水分指標滿足生產需求，具體見表1、表2 和表3。

表1 XMZG500/1600-U 型高壓隔膜壓濾機入料小篩分試驗

表2 XMZG500/1600-U 型高壓隔膜壓濾機出料小篩分試驗

表3 XMZG500/1600-U 型高壓隔膜壓濾機工藝效果評定

5 結論

龍鳳選煤廠安裝XMZG500/1600-U 型高壓隔膜壓濾機后，煤泥脫水效果大大提高，精煤產率可增加0.5%，按目前原煤資源90 萬t 計算，全年可多生產精煤0.45 萬t，煤泥產量減少0.5%，按龍鳳礦出售精煤價格1770 元/t，煤泥價格260 元/t 計算，全年可增創(chuàng)效益679.5 萬元。通過高壓隔膜壓濾機的應用，不僅大大提升了選煤廠經濟效益，還降低了煤泥水對環(huán)境的污染。