郝煒峰

（山西汾西礦業(yè)（集團）有限責任公司洗煤廠，山西 介休 032000）

引言

加壓過濾機是選煤廠煤泥水處理系統(tǒng)常用設(shè)備之一，具備生產(chǎn)能力大、濾餅含水量低、自動化程度高以及產(chǎn)生的濾液密度低等優(yōu)點[1-2]。煤泥水分會在一定程度上影響煤炭質(zhì)量，確保加壓過濾機高效運行，可提高選煤廠經(jīng)濟效益及產(chǎn)品質(zhì)量[3]。常使用的加壓過濾機類型有轉(zhuǎn)鼓式、圓盤式、定盤式及筒式等[4-6]。本文就對選煤廠使用的加壓過濾技術(shù)原理以及影響因素分析基礎(chǔ)上，通過采用調(diào)整設(shè)備工作參數(shù)、調(diào)節(jié)入料黏度以及采用助濾劑等方式，改善加壓過濾機入料性質(zhì)并優(yōu)化工作性能，達到提升加壓過濾機工作效率目的。

1 加壓過濾機結(jié)構(gòu)及應(yīng)用現(xiàn)狀

山西某選煤廠采用圓盤式加壓過濾機（設(shè)備型號GPJ-720 型），設(shè)備主要組成系統(tǒng)包括加壓過濾室、過濾機、分配閥、攪拌器、刮板輸送機、密封排料系統(tǒng)、風(fēng)機、汽水分離器以及入料泵等，如圖1 所示。現(xiàn)階段選煤廠加壓過濾機有自動控制系統(tǒng)，可實現(xiàn)自動化操作、生產(chǎn)參數(shù)監(jiān)測，并具備故障報警以及操作提示等功能。

圖1 加壓過濾機結(jié)構(gòu)示意圖

選煤廠使用的GPJ-720 型加壓過濾機設(shè)計入料濃度在200～300 g/L，灰分控制在30%以內(nèi)，入料中粒徑0.074 mm 以上占比應(yīng)超過40%。設(shè)定單次排料量在1.4～1.6 t，周期120～200 s?，F(xiàn)場使用過程期間加壓過濾機存在產(chǎn)品（濾餅）水分高、排料周期長（排料周期在300 s 以上）、處理能力偏低（達不到設(shè)計要求）等問題，影響煤泥水處理系統(tǒng)生產(chǎn)效率。

2 影響因素分析

2.1 過濾壓力

加壓過濾機設(shè)定的過濾壓力會直接影響壓濾機形成的濾餅含水量，理論上加壓過濾機設(shè)定壓力越高，則形成的濾餅水分越低。煤質(zhì)不同則需使用的加壓過濾壓力有所差異，為確保洗選系統(tǒng)穩(wěn)定，無法通過實時調(diào)整加壓倉壓力方式提高煤泥水處理能力[7]。

2.2 入料粒度

煤泥水中煤泥粒度分布均衡，細煤泥（粒徑小于0.074 mm）占比越低，則加壓過濾機煤泥處理處理效率及處理效果越差，反之煤泥水中粗煤泥占比較高時，形成的濾餅較厚、透氣性較好且含水率較低；細煤泥占比量大時，容易堵塞濾網(wǎng)、降低透氣性并影響壓濾機生產(chǎn)效率。同時煤泥水黏度較大時，會增大濾料從濾餅上脫落時間。入料中細煤泥占比較大，導(dǎo)致濾餅偏薄，濾餅進入干燥區(qū)后易出現(xiàn)龜裂，降低壓差并弱化水分處理效果，增大濾餅含水率。

2.3 煤泥水濃度

在煤炭洗選過程中，入料中煤泥水濃度偏高時，濾布上形成的濾餅厚度越大，在主軸設(shè)定旋轉(zhuǎn)時間內(nèi)濾餅脫水效果越差，濾餅含水量越高；煤泥水濃度偏低時，則導(dǎo)致濾布上濾餅較薄，濾層透氣性較好，雖然濾餅水分較低，但是也存在壓風(fēng)損失量大、壓濾機處理效率偏低問題[8-9]。因此，在生產(chǎn)過程中應(yīng)確保壓濾機入料濃度控制在一定范圍內(nèi)。

2.4 藥劑

壓濾機過濾時，藥劑類型、添加量及添加方式等均會影響濾餅水分處理效果及濾餅成型。選用的藥劑應(yīng)有助于濾餅脫水、提升煤泥絮團性，并使得煤泥水中煤泥快速絮凝沉淀。

2.5 主軸轉(zhuǎn)速

主軸轉(zhuǎn)速會直接影響濾餅處理時間、壓濾機生產(chǎn)效率，當壓濾機壓差偏低時，主軸轉(zhuǎn)速降低可增大煤泥、濾布接觸時間，但是濾餅厚度普遍較大會導(dǎo)致濾餅含水率普遍偏高；主軸轉(zhuǎn)速較高時，若入料中細粒占比偏高則會導(dǎo)致濾餅厚度偏薄[10-11]。

3 效率提升技術(shù)措施

3.1 摻粗

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)研發(fā)現(xiàn)，周邊選煤廠使用的同類型壓濾機排料時間一般在200 s 左右，對濃縮池底流進行小篩分試驗，發(fā)現(xiàn)選煤廠入料中粒徑在0.045 mm 以下的極細煤泥占比超過20%。

增加溢流口直徑以及縮小底流口直徑可適當增加跑粗，具體底流口與溢流口直徑比以3～4 最佳，溢流中粒徑0.073 mm、0.5 mm 以上煤泥占比分別由70.2%、0.5%增至78.3%、6.1%。用1.0 mm 縫隙篩網(wǎng)代替0.35 mm 篩網(wǎng)，適當增大篩下物跑粗，篩下物先后通過濃縮機、壓濾機處理，改善入料粒徑分布。表1 為摻粗后底流篩分結(jié)果。

表1 底流篩分結(jié)果

從表1 可看出，摻粗后入料粒徑在0.5 mm 以上粗顆粒占比增至4.4%（摻粗前為1.2%），粒徑0.075 mm 以內(nèi)的細物料占比降至46.9%以內(nèi)（摻粗前為69.2%）。入料摻粗后加壓過濾機排料耗時基本控制在240 s 以內(nèi)。

3.2 改善入料濃度

對不同入料濃度下加壓過濾機工作效率進試驗，具體結(jié)果見表2。

從表2 可看出，將入料濃度控制在325 g/L 時，濾餅水分為23%，不僅水分較低而且加壓排料為1.3 t，生產(chǎn)效率較高。在入料管上采用濃度計實時測定入料濃度，確保始終處于325 g/L 附近，以便增強加壓過濾機生產(chǎn)效率。

表2 加壓過濾機入料濃度試驗結(jié)果

3.3 藥劑選型

洗選使用藥劑類型為PAM（聚丙烯酰胺）、PAC（聚合氯化鋁）并配合進口藥劑提升煤泥沉降效果，藥劑添加模式為國產(chǎn)藥劑單獨使用、國產(chǎn)藥劑+進口藥劑混合方式。藥劑添加中適當摻加進口藥劑后，降低了原有藥劑使用量比例，沉降效果以及經(jīng)濟性均得以提升。選煤廠通過完善助濾劑添加設(shè)備降低煤泥水泥化影響，采用的助濾劑為聚合氯化鋁，通過現(xiàn)場使用高灰細泥煤泥水處理時間由以往500 s 降至300 s，加壓過濾機處理能力及處理效果得以顯著提升。

4 結(jié)論

1）加壓過濾機處理煤泥水時，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場情況入料濃度、入料粒度、選擇合適藥劑等方式優(yōu)化入料性質(zhì)，同時調(diào)節(jié)工作壓力、主軸轉(zhuǎn)速等，使得加壓過濾機始終處于高效工作狀態(tài)。

2）根據(jù)選煤廠情況，通過適當縮小旋流器底流口直徑并增大溢流口直徑實現(xiàn)跑粗，具體將旋流器底流口與溢流口直徑比確定為3～4 時可適當改善跑粗效果；將弧形篩原0.35 mm 縫隙篩網(wǎng)更換為1.0 mm 縫隙篩網(wǎng)，增加弧形篩底流中粗顆粒占比，提高摻粗效果。摻粗前加壓過濾機入料中粒徑0.5 mm 以上粗顆粒、0.075 mm 以下細顆粒占比分別為1.2%、69.2%，摻粗后加壓過濾機入料中粒徑0.5 mm 以上粗顆粒、0.075 mm 以下細顆粒占比分別為4.4%、46.9%，通過摻粗改善了入料粒徑分布，加壓過濾機排料時間控制在240s。

3）通過對比分析，確定入料濃度為325 g/L，此時加壓過濾機不僅工作效率較高而且形成的濾餅含水率一般控制在25%以內(nèi)。完善助濾劑添加，可實現(xiàn)高灰細煤泥處理效果，高水細煤泥處理耗時由500 s 縮短至300 s 以內(nèi)，處理效果提升超過60%。