摘#8195;要 我國(guó)在細(xì)粒煤脫水設(shè)備研究方面取得了一定的進(jìn)展，但如何合理地選用是一個(gè)值得探討的問(wèn)題。本文就幾種常用細(xì)粒煤脫水設(shè)備的優(yōu)缺點(diǎn)，脫水效果，適用條件，設(shè)備的投資，選煤廠應(yīng)用情況等方面予以了淺述。

關(guān)鍵詞 細(xì)粒煤；設(shè)備；脫水；選用

中圖分類(lèi)號(hào) TD 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1673-9671-(2012)031-0174-02

選煤是煤炭行業(yè)生產(chǎn)中提高煤炭產(chǎn)品質(zhì)量必不可少的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，是綜合利用有限的煤炭資源、節(jié)約煤炭資源和保護(hù)環(huán)境的有效途徑，近年來(lái)，隨著采煤綜合機(jī)械化程度的提高和選煤廠煤炭分選過(guò)程機(jī)械化程度的提高，原生煤泥和次生煤泥量都有所增加，加大了選煤廠產(chǎn)品中煤泥的含量。尤其是用煤造成的環(huán)境污染已成為制約經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素，做好煤炭利用前的洗選加工是使用煤排放的污染物總量得到有效控制的最經(jīng)濟(jì)、最有效的途徑。在洗選前將煤炭破碎使煤和矸石、黃鐵礦先行解離是使煤炭得到有效分選的前提，產(chǎn)生的次生煤泥更增加了煤泥的

總量。

我國(guó)目前已建成的選煤廠絕大部分都是濕法選煤廠，細(xì)粒煤、煤泥水分的高低是影響產(chǎn)品煤最終水分高低的重要因素。對(duì)于煉焦用煤，精煤水分高，會(huì)增加熱能消耗，延長(zhǎng)焦化時(shí)間，降低焦?fàn)t產(chǎn)率，縮短煉焦?fàn)t使用壽命；對(duì)于動(dòng)力用煤，精煤水分高，會(huì)增加熱能消耗，降低煤炭產(chǎn)生的熱值，加大煤炭用量，影響動(dòng)力設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)；在運(yùn)輸時(shí)，精煤會(huì)隨著水分滲出而流失，既浪費(fèi)寶貴的能源資源，又污染環(huán)境，尤其在冬季寒冷的地區(qū)，會(huì)發(fā)生凍車(chē)皮事故，嚴(yán)重影響車(chē)皮的周轉(zhuǎn)率，給鐵路運(yùn)輸造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。因此，煤炭洗選后降低出廠精煤水分的關(guān)鍵是搞好細(xì)粒煤、煤泥的脫水！細(xì)粒煤脫水設(shè)備選擇適宜，既可節(jié)省設(shè)備投資，又可使生產(chǎn)過(guò)程便于管理。為此就幾種煤炭洗選常用的細(xì)粒煤脫水設(shè)備的選用做一個(gè)淺述。

1 幾種細(xì)粒煤脫水設(shè)備的選用

目前選煤廠普遍采用圓盤(pán)式加壓過(guò)濾機(jī)；水平帶式真空過(guò)濾機(jī)；新型精煤壓濾機(jī)；和沉降過(guò)濾式離心脫水機(jī)、過(guò)濾型離心脫水機(jī)等離心設(shè)備；以及煤泥濾餅成型干燥等技術(shù)進(jìn)行細(xì)粒煤的脫水。

1.1 圓盤(pán)式加壓過(guò)濾機(jī)

圓盤(pán)式加壓過(guò)濾機(jī)是將一臺(tái)盤(pán)式過(guò)濾機(jī)裝入一個(gè)密閉的加壓倉(cāng)中，工作時(shí)加壓倉(cāng)內(nèi)充以一定壓力的壓縮空氣，在濾布兩側(cè)形成一個(gè)正壓差，通過(guò)壓縮空氣擠出濾餅縫隙中的水，經(jīng)過(guò)濾、脫水、卸餅等工序后實(shí)現(xiàn)固液分離。過(guò)濾機(jī)連續(xù)地將濾餅卸落到壓力倉(cāng)內(nèi)底部的刮板輸送機(jī)上，集中運(yùn)到密封排料倉(cāng)，排料倉(cāng)采用雙層閘板結(jié)構(gòu)，既保證倉(cāng)內(nèi)壓力不下降，又及時(shí)將濾餅排出。該設(shè)備具有過(guò)濾速度快、濾餅水分低、處理能力大、噪音低、能耗少等特點(diǎn)。

加壓過(guò)濾機(jī)的選用主要是確定設(shè)備的過(guò)濾面積和使用臺(tái)數(shù)，確定設(shè)備的過(guò)濾面積和使用臺(tái)數(shù)最根本的條件是處理量，即-0.5 mm級(jí)煤泥的總量。而其處理能力除與工藝條件有關(guān)外，與被過(guò)濾物料的特性如密度、顆粒形狀、濃度、粘度、沉降速度等密切相關(guān)。加壓過(guò)濾機(jī)的最大特點(diǎn)是成餅速度快，一般僅需6 s～10 s，而一旦成餅，在工藝上很難調(diào)整，因此，對(duì)物料特性的變化異常敏感。依據(jù)目前加壓過(guò)濾機(jī)在各廠的實(shí)際生產(chǎn)情況，其處理能力通常情況為：處理浮選精煤為0.5 t/m2·h～

0.8 t/m2·h，處理原生煤泥為0.3 t/m2·h～0.6 t/m2·h。

該設(shè)備用于過(guò)濾細(xì)粒煤，比傳統(tǒng)使用的盤(pán)式真空過(guò)濾機(jī)濾餅水分平均低10個(gè)百分點(diǎn)左右，基本保證了選煤廠出廠精煤水分不超標(biāo)。其自動(dòng)化操作水平比較高，整機(jī)（包括部分輔機(jī)）由計(jì)算機(jī)控制，運(yùn)行情況通過(guò)不同的畫(huà)面直觀顯示，啟動(dòng)、運(yùn)轉(zhuǎn)、停止及特殊情況下的短時(shí)等待均為自動(dòng)操作，液位、料位自動(dòng)調(diào)整和控制，并可自動(dòng)報(bào)警及自動(dòng)停止運(yùn)轉(zhuǎn)等功能，還可根據(jù)實(shí)際情況修改程序以滿(mǎn)足不同用戶(hù)的要求。

但是該設(shè)備以間歇方式排料，以致不能具備較大的處理能力，很難滿(mǎn)足細(xì)粒煤泥含量較大時(shí)的脫水任務(wù)。特別是其龐大的空間體積和巨大的重量，使得在工業(yè)廠房的建設(shè)和設(shè)備的布置中遇到了很多難題。而且這種設(shè)備的市場(chǎng)價(jià)格比較昂貴，輔助設(shè)備也很多，導(dǎo)致初期建設(shè)資金投資量很大。

1.2 水平膠帶式真空過(guò)濾機(jī)

水平膠帶式真空過(guò)濾機(jī)是使被過(guò)濾的物料在固定真空箱的真空吸力作用下，物料借重力散落在固定真空箱上面的同步運(yùn)行的水平膠帶的濾布上，固體物料被截留，液相通過(guò)濾布、膠帶和真空箱排出的一種煤泥真空過(guò)濾脫水設(shè)備。大顆粒首先沉降在濾布表面形成覆蓋層，這樣既不易堵塞濾布，增加了濾餅的透氣性，又降低了過(guò)濾阻力，其最大特點(diǎn)是不象其他細(xì)粒煤脫水設(shè)備對(duì)入料粒度要求嚴(yán)格，適用于0～3mm粒級(jí)物料的過(guò)濾。能夠?qū)崿F(xiàn)重力和真空負(fù)壓力組合脫水，具有入料在水平膠帶上呈粗、細(xì)煤泥自然分層、過(guò)濾速度快、真空區(qū)利用率高、卸餅徹底等

特點(diǎn)。

在設(shè)備選型時(shí)，首先要明確要處理的煤泥量以及濾餅要達(dá)到的水分指標(biāo)、入料粒度組成、入料濃度后再確定過(guò)濾帶的長(zhǎng)度和寬度。帶速是影響生產(chǎn)能力的操作因素，在實(shí)際使用過(guò)程中應(yīng)根據(jù)濾餅水分要求和生產(chǎn)能力限度來(lái)操作。在使用過(guò)程中，當(dāng)入料粒度組成中-0.074 mm粒級(jí)含量超過(guò)40%時(shí)，生產(chǎn)能力有所下降，入料濃度低于450g/L也影響生產(chǎn)能力，實(shí)際生產(chǎn)能力在0.3 t/m2·h～0.8 t/m2·h之間。

水平膠帶式真空過(guò)濾機(jī)比同等條件下使用的圓盤(pán)式真空過(guò)濾機(jī)的產(chǎn)品低5～8個(gè)百分點(diǎn)；濾液中固體含量平均為10 g/l。但是其同樣存在難以克服的體積龐大和重量巨大的缺陷，和價(jià)格昂貴的問(wèn)題。使得許多中小選煤廠沒(méi)有足夠的能力來(lái)購(gòu)買(mǎi)和使用。

1.3 新型精煤壓濾機(jī)

新型精煤壓濾機(jī)是利用壓力泵或壓縮空氣，將預(yù)先準(zhǔn)備好的煤漿壓入由相鄰兩塊濾板組成的密閉濾室中，使濾布兩邊形成壓力差，濾液透過(guò)濾布排出濾室而濾餅則被截留在濾布上，來(lái)實(shí)現(xiàn)固液分離。新型精煤壓濾機(jī)集流體靜壓力過(guò)濾、隔膜剪切擠壓過(guò)濾和強(qiáng)氣壓穿流過(guò)濾為一體。其脫水過(guò)程分三個(gè)階段：1）高壓強(qiáng)的流體靜壓力過(guò)濾脫水，主要排出濾餅顆粒間的游離水和部分空隙水；2）二維變向剪切壓力過(guò)濾脫水，旨在破壞在靜壓力過(guò)程中所形成的濾餅定型空隙，改變顆粒拱橋的幾何結(jié)構(gòu)，重新排列濾餅顆粒布序狀態(tài)；3）采用強(qiáng)氣壓穿流脫水，用壓縮空氣強(qiáng)氣壓流穿透濾餅顆?？紫?，運(yùn)載濾餅顆?？障吨械氖Ｓ嗨?，可大幅度降低細(xì)粒煤產(chǎn)品水分。三個(gè)過(guò)程完成后可使濾餅水分達(dá)到16%～18%。

按照板框式壓濾機(jī)的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算，當(dāng)處理尾煤、煤泥時(shí)，處理能力分別為0.01 t/m2·h～0.015 t/m2·h和0.01 t/m2·h～0.02 t/m2·h，因此，根據(jù)細(xì)粒煤的量來(lái)初步確定壓濾機(jī)的結(jié)構(gòu)參數(shù)，當(dāng)設(shè)備的結(jié)構(gòu)參數(shù)確定之后，設(shè)備能否達(dá)到設(shè)計(jì)的處理能力取決于被過(guò)濾物料的特性和操作條件，其中入料濃度、過(guò)濾工作壓力和過(guò)濾時(shí)間等是影響生產(chǎn)能力的主要因素。根據(jù)相關(guān)研究，入料濃度每提高10%，設(shè)備可增加處理能力15%～18%，壓濾時(shí)間減少，濾餅水分降低。在可能的情況下，加強(qiáng)工藝設(shè)計(jì)，盡量提高入料的濃度，使設(shè)備發(fā)揮較好的作用。提高入料壓力，可縮短過(guò)濾時(shí)間，又可降低濾餅水分。入料濃度和入料壓力直接影響濾餅水分的高低，如不改變?nèi)肓蠅毫腿肓蠞舛?，僅靠延長(zhǎng)過(guò)濾時(shí)間達(dá)不到降低濾餅水分和提高過(guò)濾處理能力的目的。

但由于此種設(shè)備需要強(qiáng)大的空氣壓縮裝置，必須為其配置較大型的空氣壓縮機(jī)和相關(guān)輔助設(shè)施，相應(yīng)地增加了工廠的人員數(shù)量和管理上的難度。

1.4 沉降過(guò)濾式離心脫水機(jī)

沉降過(guò)濾式離心脫水機(jī)是一種連續(xù)生產(chǎn)的固液分離設(shè)備，其工作原理是：當(dāng)物料進(jìn)入離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓內(nèi)，在離心力的作用下，物料中的固體顆粒沉降在轉(zhuǎn)鼓的內(nèi)壁上，而液體和少量難沉降的微細(xì)顆粒從溢流口排除，成為離心液。固體顆粒由螺旋送到過(guò)濾段。由于螺旋和轉(zhuǎn)鼓之間有一定的轉(zhuǎn)差，物料得以進(jìn)一步脫水，最終產(chǎn)品從排料口排出。

沉降過(guò)濾式離心脫水機(jī)在選煤廠中主要應(yīng)用于浮選精煤和原生煤泥的回收與脫水。其工作效果主要受到離心強(qiáng)度、離心機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)、入料性質(zhì)等影響，尤其是當(dāng)入料中-0.045 mm粒級(jí)含量超過(guò)40%時(shí)，產(chǎn)品水分和離心液濃度迅速增加，固體產(chǎn)率和脫水效果明顯下降。

在同樣物料條件下，沉降過(guò)濾式離心脫水機(jī)產(chǎn)品水分比加壓過(guò)濾機(jī)、真空過(guò)濾機(jī)和壓慮機(jī)均要低，而且處理能力較大，具有滿(mǎn)意的應(yīng)用效果。

但由于沉降過(guò)濾式離心脫水機(jī)是選煤設(shè)備相對(duì)精度比較高的設(shè)備，所以其對(duì)制造過(guò)程的精度要求較高，在我國(guó)由于受制造精度、加工工藝和材料、研制水平等方面影響，設(shè)備質(zhì)量弱于國(guó)外同類(lèi)型設(shè)備，在選煤廠運(yùn)行過(guò)程中事故率較高，維修保養(yǎng)費(fèi)用較高，影響了其在我國(guó)選煤廠的推廣和應(yīng)用。

但綜合上講，沉降過(guò)濾式離心脫水機(jī)是一種高效的脫水設(shè)備，只要我們加大科研投入，提高制造精度，保證質(zhì)量，降低維護(hù)費(fèi)用，本著其脫水效果好、設(shè)備轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)，振動(dòng)小，噪聲低等優(yōu)點(diǎn)，必將在我國(guó)有著良好的推廣應(yīng)用前景。

1.5 過(guò)濾型離心脫水機(jī)

過(guò)濾型離心脫水機(jī)，其工作過(guò)程是濕煤通過(guò)入料口，進(jìn)入篩籃和螺旋刮刀之間后，在高速旋轉(zhuǎn)的篩籃所產(chǎn)生的離心力的作用下，水和小的顆粒透過(guò)物料層，穿過(guò)篩網(wǎng)排出，而煤粒則保持在篩網(wǎng)內(nèi)側(cè)，利用螺旋刮刀與篩籃之間的轉(zhuǎn)速差，螺旋刮刀將精煤從篩面上刮下。用于2～0mm的煤過(guò)濾脫水時(shí)，當(dāng)入料中-0.125 mm含量低于50.0%，入料濃度介于50%～75%之間的情況下，產(chǎn)品外在水分9.5%～11.00%，脫水效果好，設(shè)備轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)，振動(dòng)小，噪聲低，對(duì)粗煤泥脫水效果良好，對(duì)緩解選煤廠后續(xù)煤泥水處理系統(tǒng)的壓力，實(shí)現(xiàn)洗水澄清和煤泥水閉路具有主要意義，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益顯著。

1.6 煤泥濾餅成型干燥技術(shù)

煤泥濾餅成型干燥技術(shù)在北方的濕法選煤廠中有一定的應(yīng)用。選煤廠為使洗水閉路循環(huán)，普遍采用壓濾機(jī)回收煤泥，壓濾機(jī)回收的煤泥具有粒度細(xì)、熱值低、水分高、粘度大、儲(chǔ)運(yùn)差等特性，在處理和利用上存在一定的難度，一旦煤炭市場(chǎng)的有所變化，作為商品煤外銷(xiāo)十分困難，因此煤泥已成為制約選煤生產(chǎn)和污染環(huán)境的一大問(wèn)題。

煤泥濾餅的成型、干燥技術(shù)，使之粒度和水分滿(mǎn)足商品動(dòng)力煤的質(zhì)量要求，從而解決大量煤泥產(chǎn)品出路問(wèn)題。該技術(shù)所采用的煤泥濾餅碎干機(jī)集煤泥定量破碎、定量給料、穿流干燥脫水和螺旋排料功能于一體，再配以燃燒爐、鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、除塵器和測(cè)控柜等輔助設(shè)備，構(gòu)成進(jìn)料為濕煤泥濾餅，出料為碎干產(chǎn)品的完整生產(chǎn)系統(tǒng)。其中碎干產(chǎn)品的水分（能滿(mǎn)足水分<13%）和粒度可通過(guò)一系列碎干工藝參數(shù)的調(diào)整來(lái)控制，可有效地保證碎干產(chǎn)品滿(mǎn)足一定的質(zhì)量要求，給儲(chǔ)、裝、運(yùn)帶來(lái)方便。該機(jī)最大的特點(diǎn)是既能滿(mǎn)足塑粘性煤泥濾餅干燥脫水，又能使碎干產(chǎn)品滿(mǎn)足一定的質(zhì)量要求。

需要注意的是由于碎干工藝是壓濾回收煤泥的后續(xù)作業(yè)，因此，在配置濾餅碎干工藝時(shí)，需要充分考慮與壓濾機(jī)的工作制度相匹配，以免煤泥濾餅再落地，給生產(chǎn)操作帶來(lái)不利的影響。

在設(shè)備選型時(shí)，應(yīng)以壓濾機(jī)的煤泥濾餅生產(chǎn)量來(lái)初步確定干燥設(shè)備的型號(hào)規(guī)格，此外還要考慮干燥設(shè)備的入料水分以及干燥后的產(chǎn)品水分，以確定設(shè)備在單位時(shí)間內(nèi)需要蒸發(fā)的水量。對(duì)于干燥介質(zhì)的溫度，由于受設(shè)備材質(zhì)以及煤泥性質(zhì)的限制，宜在450℃±50℃。由于各種物料的特性有所差異，為使設(shè)備在實(shí)際生產(chǎn)上運(yùn)轉(zhuǎn)正常，發(fā)揮好的作用，宜在對(duì)被干燥的煤泥特性分析的基礎(chǔ)上，進(jìn)行中間試驗(yàn)，以保證設(shè)備選型的合理性、經(jīng)濟(jì)性。

煤泥濾餅的成型、干燥技術(shù)可使煤泥副產(chǎn)品增值為商品動(dòng)力煤；選煤廠可實(shí)現(xiàn)由洗水閉路循環(huán)到煤泥全部回收利用的二次飛躍，完善選煤工藝，杜絕煤泥落地，改善廠區(qū)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

2 結(jié)論

綜合上述選煤廠常用細(xì)粒煤脫水設(shè)備效果的比較，可以看出各種技術(shù)都有著各自的優(yōu)勢(shì)，因此也就造成了以上幾種設(shè)備在現(xiàn)場(chǎng)都有一定范圍的應(yīng)用。

細(xì)粒煤脫水設(shè)備的選用是一個(gè)極其復(fù)雜的工作過(guò)程，應(yīng)該根據(jù)企業(yè)的具體情況、入料的性質(zhì)、產(chǎn)品市場(chǎng)定位等各方面綜合分析，靈活選出一種適合本廠的細(xì)粒煤泥脫水設(shè)備。

參考文獻(xiàn)

[1]褚良銀.陳文梅.高效過(guò)濾技術(shù)的研究與新進(jìn)展[J].過(guò)濾與分離，1996，1.

[2]謝廣元，等.新型精煤壓濾機(jī)與脫水工藝研究[J].選煤技術(shù)，1996，6.

[3]楊俊利.幾種煤炭脫水設(shè)備選用方法的探討[J].過(guò)濾與分離，2001，2.

[4]曹麗.加壓過(guò)濾機(jī)的使用及性能分析[J].山東煤炭科技，2010，2.

作者簡(jiǎn)介

王彥噸 （1981—），工程師，2004年畢業(yè)于中國(guó)礦業(yè)大學(xué)，礦物加工工程專(zhuān)業(yè)，從事選煤廠設(shè)計(jì)工作至今。