高压隔膜压滤机在龙凤选煤厂的应用实践

兰 红 刘发勇 何 林

（1.贵州林东煤业发展有限责任公司龙凤煤矿，贵州 毕节 551800；2.贵州盘江煤电集团技术研究院有限公司，贵州 贵阳 550081）

煤泥是洗煤厂生产过程中经洗选、沉淀、浓缩等工艺流程的产物。随着机械化智能化采煤技术的应用，原煤中入选粒径＜0.5 mm 细粒煤的含量不断增多，增加了煤泥处理及脱水的难度[1-4]，近年来新型高压隔膜压滤机的使用也使得煤泥含水率逐渐降低[5-7]，提升了选煤厂经济效益和社会效益。针对龙凤选煤厂煤泥含水率较高的问题，采用新型高效隔膜压滤机取代板式快速压滤机，以解决煤泥含水率高的问题，提高煤泥价值，提高选煤厂效益。

1 龙凤选煤厂煤泥脱水存在的问题

入洗原煤为龙凤煤矿原煤，煤种为无烟煤。选煤厂入选原料煤生产矿井设计生产能力为0.9 Mt/a，选煤方法为无压给料三产品重介旋流器＋煤泥浓缩压滤，分选粒度为0～60（50）mm。建厂时龙凤煤矿采煤方式为炮采，因此细煤泥少，根据选煤厂产品设计平衡表数据煤泥年产量为3.04 万t。随着综采工艺的应用，入选原煤中细煤泥含量增加，年产量高达5 万t，已经远超出选煤厂设计煤泥年处理能力。现选煤厂采用煤泥快速压滤机（YCLK300/1600-X/U（单丝滤布））进行煤泥脱水处理，煤泥压滤效率差，压滤后的煤泥水分基本在28%左右，使得压滤产品煤泥滤饼含水率过高、压滤回水水质差，造成选煤厂水循环利用困难，选煤厂生产及环保压力增加，煤泥水分大，热值低，销售价格较低。

2 XMZG500/1600-U 型高压隔膜压滤机工作原理

XMZG500/1600-U 型高压隔膜压滤机工作程序概括为入料、推板压紧、保压、过滤、穿流、压榨、拉板、卸料，然后再推板压紧周期性操作。其工作原理是入料泵将煤泥送入滤板组成的各个密封的滤室内，利用泵压及压缩空气提供的过滤动力使煤泥中的水分通过滤布介质排出，完成煤泥固液两相分离。入料前期，滤室内的滤饼层较薄，煤泥入料量大，过滤阻力小。随着煤泥入料的增加及压紧过滤的进行，滤饼逐渐增厚，滤饼内所受到的压力逐渐增大，滤饼空隙率逐渐降低，滤饼对滤液的过滤阻力增加。当煤泥入料量逐渐减少直至煤泥充盈滤室时过滤期间结束。进料过程结束后，通过隔膜继续对滤饼输送压力进行压榨来提高整机的脱水效率，增加滤饼的含固率，在压榨前和压榨后，增加吹风操作，可进一步降低滤饼含水率。操作过程如图1。

图1 隔膜压滤机操作过程示意图

3 XMZG500/1600-U 型高压隔膜压滤机优点

XMZG500/1600-U 型高压隔膜压滤机是在传统中心入料隔膜压滤机的基础上，采用隔膜角入料压榨挤压滤饼脱水、强气流穿流滤饼脱水及高压强流体进料压滤脱水等技术实现煤泥高效脱水。高压隔膜压滤机通过采用高压液体或压缩空气使隔膜变形，向滤饼方向提供横向的压缩力，使滤饼进一步受力压密并将残留在煤泥滤饼颗粒空隙间的滤液挤出，在强气流的作用下将煤泥滤饼中的毛细水进行穿流置换进一步过滤排出，从而降低滤饼水分。

入料方式采用角入料，不仅可以站在压滤机两侧更换滤布，而且隔膜压榨时隔膜片完全整体充分膨胀，最大限度地降低煤泥滤饼水分，卸料时滤饼整体脱落减轻了工人劳动强度。

隔膜滤板膜片为TPE 材质，板框、滤板及隔膜滤板芯板材质为PPH，最大压榨压力可达4.0 MPa，滤板及滤布采用斜四方形支撑点设计，过滤速度比三角形快65%，具有质密度高、无气孔、滤板压紧时的密封性好等特点。滤布采用单丝加衬新型结构滤布，在过滤时加衬滤布可以起到助滤效果，衬网起到支撑滤布与滤板腔室的间隙，让滤水及时排出，使滤液的含固量进一步降低，又能保证滤饼脱落迅速。高压隔膜压滤与普通压滤特征曲线对比如图2。

图2 高压隔膜压滤与普通压滤特征曲线对比图

4 XMZG500/1600-U 型高压隔膜压滤机应用效果

煤泥结构性质是影响煤泥高效脱水的关键因素，通过对煤泥性质的分析，絮凝剂使用，使得入料浓度达到最佳压滤效果[8-10]。分别对煤泥粒度、沉降速度、有效黏度及药剂的使用进行试验分析，通过对煤泥粒度与沉降速度关系、固体含量与有效黏度关系、药剂与沉降的关系分析，煤泥黏度随着煤泥固体含量的减少而降低，沉降速度随着粒度的减小而变慢；添加絮凝剂可大大提高煤泥沉降效果，缩短沉降时间，但当絮凝剂的使用达到一定值时，随着药剂的添加沉降速度会受影响而降低。经综合分析，入料浓度选择300～500 g/L，絮凝剂选用0.1%～0.15%聚丙烯酰胺溶液，从而使压滤机的压榨效果达到最佳。

对龙凤选煤厂新安装的XMZG500/1600-U 型高压隔膜压滤机进行工艺效果评定。结果显示，设备脱水效果达90%以上，水分指标满足生产需求，具体见表1、表2 和表3。

表1 XMZG500/1600-U 型高压隔膜压滤机入料小筛分试验

表2 XMZG500/1600-U 型高压隔膜压滤机出料小筛分试验

表3 XMZG500/1600-U 型高压隔膜压滤机工艺效果评定

5 结论

龙凤选煤厂安装XMZG500/1600-U 型高压隔膜压滤机后，煤泥脱水效果大大提高，精煤产率可增加0.5%，按目前原煤资源90 万t 计算，全年可多生产精煤0.45 万t，煤泥产量减少0.5%，按龙凤矿出售精煤价格1770 元/t，煤泥价格260 元/t 计算，全年可增创效益679.5 万元。通过高压隔膜压滤机的应用，不仅大大提升了选煤厂经济效益，还降低了煤泥水对环境的污染。