introductory

煤礦配套的動力煤選煤 廠，設計能力為&o Mt/a,主要生產工藝為：300 ~50 mm粒級采用塊煤智能干選機分選，50 ~ 2 mm粒級采用末煤重介質旋流器分選，2 -0. 15 mm 粒級采用粗煤泥螺旋分選機分選，＜0.15 mm粒級細煤泥采用加壓過濾機和diaphragm filter press聯合處理。煤礦煤炭屬石炭紀，牌號為長焰煤，具有中高 灰、低硫、低磷、低黏結性、低氧化鈣、中高揮發分、高灰熔點等特點，為中等可選煤，煤田處于山西河東煤田。煤泥呈灰黑色，灰分較高，煤泥水靜止2 h不能澄清，無上清液產生，細泥的灰分很 高，必須添加絮凝劑，煤泥才能形成絮團沉降。實 際生產過程中發現上榆泉選煤廠煤泥量大，且高灰 細泥多，導致壓濾困難，壓濾煤泥水分大、灰分高。

選煤廠現有煤泥處理系統壓濾出的煤 泥，采取的處理方法為大部分煤泥在晾曬場晾干后 低價銷售至電廠，少部分摻配進精煤。煤泥落地儲 存、晾曬和裝運過程中因對環境污染大，且煤泥售 價低，對選煤廠的社會效益和經濟效益造成 了較大影響。因商品煤發熱量要求較高，煤泥回摻 量小，且煤泥水分大，易堵塞溜槽，所以對生產影 響較大。若建設煤泥干燥系統，則運行成本高，環 境污染大，系統復雜。

為此，選煤廠對煤泥生 產系統進行了優化，完成了煤泥減量化改造，使部 分煤泥不入選直接回摻進入商品煤，較好地緩解了 煤泥水處理系統能力不足的問題，但是仍有部分煤 泥進入水洗系統最終需要經過壓濾機回收。這部分 煤泥產量較改造之前有所降低，但是經過選煤廠原有板框壓濾機處理后產品水分高，回摻進入混煤銷 售影響商品煤發熱量和價格，需要低價單獨外運銷 售。為進一步降低煤泥產品水分，提高煤泥發熱 量，避免煤泥回摻對商品煤發熱量的影響，從而實現企業經濟效益最大化，該廠需對原有diaphragm filter press進行置換或優化改進問題分析

(1) 設備工況差。選煤廠原有隔膜壓 濾機自建廠投入使用以來未能進行更新換代，再加 上煤泥性質變化，導致設備處理能力低，產品水分 高，安全性能降低，備件缺失等問題，需要更換新 的隔膜壓濾機。

(2) 脫餅效率低。為了加快煤泥沉降，保證 隔膜壓濾機的入料濃度符合要求，以及得到澄清的 循環水，向濃縮池添加凝聚劑和絮凝劑，其中絮凝 劑為陰離子型絮凝劑，藥劑進入濃縮池后隨著煤泥 沉降進入濃縮池底流，最終進入隔膜壓濾機處理， 導致煤泥濾餅黏附在濾布上不易脫落，影響隔膜壓 濾機使用效率。

(3) 濾液處理工藝不合理。目前選煤廠針對 隔膜壓濾機的濾液主要采用兩種方式，一種是直接 進入循環水池進行重復利用，存在的問題是在過濾 初期水質較差達不到循環水水質要求，而且在生產 過程中濾布破損之后，煤泥會進入濾液系統影響循 環水水質；另一種是與煤泥分級旋流器的溢流混合 作為濃縮池的入料，則會增加濃縮池的負荷，還會 導致凈水劑使用量增加。 基于上述問題，需要在原有隔膜壓濾機的基礎 上，對隔膜壓濾機的工作性能進行提升。為此，該 廠采用一種高壓隔膜壓濾機工業試驗機，對該廠煤 泥脫水效果進行探索試驗。

原有隔膜壓濾機與高壓隔膜壓濾機

原有隔膜壓濾機主要由機架部分、過濾部分、 電氣控制部分、液壓部分等組成。過濾部 分主要包括膜板和配板，膜板和配板交替排列形成 一組濾室，其間夾著濾布，濾板表面有溝槽，其凸 出部位用來支撐濾布，濾板的邊角上有通孔，組裝 后形成完整的通道，能流入懸浮液、引出濾液，濾 板兩側各有把手支托在橫梁上，由壓緊裝置壓緊濾 板。工作時，由進料泵將懸浮液從進料孔道壓入各 個濾室，固體顆粒被截留在濾布上形成濾餅，濾液 則穿過濾布，流向濾板過濾面，在濾板的溝槽集中 后從隔膜邊角通道排出機外。 膜壓濾機基礎上進行了研究之后制造而成，主要 組成部分與隔膜壓濾機相近，區別是增加了壓緊鎖 緊裝置。

High Pressure Diaphragm Filter Press主要優點有：

(1) 壓緊壓力增高，同時壓緊系統配備了鎖 緊裝置，鎖緊更可靠，從而可避免液壓系統長期高 壓運行，減少安全隱患。

(2) 入料壓力增高，從而加快了入料速度， 降低了產品水分。

(3) 擠壓壓力提高，擠壓壓力由原來的 0. 8 MPa提高到3 ~7 MPa,最大限度地壓出煤泥濾 餅中的水分。 具體工作過程如下：液壓站啟動壓緊濾板達到 設定的壓緊壓力之后，鎖緊裝置自動旋轉至鎖緊位 置,壓緊油缸泄壓，通過鎖緊裝置進行壓緊濾板;入料泵啟動，當入料達到設定的壓力之后開始保壓計 時;計時結束之后進入擠壓環節，擠壓壓力也可以設 定，在設定的擠壓壓力的情況下進行預定時間的擠 壓;擠壓結束之后，進行反吹，將入料孔和濾板內部 的多余物料吹出，最后進入卸料環節，濾板依次拉 開，物料依靠重力作用落入下方的輸送機。4工藝優化 基于上述試驗探索結果，該廠擬采用的高壓隔 膜壓濾機不僅在原有隔膜壓濾機的結構上進行改 進，還在卸料方式和濾液處理工藝上進行了相應優 化升級。

卸料方式

與原有隔膜壓濾機相比，高壓隔膜壓濾機的濾 板兩側外緣靠近下方的位置分別安裝一塊擋片，在 擋片上安裝彈簧，在隔膜壓濾機濾板壓緊的過程 中，受到油缸的壓力作用，彈簧被壓縮儲能，在拉 板小車將濾板拉開的瞬間，底部的彈簧釋放壓力， 造成濾板的擺動，在擺動的過程中濾板發生多次傾 斜，對濾餅的脫落起到良好的促進作用，可提高隔 膜壓濾機自動卸料的效率，較好地解決目前煤泥濾 餅黏附在濾布上不易脫落造成隔膜壓濾機使用效率 低的問題，可避免操作人員用木棍協助卸料的問 題，極大地提高卸料速度[11-13],同時規避成本增 加、設備磨損、工藝復雜的問題。

濾液處理工藝

隔膜壓濾機使用過程中得到的濾液通過濾液槽 進行收集，進入濾液管道之前的水平段安裝有濃度 計，自動控制系統根據濃度計的檢測結果選擇第一 自動控制閥門和第二自動控制閥門的開啟和關閉。 在過濾初期或者當濾布發生破損時，濾液濃度大, 濃度計檢測發現濾液濃度不符合要求時，自動控制 系統控制打開第一自動控制閥門，關閉第二自動控 制閥門，濾液經過濾液管道進入濃縮池入料桶進行 沉降得到澄清的循環水。在隔膜壓濾機正常過濾后期，濃度計檢測結果符合循環水要求時，打開第二自動控制閥門，關閉第一自動控制閥門，濾液經過濾液管道進入循環水池作為澄清水使用，既可實現 濾液濃度在線監測，還可實現濾液的分段回收處理。 此工藝既可解決目前隔膜壓濾機濾液直接進入 循環水導致循環水質量不滿足要求的問題，隔膜壓濾機濾液與煤泥分級旋流器的溢流混合作為濃縮池。

concluding remarks

通過高壓隔膜壓濾機單因素壓濾試驗分析可 知，在擠壓壓力為6 MPa、入料壓力為1.5 MPa、 入料質量分數為20%、擠壓時間為550 s、入料時 間為900s的情況下，高壓隔膜壓濾機具有最佳工況水平。同時提出了卸料方式和濾液處理工藝的優化升級方案，可解決目前煤泥系統存在的問題。目前高壓隔膜壓濾機置換項目已報批，預計設備應用 后煤泥水分降低，可以直接摻配進商品煤銷售，可 提高選煤廠經濟效益，帶來良好的社會效益，為同 類煤質的選煤廠提供有益的參考和借鑒。