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田莊選煤廠使用XMZGFK300/1500-UB快開式隔膜壓濾機對平均粒度在0.25mm左右的浮選精煤進行脫水，該設備具有產(chǎn)品水分低、能耗低和處理量大等優(yōu)點。在推廣節(jié)能減排的理念下，Fine Coal Filter Press以低能耗的優(yōu)勢在田莊選煤廠處于試運行階段。該壓濾機所采用的脫水工藝是集靜壓脫水、反吹風和壓榨脫水為一體的綜合脫水工藝。

1脫水環(huán)節(jié)及存在問題的分析

現(xiàn)在廠內(nèi)使用的壓濾過程為：進料、反吹、壓榨、放氣、卸料。在使用過程中主要出現(xiàn)濾板中心孔積精煤煤泥水的現(xiàn)象，該問題的產(chǎn)生主要在靜壓脫水、反吹風和壓榨脫水3個環(huán)節(jié)上。

1.1靜壓脫水

浮選精煤通過離心泵打入各濾板之間形成的濾室內(nèi)，并借助離心泵產(chǎn)生的壓力實現(xiàn)物料的第1次脫水。在該過程中，由于很強的流體靜壓縮小濾餅的空隙率，而排出大量的水分，但是隨著靜壓的逐漸增大，濾餅脫水效果不太理想。除此之外，靜壓脫水的時間長短對濾餅水分也有較大影響。在靜壓壓力和浮選精煤礦漿濃度合適且保持不變的情況下：進料時間相對較短時，在完成1個工作過程后形成的濾餅較薄，水分高于產(chǎn)品所要求的上限。但在此種情況下，由于進料時間短，中心孔內(nèi)存留的煤漿較少，反吹效果較好；進料時間合適時，形成的濾餅水分合格（約在22%左右）且濾餅厚度合適，但由于進料時間有所增加，中心孔內(nèi)存留的煤漿相對較多，反吹效果較差；進料時間較長時，濾餅水分略微降低且濾餅較厚，但中心孔易被堵死,反吹無效果。

1.2反吹風

達到合適的進料量后停止進料，并使用高壓風從頭板將中心孔處的煤漿反吹回入料桶中。生產(chǎn)過程中，由于壓風機組產(chǎn)生的風壓不足且穩(wěn)定性差，導致反吹風風壓低及反吹持續(xù)時間短，從而不能將中心孔內(nèi)的大量積煤全部反吹回入料桶中，一定量的煤泥水仍然留在中心孔內(nèi)部。將反吹風壓增大,對中心孔處的濾布磨損很大，濾布易損壞；設備本身存在不足，在液壓軸壓緊濾板的過程中，濾板會向上上移10mm左右，而且越靠近頭板處上移越明顯。因此導致中心孔不是一條真正的直線，在反吹過程中，從頭板吹出的風會隨中心孔形成的變形直線發(fā)生小角度偏移，所以不僅對中心孔處的濾布造成損害，而且降低了反吹風效率。

1.3壓榨脫水

壓榨風管向隔膜板的隔膜里充氣，隔膜膨脹,靠隔膜擠壓濾餅減小濾餅孔隙率而實現(xiàn)第2次脫水。靜壓脫水后濾餅內(nèi)形成一定的拱橋結構，通過隔膜擠壓能破壞拱橋結構。隔膜擠壓相當于在濾餅上形成二維剪切力。從二維方向破壞拱橋結構，從而改變?yōu)V餅的孔隙率，其實質是濾餅內(nèi)部顆粒的重新排列。但在壓榨過程中，中心孔周圍濾餅的一部分濾液會流入中心孔內(nèi)無法排出，只有在拉板卸料的過程中才會隨著濾餅從中心孔流出，因而就使中心孔內(nèi)存留了部分濾液。

從上述分析可知，在入料濃度穩(wěn)定不變時，進料擁有1個最合適的時間，不僅使得濾餅水分合格，而且保證了生產(chǎn)效率最大化。但與此同時，中心孔反吹不徹底，拉板卸料時大量煤泥水從中心孔溢出，不僅會增加濾餅水分，煤漿附著在濾板上易使濾板在工作時出現(xiàn)“冒料”現(xiàn)象，而且還會導致下方運輸膠帶容易打滑的情況發(fā)生。

2解決問題方案

基于上述中心孔積煤的3個環(huán)節(jié)的原因分析，制定了以下3種解決方案：

方案1：進料-壓榨-反吹-放氣-卸料。

方案2：進料-反吹-壓榨-放氣-反吹-卸料。

方案3：進料-反吹-壓榨-反吹-放氣-卸料。

對上述3種方案在相同條件下進行多次重復試驗，筆者總結了該3種方案各自的優(yōu)缺點，詳述如下。

方案1：先壓榨后反吹，可以較好地緩解中心孔積煤的現(xiàn)象，但在壓榨壓力的作用下，會使中心孔內(nèi)的水進入到濾餅中，導致濾餅水分有所提高,而且如此操作還很容易造成濾板之間冒料，壓濾機運行不穩(wěn)定。

方案2：實施2次反吹，壓榨前反吹1次，放氣后反吹1次。雖然次數(shù)多了1次，但是2次反吹總時間與方案1的反吹時間相同。隔膜板放氣后，濾板之間形成的反吹通道不能實現(xiàn)密封，第2次反吹使部分濾液反吹進濾餅與濾布之間。該方案可以緩解中心孔積煤的現(xiàn)象，但效果不太理想，而且在程序設置上増加了1個操作環(huán)節(jié)，操作復雜。

方案3：實施2次反吹，壓榨前后各反吹1次，反吹時間與方案2相同。在壓榨后不放氣的情況下直接反吹，能保證中心孔形成的反吹通道密封，濾液不易從濾板之間的縫隙處流出，使第2次反吹效果很好。該方案有效地解決了中心孔積煤的現(xiàn)象，不僅使中心孔周圍濾餅水分降低，而且濾餅脫屏率好，不易出現(xiàn)冒料，設備運行穩(wěn)定。但是在程序設置上增加了1個操作環(huán)節(jié)，操作復雜。

根據(jù)以上分析，選定方案3進行具體試驗。

3實驗部分

入料濃度不變時，經(jīng)化驗得到該濃度條件下濾餅的最佳水分，從而確定相應的進料時間。

在入料濃度、進料時間保持不變和濾餅水分基本保持一致的情況下，壓榨時間180s,反吹分壓5MPa。選定1臺運行正常的精煤壓濾機進行實驗，確定用2號精煤壓濾機。

試驗數(shù)據(jù)。壓濾機壓榨過程的主要參數(shù)詳見表1。

組數(shù)	反吹次數(shù)	進料時間/S	濾餅水分/%			平均水分/%	反吹時間/S		中心孔積煤濾板數(shù)/塊
1	1	380	25.6	26.8	26.2	26.2		15	53	55	55
2	1	380	27.3	24.9	25.1	25.8		25	49	47	53
3	1	380	26.6	25.3	27.7	26.5		35	45	45	44
4	2	380	23.2	21.9	24.0	23.0	15	15	5	7	5
5	2	380	22.5	23.7	23.9	23.4	10	10	6	6	5

數(shù)據(jù)分析。將第1組與第4組數(shù)據(jù)進行對比，發(fā)現(xiàn)在每次反吹時間相同的情況下，反吹2次比反吹1次的中心孔積煤濾板數(shù)大大減少，較為明顯地改善了中心孔積煤的現(xiàn)象。把反吹1次的反吹時間增加到25s、35s,即第2組、第3組數(shù)據(jù)所示，雖然中心孔積煤濾板數(shù)有所降低，但效果很差，仍然沒有從根本上解決問題。將2次反吹的每次反吹時間縮減到10s,試驗得第5組數(shù)據(jù)，與第4組數(shù)據(jù)相比，每次反吹僅10s,也能達到非常好的效果。從節(jié)能減排的角度來看，每次反吹10s比每次反吹15s共減少10s的反吹時間，節(jié)約了能源，所以第5組數(shù)據(jù)比較理想。

總結

針對XMZGFK300/1500-UB快開式隔膜壓濾機在田莊選煤廠的選精煤脫水中的應用及其中心孔存在積煤的問題，探討了靜壓脫水、反吹風和壓榨脫水對脫水效果的影響。由分析可知，新設備精煤壓濾機在使用過程中凸顯濾板中心孔積精煤煤泥水的現(xiàn)象，不僅使產(chǎn)品質量受影響，而且給生產(chǎn)帶來了很多麻煩。經(jīng)過多次反復試驗，在操作上多加1次反吹風，進料-反吹-壓榨-反吹-放氣-卸料，非常明顯地改善了中心孔積煤的現(xiàn)象，提高了設備在運行過程中的穩(wěn)定性，使產(chǎn)品水分得到保障，即通過對靜壓脫水、反吹風和壓榨脫水組合方式的優(yōu)化，有效地解決了田莊選煤廠中心孔積煤的問題，從而提高了精煤壓濾機的脫水效果。

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