煤泥脱水回收设备及其发展方向

爆泥脱水回收设备及其发展方向杨毛生淳B德;魏树海【摘要】论述了选煤厂煤泥脱水回收环节的重要性和意义，对比了目前在选煤厂应用的几种煤泥脱水设备的优缺点，提出了煤泥脱水回收设备应具有的功能、特点及其发展方向.【期刊名称】《选煤技术》【年(卷)，期】2011(000)004【总页数】4页(P74-77)【关键词】煤泥脱水;压滤机;加压过滤机;沉降过滤式离心机脱水机【作者】杨毛生;郭德;魏树海【作者单位】中国矿业大学(北京)，北京100083;新峪选煤厂仙西孝义032302;华北科技学院，北京东燕郊101601;山西恩必讴重工有限公司,山西太原030001【正文语种】中文【中图分类】TD946.2煤泥脱水回收是选煤厂生产中的重要一环。随着采煤机械化程度和选煤过程机械化程度的提高，煤泥量大幅增加，相应细粒级选煤产品产量也大幅度增加。细煤泥含量的提高给煤泥水的处理及煤泥脱水回收、实现固液分离增加了难度，导致细粒级产品脱水问题日益突出［1］。然而，用户对煤炭质量要求却越来越高，希望精煤中水分和灰分更低。较高的精煤水分既影响了企业效益也浪费了社会资源，并增加了能源消耗，与节能减排的国策不相符。所带来的问题主要表现在:夏季运输时，精煤会随着水分渗出而流失，既浪费了宝贵的资源，又污染了环境;冬季寒冷的地区，会发生冻车皮事故，严重影响车皮的周转率，给铁路运输造成不必要的经济损失;由于精煤水分高，每年还浪费了巨大的运力，据估算，每年多运输的水量就高达800万t以上;对电煤用户来说，水分每增加1个百分点，发热量会降低250~330kJ/kg左右；对于炼焦用煤，水分每增加1个百分点，炼焦的时间就会延长10min，焦炭产量就会降低3%~4%。因此进一步降低精煤水分是选煤工作者一项重要而艰巨的任务，而降低精煤水分的关键是搞好细粒煤的脱水。1常用煤泥脱水回收设备目前，用于实现煤泥脱水回收的设备有压滤机、加压过滤机、沉降过滤式离心脱水机、真空过滤机等。较为常用的主要是压滤机、加压过滤机、沉降过滤式离心脱水机。1.1压滤机压滤机作为一种固液分离设备，在煤炭行业主要用于煤泥脱水回收并实现固液分离，在选煤厂应用广泛［2,3］。压滤机的（图1）工作原理为:利用压力泵或压缩空气，将预先准备好的煤浆压入由相邻两块滤板组成的密闭滤室中，使滤布两边形成压力差，滤液透过滤布排出滤室，而滤饼则被截留在滤布上，从而实现细煤泥的脱水和固液分离。精煤隔膜压滤机集流体静压力过滤、隔膜剪切挤压过滤和强气压穿流过滤为一体。其中滤板部分是压滤机的关键部件之一。图1精煤压滤机结构简图压滤机的技术特点为:①可对细、粘物料进行1.2加压过滤机加压过滤机的结构示意见图2，它是将圆盘过滤机置于一个密封的加压仓中，加压仓内充有一定压力的压缩空气，利用压缩空气作为过滤动力，在滤盘和滤布两侧产生压差而进行煤泥过滤脱水;在滤盘上，通过分配阀与通大气的汽水分离器形成压差，滤液通过浸入悬浮液中的过滤介质排出，而固体颗粒被收集到过滤盘上形成滤饼;随着滤盘的旋转，滤饼经过降水后，到卸料区卸料，由排料装置间歇排出。整个过程自动进行［2,4］。图2加压过滤机结构简图加压过滤机技术特点为:①单台设备处理量较大，通常情况下为0.3~0.5t/(m2・h)；②产品水分低，滤饼水分一般为18%~22%，滤饼松散，易于掺混:③自动化程度高，全自动化操作;④滤液浓度低，一般为5~15g/L;⑤体积庞大，占地面积大;⑥辅助设备多，动力消耗大;⑦维修量大，生产成本高;⑧对煤泥的适应性差，不适用于粒度较细的煤泥和尾煤;⑨造价高。1.3沉降过滤式离心脱水机沉降过滤式离心脱水机(图3)是一种连续生产的固液分离设备，定位于脱水回收以>0.045mm粒级为主的物料。由柱-锥-柱的转筒及与其同轴装在里面的螺旋输送装置组成。大圆柱部分为沉降区，圆锥部分为离心脱水区，带有筛网的小圆柱部分为过滤区。其工作原理为:物料从给料管流入螺旋转鼓的给料腔内，在离心力的作用下，煤浆被抛到转鼓内，固体颗粒比水的密度大，在离心力的作用下，固体颗粒紧紧贴在筒壁上，形成环形固相层;水在固相层上形成环形液相层，从溢流口溢出，形成沉降液;转鼓内装有与转鼓旋转方向相同、但速度略低的螺旋推进器，固体颗粒在螺旋推进器的带动下，向前移动，通过转鼓内的锥段，进入筛网段，此为沉降过程;进入筛网段的固体颗粒在离心力作用下，其中剩余的液体通过筛网排出，形成过滤液，固体颗粒则在螺旋推进器的作用下继续向前移动，至排料口排出，此为过滤过程［5,6］。图3沉降过滤式离心脱水机结构生产经验认为，沉降过滤式离心脱水机是一种高效煤泥脱水和回收设备，其固液分离的过程主要是在沉降段完成的，然而对于粒度v0.074mm的细颗粒煤泥，在该机的沉降段是无法实现固液分离的，即该机无法回收v0.074mm的细颗粒煤泥。沉降过滤式离心脱水机的特点是:①单台设备处理量大;②产品水分低，干料水分一般为16%-18%，干料松散连续、易于掺混;③自动化程度高，全自动化操作;④沉降液浓度高，通常情况下为40~80g/L,不能作为煤泥脱水最终的把关设备;⑤体积小，占地面积小;⑥辅助设备少，动力消耗小;⑦维修量大，维修时间长，生产成本高;⑧对煤泥的适应性强;⑨造价适中。上述三种设备各有优越性和局限性，目前在选煤厂均有较为广泛的应用。2常用煤泥脱水回收设备性能比较为了综合而客观地评价几种脱水设备的性能，选择常用的120m2加压过滤机、300m2隔膜压滤机和1200x1800沉降过滤式离心脱水机，对他们在处理浮选精煤时的脱水工艺效果和技术经济指标进行了详细对比分析，如表1所示。表1几种脱水设备性能比较表？由表1对比看出，在处理类似物料、处理量相当的情况下，采用加压过滤机设备台数最多，占用厂房体积最大，虽该设备效率高，但功耗很大，细泥适应性差，滤饼松散，水分较低，滤液浓度低;压滤机设备台数中等，煤泥经压滤机处理后，滤饼成块状，水分较高，但其功耗相对较小，对细煤泥适应性好，滤液浓度低，能够作为把关设备实现固液分离;沉降过滤式离心脱水机占地面积最小，功耗中等，细煤泥适应性中等，干料松散，水分较低，但对于粒度v0.074mm的细颗粒煤泥无法实现固液分离，因而不能作为细煤泥处理的最终把关设备。因此，在处理较粗物料时，采用加压过滤机或沉降过滤式离心机应是首选，而处理较细物料时，采用压滤机较为合适。3煤泥水固液分离设备的发展方向虽然可作为煤泥脱水回收的设备较多，但目前使用较为普遍的仅有以上三种设备。这三种设备都有其优越性，也存在一定的局限性。从以上分析对比看出，目前尚没有一种十分理想的煤泥脱水回收、固液分离设备可供选择。加强选煤产品脱水特别是细煤泥产品的脱水是实现煤泥厂内回收、洗水闭路循环，是关系到节能、节运、保护环境和充分利用国家资源的重大问题。因而研发一种新型、高效、节能的煤泥脱水回收设备，为选煤厂实现煤泥固液分离、提高回收率、简化工艺流程、降低基建投资、实现节能减排提供一种新型的煤泥水把关设备，显得十分必要和紧迫。理想的煤泥脱水回收设备应具备如下优点：设备大型化，处理能力大，吨煤电耗低。随着煤炭产量的提高，大型选煤厂将是今后的发展方向和趋势，因而需要单台处理能力大的大型设备与之配套，以减少设备台数和占地面积，并应具备吨煤电耗低、节能的特点，吨煤脱水电耗应低于5kW・h。产品水分低，水分应<18%。产品水分的高低直接关系到节能、节运、节约资源、保护环境和精煤水分指标。降低细粒煤水分是实现节能减排最直接、最有效的手段和措施。物料松散连续、易于掺混。物料松散连续，易于掺混是实现煤质稳定的关键，只有煤质均匀、稳定，才能够给客户提供合格的产品。⑷能够彻底实现固液分离，可作为煤泥水的把关设备，滤液浓度低(<5g/L)，可作为循环水直接使用。实现固液较彻底分离是保障资源回收、环境保护、洗水闭路循环的关键。设备的适应范围广，对煤泥的适应性强。设备应能适应粗、细煤泥的脱水回收和固液分离，对极细煤泥含量不做过多要求，具有普遍的适应性，在极细煤泥含量较高的情况下也能实现固液分离，并满足产品水分要求。工艺流程简单，不需要预先浓缩环节。能够独立完成脱水和固液分离，不需要其他设备为其配套服务。简化工艺流程是选煤工作者始终追求的目标，要在满足工艺要求、产品质量的前提下，尽量简化工艺流程，取消浓缩环节，实现宽浓度范围的入料。⑺设备可靠性高，维修方便，维修量小，维修时间短，生产成本低。设备可靠性高、维修方便、维修量小、维修时间短是保障工业化大生产连续正常运行的关键因素。设备一旦出现故障或更换易损件，应具备现场方便、快速维修更换的特点，如现场无法更换维修，将严重制约生产。降低生产成本是每个企业追求的目标，是实现效益最大化的保障。自动化程度高，智能化，易于操作，具有故障自诊断能力。工业化大生产要求设备具有较高的自动化和智能化水平，并具有一定的故障自诊断能力和故障自愈能力，以保障生产连续稳定运行。辅助设备少，简化系统，以节约投资。体积小，占地面积小，可以降低基建投资。4结语由于目前煤泥脱水回收、固液分离设备都不十分理想，因而研发一种新型、节能、高效的煤泥脱水回收、固液分离把关设备具有现实意义和长远意义。要完全做到新型、节能、高效，使煤泥脱水回收、固液分离的把关设备具备上述优点尚需做大量工作。然而这一目标一旦实现，必将对煤泥的脱水回收、固液分离和煤泥水工艺带来革命性的变革。参考文献：[1]杨俊利，邢玉梅.我国细粒煤脱水技术与设备研究现状[J].过滤与分离，1999,(2).[2]王敦曾.浅析煤泥脱水的高效设备——沉降过滤式离心机[J].选煤技术，2004,(1).[3]李佰云.煤泥压滤脱水的现状及动态[J].选煤技术