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带式压滤机与板框式压滤机的技术比较与分析

发布时间:2018-4-29

      随着国家对环境整治力度的加强,煤泥水处理的问题在洗煤生产中日益突出。而固液分离是煤泥水处理问题的核心,于是采用合适的脱水形式对解决煤泥水问题致关重要。目前浮选精煤脱水,主要采用真空过滤机和加压过滤机,近年来加压过滤机技术上日臻成熟,应用日渐广泛;尾矿脱水多年来主要采用板框式压滤机,近年来矿用带式压滤机做为煤泥脱水的把关设备也逐步被接受。

      这里就山西某洗煤厂尾矿脱水实例,对板框和带式两种压滤形式进行分析和比较。 煤泥水处理概况, 其洗煤厂为年入洗能力300×10^4t的群矿型洗煤厂,采用重介浮选联合工艺。由于入洗原料煤含矸量较大,且伴生岩遇水泥化严重,故而煤泥量较大。尤其尾矿粒度细、粘度高,属较为典型的高灰细泥,脱水较为困难。曾一度因尾矿脱水问题而严重制约洗煤生产。后经改造引进了zh中汇矿用带式压滤机,目前尾煤脱水问题已经基本得到解决,煤泥粒度组成见下表。

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煤泥水处理工艺见下图:

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      工作原理:

       板框式压滤机工作原理 


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       滤板组在液压缸沿主梁的轴向力作用下,在相邻滤板间形成滤室,滤室侧壁附有过滤介质,周边密封。煤泥水由入料泵经入料孔注入滤室,通过注料泵提供的液相压力在过滤介质两侧形成的压力差,实现固液分离。煤泥颗粒滞留在滤室内,滤液透过过滤介质从滤板导水槽排出,待过滤阻力与泵提供的液相压力平衡时,滤液不再淅出,过滤过程完成(如下图)停止注料,拉开滤板,卸落滤饼。上述工作循环可分成以下过程

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     整个工作循环所需时间t=t1+t2+t3+t4 

     整个工作循环时间(t)影响最大的是注料时间(t2),而注料时间t2主要与煤泥的粒度组成及注料压力相关。

A:t2与粒度的关系 在注料过程中,泥粒附着在过滤介质表面,形成滤饼,滤饼本身同时也成为过滤介质。随着滤饼增厚,过滤阻力也增大。在此过程中,如果泥颗越小,形成的滤饼就越致密,产生的过滤阻力也就越大,注料所需时间t2就越长。当泥粒细到一定程度时,即便滤饼尚未充满滤室,也会出现过滤阻力与液相压力持衡的现象。于是就会产生滤饼“夹芯”。

B:t2与压力的关系 通常我们习惯认为,注料泵提供的液相压力越大,产生的过滤压差就越大,过滤时间也就越短。但如果泥粒很细,过大的注料压力会使包括滤饼在内的过滤介质中的涌隙被迅速充塞,从而加速滤饼“夹芯”的形成。于是对于高灰细泥通过一味提高注料压力来缩短注料时间也是不可取的。

       带式压滤机的原理 

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        带式压滤机是一种连续给料连续出饼的脱水设备,过滤介质由上下两层滤带组成,过滤压力源于气缸对滤带的柔性张力。 其脱水过程大致可分为重力脱水、预压脱水和高压脱水三个过程。首先煤泥被给至重力脱水段,其中游离的水在重力作用下渗出上层过滤介质。经重力脱水后煤泥被折返到下层过滤介质,在两层过滤介质的夹持下进行预压脱水。预压力可以根据不同的煤泥流动性进行调整,使其与煤泥的压力梯次曲线相拟合,以免煤泥侧溢。经过预压失去流动性的煤泥在过滤介质的夹持下经脱水滚筒反复折返挤压,在过滤介质的剪切力作用下,实现固液分离。滤液被收集排出,滤饼自行剥离卸落。

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在上述脱水过程中,过滤压力来自过滤介质外部,泥粒之间相互挤压,将水由颗粒间隙挤出,最终淅出过滤介质。实现这个过程要克服的主要是泥粒与水分子间的范德华力,故而消耗机械能较少。

       作业效果

板框压滤机

① 板框压滤机每个作业循环150min左右,其中注料时间120min左右,单机平均小时处理能力3-5t左右。 

② 由于滤饼经常带有“夹芯”,加之滤液与滤饼不能很好地分流,滤饼落地水份达46%,需经进一步干化处理方可转运贮存。

 ③ 由于注料时间较长,卸饼时需人工参与,工人劳动强度较大。

 ④ 注料泵长时间连续运行,磨损较重,添料频繁,时常跑料。供料系统自动运行的可靠性较难保证。

带式压滤机

① 连续工作,便于与洗煤生产实现同步,小时处理能力20-30t左右。 

② 滤饼滤液互不污染,滤饼水份在25-30%左右,滤液浓度在3-5g/L。 ③ 工况参数调整合适后,可以1人多机操作。 

④ 作业环境易于保持,工人劳动强度降低。 

        运行费用

 以2017年上半年两种脱水设备的实际运和行费用为参照,折合成年运行费用如下:

板框运行费用(6台)

人工:3000元×25人×12月=90万/年

电力:270KW×20h×300天×0.83元=134万元/年

材料(滤布、滤板、压条、油脂等):91.50万元/年

合计:90+134+91.50=315万元/年

折合每台运行费用为: 315/6=52.5万元/年

带式压滤机运行费用(4台)

人工:3000元×2人×12月=7.2万元/年

电耗:94KW×20h×300天×0.83元=46万元/年

药耗:0.8元×46×20×300=22.00万元/年

滤带:1.35×6=8.1万元/年

其它费用:3万元/年

合计:7.2+46+22+8.1+3=86.3万元/年 

折合每台运行费用为: 86.3/4=21.5万元/年

板框运行费用:带式运行费用=2.44:1

综上所述,采用中汇带式压滤机做为煤泥脱水的把关设备,可取得良好的效果。尤其用于细泥脱水时,优势更加显著。 

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