礦用帶式與板框式壓濾機的技術(shù)對比

礦用帶式與板框式壓濾機的技術(shù)對比李定明（水礦集團公司汪家寨煤礦洗煤廠，六盤水市553009）摘要通過礦用帶式與板框式壓濾機在同一作業(yè)現(xiàn)場的平行運行，結(jié)合兩種脫水設(shè)備工作原理、結(jié)構(gòu)特征、作業(yè)效果，從運行管理等方面，對兩種脫水形式進行技術(shù)淺析。關(guān)鍵詞礦用帶式壓濾機板框式壓濾機煤泥水高灰細(xì)泥固液分離節(jié)能降耗隨洗煤工藝的不斷發(fā)展，煤泥回收環(huán)節(jié)的逐步細(xì)化及國家對環(huán)境整治力度的加強，煤泥水處理問題在洗煤生產(chǎn)中日顯突出。固液分離是煤泥水處理問題的核心。目前，浮選精煤脫水，主要采用真空過濾機和加壓過濾機；尾礦脫水，多年來主要采用板框式壓濾機。但是，近年來，礦用帶式壓濾機做為煤泥脫水的把關(guān)設(shè)備也逐步被接受。這里，就汪家寨洗煤廠的尾煤脫水實例，對板框式和帶式兩種壓濾形式進行比較和分析。1煤泥水處理概況汪家寨洗煤廠為入洗能力300X104t的群礦型洗煤廠，采用重介浮選聯(lián)合工藝。由于入洗原料煤含矸量大，且伴生巖遇水泥化嚴(yán)重，故煤泥量較大。尤其尾礦粒度細(xì)、粘度高，屬較典型的高灰細(xì)泥，脫水困難。該廠曾一度因尾礦脫水問題而使洗煤生產(chǎn)受到嚴(yán)重制約。改造時，引進了DYF型礦用帶式壓濾機。目前，該廠尾煤脫水問題已基本得到解決。其流程見下圖，煤泥粒度組成見下表。2.1板框式壓濾機工作原理粒級質(zhì)量產(chǎn)率累計(mm)(g)(%)產(chǎn)率（%）產(chǎn)率（%）>0.830.000.000.00100.000.83-0.350.000.000.00100.000.35-0.187.460.560.56100.000.18-0.12585.306.366.9299.440.125-0.074200.6414.9721.8993.08<0.0741047.3278.11100.0078.11Z1340.72100.00濾板組在液壓缸沿主梁的軸向力作用下，使相鄰板間形成濾室，濾室側(cè)壁附有過濾介質(zhì)，周邊密封；煤泥水由入料泵經(jīng)入料孔注入濾室。通過注料泵提供的液相壓力在過濾介質(zhì)兩側(cè)形成壓差，實現(xiàn)固液分離；煤泥顆粒滯留在濾室內(nèi)，濾液透過過濾介質(zhì)從濾板導(dǎo)水槽排出。待過濾阻力與泵提供的液相壓力平衡時，濾液不再析出，過濾過程完成。停止注料，拉開濾板，卸落濾餅。上述工作循環(huán)所需時間可分成以下過程：t1壓緊k注料ht3k整理卸料t=L+t-+t-+L1234近年來，板框壓濾機結(jié)構(gòu)和控制方式有很大改進，主要體現(xiàn)在t「t3、t4的縮短。但是，對整個循環(huán)時間影響最大的是注料時間（t2），而注料時間t2主要與煤泥粒度組成注料壓力相關(guān)。（1）t2與粒度的關(guān)系注料過程中，泥粒附著在過濾介質(zhì)表面，形成濾餅，濾餅本身同時也成為過濾介質(zhì)。隨濾餅增厚，過濾阻力增大。此過程中，泥粒越小，形成的濾餅就越致密，產(chǎn)生的阻力就越大，注料所需時間t2就越長。當(dāng)泥粒細(xì)到一定程度時，即便濾餅尚未充滿濾室，也會出現(xiàn)過濾阻力與液相壓力持衡現(xiàn)象。于是就會產(chǎn)生濾餅“夾芯”。（2）t2與壓力的關(guān)系通常認(rèn)為，注料泵提供的壓力越大，產(chǎn)生的壓差就越大，則過濾時間也就越短。但如果泥粒很細(xì)，過大的注料壓力會使包括濾餅在內(nèi)的過濾介質(zhì)中的涌隙被迅速充塞，加速濾餅“夾芯”的形成。因此，對于高灰細(xì)泥，一味提高注料壓力來縮短注料時間不可取。2.2帶式壓濾機工作原理帶式壓濾機是一種連續(xù)給料與出餅的脫水設(shè)備。過濾介質(zhì)由上下兩層濾帶組成，過濾壓力源于氣缸對濾帶的柔性張力。其脫水過程可大致分為重力脫水、預(yù)壓脫水和高壓脫水3個過程。首選，煤泥被給至重力脫水段。其中，游離水在重力作用下從上濾帶滲透，經(jīng)重力脫水后煤泥被折返到下層過濾介質(zhì)上；在兩層過濾介質(zhì)的夾持下預(yù)壓脫水。預(yù)壓力大小可根據(jù)煤泥的流動性調(diào)整，使其與煤泥的壓力梯次曲線相擬合，以防煤泥側(cè)溢。預(yù)壓后失去流動性的煤泥，在過濾介質(zhì)的夾持下，經(jīng)脫水滾筒反復(fù)折返擠壓，并在過濾介質(zhì)的剪切力作用下，實現(xiàn)固液分離。濾液被集中排出，濾餅自行剝離卸落。上述脫水過程中，過濾壓力源于過濾介質(zhì)外部，靠泥粒間相互擠壓，水由其間隙擠出，最終析出過濾介質(zhì)。實現(xiàn)這個過程要克服的主要是泥粒與水分之間的范德華力，故而消耗機械能較少。工作原理見下圖。3結(jié)構(gòu)特征3.1板框壓濾機的結(jié)構(gòu)特征板框壓濾機主要由機架部分、傳動系統(tǒng)、過濾系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、入料系統(tǒng)及電控系統(tǒng)等組成。主體設(shè)備大，需足夠卸料空間，多采用躍層卸料。（1）機架部分由壓濾機的框架梁、油缸、壓緊板、止推板、主梁和中間托架等組成（2）傳動系統(tǒng)由液壓電機、套筒滾鏈、鏈輪及提鉤盒等組成。（3）過濾系統(tǒng)主要由濾板、濾布及密封壓條組成。相鄰濾板間形成濾室，濾布做為過濾介質(zhì)襯于濾板表面。（4）液壓系統(tǒng)為濾板壓緊、松開提供動力。（5）入料系統(tǒng)主要由入料泵、入料管路、閥門及電動換向閥等組成。入料形式有中心孔入料和角孔入料。入料泵不僅輸送泥漿，同時為固液分離提供液相壓力。（6）電控系統(tǒng)近年多采用PLC控制。3.2帶式壓濾機結(jié)構(gòu)特征整機主要由框架、輥筒、物料準(zhǔn)備裝置、濾液收集裝置、濾帶沖洗裝置、濾帶跟蹤糾偏裝置、驅(qū)動系統(tǒng)、張緊裝置、濾帶及控制系統(tǒng)組成。整機結(jié)構(gòu)緊湊，占地少，可同層卸料。（1）機架是整機組裝載體，需有足夠的機械強度和加工精度。（2）輥筒做為核心部件用于濾帶的導(dǎo)向和壓榨。對機械強度、加工及裝配精度要求較高。（3）物料準(zhǔn)備系統(tǒng)包括強化造粒裝置、布料器、犁形助濾器等，以使物料形成良好工況。（4）沖洗裝置由沖洗水管與噴嘴組成，對濾帶連續(xù)沖洗，以保持過濾介質(zhì)的良好涌隙。（5）濾帶跟蹤糾偏裝置由執(zhí)行氣缸、傳感器等組成，保證濾帶在安全位置上運行。（6）張緊裝置可使濾帶張緊松開，為壓濾脫水提供壓力。（7）濾液收集裝置將濾液收集并集中排出，避免濾液對作業(yè)環(huán)境和濾餅的污染。（8）濾帶上下兩條，為過濾介質(zhì)，并傳遞壓力。（9）驅(qū)動裝置由電機、減速器及調(diào)速器組成。一般采用變頻或電磁兩種形式調(diào)節(jié)帶速。（10）電氣控制系統(tǒng)采用PLC，集中控制。4作業(yè)效果4.1板框壓濾機作業(yè)效果（1）板框壓濾機每個作業(yè)循環(huán)150min左右，其中注料時間120min左右，單機平均處理能力3-5t/h左右。（2）因濾餅經(jīng)常帶有“夾芯”，加之濾液與濾餅不能很好地分流，落地濾餅水分達46%，需進一步干化處理方可轉(zhuǎn)運貯存。（3）注料時間長，卸餅需人工參與，強度較大。（4）注料泵連續(xù)運行，磨損較重，添料頻繁，時常跑料。供料系統(tǒng)自動運行的可靠性較難保證。（5）操作的工藝條件簡單，操作經(jīng)驗較豐富。4.2帶式壓濾機的工作效果（1）連續(xù)工作，便于與洗煤生產(chǎn)同步，處理能力6-10t/h左右。（2）濾餅濾液互不污染，濾餅水分約25-30%，濾液濃度3-5g/L。（3）工況參數(shù)調(diào)整合適后，可1人多機操作。（4）作業(yè)環(huán)境易保持，勞動強度降低。（5）工況效果受工況條件的影響較敏感，需較高的操作技能和經(jīng)驗。（6）沖洗噴嘴經(jīng)常堵，拆卸和更換麻煩。軸承密封有待完善，浸水后易誘發(fā)故障。5、運行費用現(xiàn)以2005年上半年兩種脫水設(shè)備的實際運行費為參照，折合成年運行費進行對比。5.1板框運行費用（6臺）人工：800元X25人X12月=24.00萬元/a電力：270kWX20hX300天X0.39元=63.18萬元/a材料（濾布、濾板、壓條、油脂等）91.50萬元/a5.2帶式壓濾機運行費用（4臺）人工：800元X6人X12月=5.76萬元/a電耗：94kWX20hX300天X0.39元=22.00萬元/a藥耗：0.8元X46X20X300天=22.00萬元/a濾帶：1.35X6=8.1萬元/a其它費用：3萬元合計：5.76+22.00+22.00+8.1+3=60.86萬元折合每臺年運行費用為：60.86/4=15.21萬元折合成噸煤泥運行費用比為：板框式：帶式=29.77/5：15.21/8=