空气穿流隔膜压滤机在潘一选煤厂的应用

1、前言

煤炭水分是选煤厂进行产品质量控制的重要指标：

对于炼焦精煤，水分高，将延长炼焦时间，降低焦炉产量，缩短焦炉使用寿命。据统计，水分每增加 1% ，炼焦时间延长 20min ，而且由于水分蒸发，增加了燃料消耗，使焦炭产量降低 2%-4% 。

潘一选煤厂以入洗原煤粒度组成较细，2019-2021 年，外销精煤水分平均在 12.5%-13.0% 左右。为了减少精煤水分的不稳定给企业带来的经济影响，潘一选煤厂积极开展浮选精煤降水新途径的探索。

2、浮选精煤脱水设备

加压过滤机、沉降过滤式离心机和压滤机是细粒煤脱水回收的常用设备。其中：

（1）加压过滤机具有处理量大、工作连续性强、自动化程度高等特点，滤饼水分 20%-21% 左右。但辅助设备多，检修维护工作量大，主机与辅机总装机容量大。

（2）沉降过滤式离心机具有系统简单、操作方便等特点，但仅适宜回收细粒级含量较少的（ -0.045mm 粒级的量小于 40% ）的煤泥。

（3）空气穿流隔膜压滤机相对于传统压滤机的基础上增加了高压吹气置换的固液分离方法，近年来已在国内多座选煤厂得到了应用，取得了良好效果，滤饼水分可有效降到 18% 以下。

3、空气穿流隔膜压滤机的应用

2020 年，潘一选煤厂引入 2 台景津 HAZG600 空气穿流隔膜压滤机，并于2021 年 4 月建成生产。

3.1 压滤机的结构

相比传统压滤机，其核心在于进料方式的差异：

进料板：由主进料管道向每个滤室单独分流进料，有效保证滤饼厚度均匀；滤室的形状可使有效过滤面积增加 6-11% ；进料板是角吹风的排水排气板。

隔膜密封板：隔膜密封板配套进料板使用；隔膜密封板是压榨和角吹风的进水进气板； 滤板吹风孔的设计可以保证吹风在恒稳压力下全面充分的穿透滤饼。

3.2 压滤机工作特点

（1）从止推板左上角入料口入料，通过箱式板进入滤室。

（2）隔膜板与箱式板交替布置，通过向隔膜板滤腔高压清水，改变腔室容积，使滤板变形挤压滤饼脱水，降低滤饼含水率。

（3）压榨水从隔膜板侧边进入滤腔，每块隔膜板通过胶管与压榨水管连接，压榨结束后，压榨水返回水池循环使用。

（4）高压风从隔膜滤板右下角进入滤室，从隔膜板侧穿透中间滤饼到箱式板侧，水和气再从滤液嘴流出，通过这种空气穿流，进一步降低滤饼水分。

（5）采用新型泼胶滤布，形成相对密闭的过滤室，减少了压榨能量的损耗，提高了过滤效果。

3.3 压滤效果影响因素

为获取该型压滤机最佳工作状态，探索隔膜压榨压力、角吹风时间、入料泵给料压力（时间）等指标对压滤机脱水效果的影响, 开展了相关试验，如下：

（1）压榨压力试验

设计水压榨压力范围为 0.00-1.10Mpa ，试验过程中，保持入洗原煤煤质、煤种不变，固定入料压力为 0.60Mpa ，原煤小时处理量保持稳定。随着压榨压力的提高，滤饼水分呈逐步下降趋势，在压力为 0.20 时水分最高为 24.4% ，在压力为 1.10Mpa 时最低为 19.3% ，当压力逐步增加到 0.80Mpa 以上时，滤饼水分降幅逐渐趋缓。

（2）角吹风试验

同样，保持入洗原煤煤质、煤种不变，固定入料压力为 0.60Mpa ，原煤小时处理量保持稳定，控制角吹风时间从 1min 至 5min 时间。随着角吹风时间的增加，滤饼水分呈逐步下降趋势，其中在 150 秒至 210 秒之间下降幅度最大，达 1.1% ，但210 秒之后滤饼水分下降趋缓，至270 秒时水分仅下降 0.3% 。经观察，随着吹风时间的增加，吹风压力逐渐下降（下降速度约为 0.10Mpa/min ），当吹风压力降至 0.40Mpa 时，随着吹风时间的继续增加，降水效果不明显。

（3）入料压力试验

保持入洗原煤煤质、煤种、角吹风时间不变，原煤小时处理量保持稳定 ，统计不同入料压力下的滤饼水分。随着入料压力的增加，滤饼水分呈下降趋势，入料压力增加到 0.50Mpa 时，滤饼水分降至 18% ，随着入料压力的继续增大，滤饼水分缓慢下降，至 0.7Mpa 时，水分为 17.1% 。

观察发现，当入料压力低于 0.45Mpa 时，入料压力表指针不稳，压力值波动大，且压榨压力上升到 1.1Mpa 时间高达 380s（正常约为 160s），可能是压滤机注料时间短，滤室注料不均衡导致，在这种情况下，隔膜板形变大，对滤板损伤较大，因此入料压力不宜低于 0.45Mpa_⨀ 。

3.4 试验结果

通过上述试验，确定针对潘一选煤厂洗选洗选一号精煤时，水压榨压力不宜低于 1.0Mpa ；入料压力不低于 0.60Mpa ，但不高于 0.65Mpa ；角吹风时间不

低于180s，压力不低于 0.4Mpa.

相比水压榨压力、入料压力，角吹风时间和压力是保证滤饼水分的关键因素，在保障吹风压力的情况下，延长吹风时间有助于进一步降低滤饼水分。

精煤压滤机滤饼水分可以达到 18% 以下，作业循环时间 20min 左右，滤饼重量约为 8.5t

3.5 使用情况

压滤机投入使用后，运行较为稳定，系统自动化程度较高，人工干预少、劳动强度小。滤饼水分稳定在 18% 左右，明显优于加压过滤机，滤饼灰分基本与加压过滤机滤饼灰分一致，滤液浓度低于 10g/L （优于加压过滤机）。滤饼松散程度较好，但未见因块状物料可能造成掺配不均衡导致的产品质量问题。

3.6 存在的问题

（1）试验过程中发现入料压力到达 0.65Mpa 后，很难再继续上升，当入料时间达到 15min 时，压力表仍然为 0.65Mpa （正常入料时间为 6-8min ），这可能与浮选精矿密度低、泡沫含量大有关。

（2）滤液为暗流式，当滤布破损时无法判断具体破损位置，增加了滤布查找、维护的难度。

4、应用效果分析

潘一选煤厂精煤产品主要由重介精煤、粗精煤和浮选精煤组成，其比例分别约为 55%,10% 和 35% 。精煤压滤投入使用前，三个产品水分分别在 7.5% 左右、14% 左右、 21% 左右，计算精煤产品水分为 12.88%₀₀ 。

精煤压滤机单板循环时间 20min 左右，单板滤饼重量约为 8.5t，两台精煤压滤机计算处理量 51t/h ，改造前后精煤产品水分对比统计如下表 1 所示

改造前，精煤水分 12.88% ；两台精煤压滤机投入使用后，滤饼水分明显降低，另外，由于加压过滤机停开一台，压风机房只需开启 3 台压风机为加压过滤、浮选矿浆准备器、介质添加等系统供风，加压过滤机仓压也得到有效提升，可稳定在 0.20Mpa 左右，也改善了加压过滤机的滤饼水分，使得整体精煤水分达到 12.40% ，相比改造前降低 0.48% ，达到了降水目的。

参考文献:

[1] 谌托 . 淮北矿业浮选精煤压滤脱水工艺的改进 . 煤炭加工与综合利用，2019(5) ：15-18.