穿流式压滤机在选煤厂煤泥回收系统中的应用

万刘鹏

（西山煤电集团设计院（有限公司）， 山西 太原 030053）

1 项目背景

1.1 改造前工艺现状

东曲矿选煤厂采用原煤脱泥无压三产品重介质旋流器分选+粗煤泥TBS分选+煤泥浮选的工艺。入洗原煤属极难选煤种，泥化程度高、煤泥量大。浮选尾矿经一次浓缩后，底流给入主洗车间通过浓缩旋流器+电磁振动筛+高频筛回收为末中煤，与重介中煤、TBS尾矿形成中煤产品进入中煤仓，在地下运煤通道与原煤掺配后供入电厂。一次浓缩机溢流由二次浓缩机浓缩，底流进入煤泥水压滤车间脱水后形成煤泥产品。

1.2 存在问题

1）中煤产品水分较高，无法单独经通道拉运至电厂，即使和原煤掺配也经常因水分高被电厂停运。该选煤厂中煤由重介中煤、TBS尾矿和尾煤一次浓缩机底流回收的末中煤三部分组成。各部分产率和水分情况见表1。

表1 中煤产品各部分产率及水分

由上表可以看出该选煤厂末中煤水分高（20.1%～24.7%，平均值21.8%）、在中煤中所占比例高达40.70%，使中煤产品水分在11.9%～13.4%间，平均达12.7%。该选煤厂现有工艺可以实现部分细粒煤泥回收，但受限于设备性能，产品水分无法降低。地下中煤仓直径小、高度大，中煤中水分逐渐渗透至仓底，容易造成放仓困难甚至溃仓，无法单独拉运，也无法满足电厂存储使用要求，必须与原煤掺配拉运。因此该选煤厂中煤拉运量严重受限，经常造成中煤仓满无法组织生产。

2）中煤发热量低，产品质量不稳定。该选煤厂生产两个品种产品，原煤性质差异大，中煤热值不稳定，在3 600～4 500 cal/g间波动，平均4 050 cal/g。电厂用煤热值标准为4 200 cal/g，该选煤厂目前的中煤产品有一部分达不到电厂用煤要求。降低末中煤水分从而降低中煤产品水分可以提高发热量，每降低1%水分可提高发热量60～80 cal/g。同时该选煤厂煤泥热值可达4 300 cal/g，售价随市场波动，造成一定资源浪费。降低煤泥水分后掺入中煤可提高中煤产品热值，煤泥得到充分利用。

3）煤泥堆存、运输环节存在环保隐患，制约生产。该选煤厂产生的煤泥由场地堆存，汽运销售，各环节均会对周边环境造成污染。随着环保要求日益严格，对提高煤泥灰分及固体废弃物处置工作有了明确要求。传统的储装运措施时常受制于政策管控，使该选煤厂的生产组织处于被动局面。

2 设备简介

单室进料空气穿流水洗滤饼压滤机（简称：穿流式压滤机）采用机、电、液一体化设计制造，拉板电机采用变频电机，结构合理、操作简单、维护方便、安全可靠。该系列压滤机能够实现滤板压紧、过滤、反吹、滤饼风干、滤饼洗涤、滤板松开、卸料等各道工序的自动化控制（以上功能可根据具体工艺要求进行增减）。同时，还可以配置隔膜板，过滤后通过水压改变滤室容积，对滤饼进行压榨，进一步降低滤饼含水率。滤板采用高性能原材料，使用大吨位智能注塑机一次注塑成型，精度高、密度高。电气元件和液压元件使用寿命长，因此该系列单室进料空气穿流水洗滤饼压滤机是理想的过滤设备。

压滤机具体有五大部分组成：机架部分、过滤部分、液压部分、卸料装置和电器控制部分，其结构详见图1。

图1 单室进料空气穿流水洗滤饼厢式程控自动压滤机结构图

3 工艺流程确定及优化设计

3.1 将原有尾煤回收系统改造为解除系统

该选煤厂三台一次浓缩机801、802、807用二备一，其中807入料除浮选尾矿、尾煤回收系统溢流与筛下水外，还包括TBS干扰床底流筛下水和煤泥水车间集中水池物料。集中水池入料为全厂打扫卫生水，不符合压滤机入料要求。故新建的压滤系统在处理末中煤时需设截粗系统，而新的压滤系统建成后，原尾煤回收系统将失去功用。为减少设备及基建投入，充分发挥旧系统功能，考虑将尾煤回收系统改造为截粗系统。具体方案如下：

新增设一趟管路，将801、802一次浓缩机底流直接泵入新建压滤车间处理。807浓缩机可兼作截粗缓冲池，其底流通过现有管路打入改造后的由浓缩旋流器+电磁筛+高频筛（或离心机）组成的558、559、574三套系统进行截粗。浓缩旋流器溢流、电磁筛筛下水标高较高，可通过管路自流至新建压滤厂房；高频筛筛下水标高较低，仍通过原有管路收集至主厂房离心液池，由原转排泵打入801、802一次浓缩池处理。

3.2 尾煤压滤系统设计

1）原压滤车间剩余两台压滤机的更新：将910、911煤泥压滤机更新为穿流式压滤机，在尾煤压滤车间预留位置增加一台穿流式压滤机，配套入料泵。原压滤车间供风管路、滤液水管路进行相应改造。完成后 909、910、911、912、913 五台压滤机入料为两级浓缩机底流的混合料，混合比例可通过阀门进行调节。

2）新建压滤系统设计：新建压滤系统的工艺起点为801、802一次浓缩机和813、816二次浓缩机。两级浓缩机底流由泵分别打入新建压滤厂房及原压滤车间厂房。在新建压滤厂房，两级浓缩机底流先进入物料缓冲混合桶，由压滤机入料泵供入穿流压滤机进行脱水。滤液水经滤液池收集后转排至高压循环水池供洗选系统使用。

综上，结合截粗系统、原压滤车间、新建压滤系统的尾煤压滤系统工艺流程见图2。

图2 改造后该选煤厂尾煤压滤系统工艺流程图

4 设备使用情况对比（见表2—下页表3）

表2 选煤厂原有系统329中煤各项指标

由对比表2、下页表3得知，原回收系统中末中煤水分在24%左右，329中煤产品整体水分在12.5%左右。采用穿流式压滤机后，末中煤水分能够控制在15%以下，比现系统降低约9%左右；329中煤产品整体水分在11%左右，比现系统降低约1.5%。并且，中煤产品的整体热值也能够由4 000cal/g提升至4 200 cal/g左右。

采用穿流式压滤机进行煤泥压滤试验，煤泥产品水分降低，将这种情况下的煤泥产品掺入329中煤后，整体产品的水分和发热量变化情况见表4。

由试验数据分析可知，采用穿流压滤机后，细煤泥水分能够控制在20%以下，发热量在4 450 kal/g左右。将这部分煤泥产品掺入到329中煤产品后，整体中煤产品的水分能够控制在13.0%左右，能够解决煤泥产品在堆存、运输环节中存在的问题，且混合煤种得水分、热值都能够符合电厂用煤要求，穿流压滤机设备的而成功应用能够为该选煤厂创造巨大的经济效益。

表3 该选煤厂采用穿流式压滤机后329中煤各项指标

表4 该选煤厂329中煤+使用穿流压滤机压滤煤泥产品质量数据

5 结语

穿流式压滤机是一种高效、节能、快速的间歇性操作加压过滤设备，适用范围广、分离效果好、洗涤充分彻底。该设备在选煤厂没你回收系统中的成功应用，说明穿流式压滤机能够有效降低煤泥产品的含水率，提升煤泥产量回收利用率，提高其经济附加值，解决煤泥产品水分偏高，硫分、热值不稳定和储存运输受限制等问题，具备广泛的推广应用前景，具有十分重要的现实意义和深远的社会意义。