沉降过滤式离心机的优缺点及改进方向

来源：发布时间：2014-07-07 11:45:56点击率：

1·几类细煤泥脱水设备简述
    目前我国选煤行业用于细煤泥脱水的设备有：板框压滤机、加压过滤机、沉降过滤式离心机和带式压滤机等。
    （1）压滤机是一种间歇式固液分离设备，在选煤行业用于煤泥脱水并实现固液分离,其工作原理是：液压缸将各个滤板沿主梁移动压紧,使滤板之间形成封闭的滤室,煤泥水均匀注入相邻滤板形成的滤室中，在注满滤室后继续入料，给滤室内的料浆施压，固体停留在滤布上，并逐渐在滤布上堆积形成过滤泥饼。而滤液部分则渗透过滤布，从滤板上的沟槽流出，成为不含固体的清液，实现固液分离。待煤泥全部充满滤室后,滤液不再流出,压滤作业完成，然后拉开滤板将滤室内的煤泥卸出。
    压滤机的特点：①适合黏、细物料的固液彻底分离，能够实现固液一次分离，滤液为清水；②经压滤机处理后得到的滤饼水分一般在24％～30％，滤饼呈块状，不宜破碎；③物料不连续，对煤质的稳定均匀影响很大；④滤液中固体含量低，基本为清水，可直接作为循环水使用；⑤单机处理能力小，大型选煤厂配置压滤机的台数过多，不宜选用；⑥维修量大、工作环境差等缺点。
    （2）加压过滤机是将圆盘过滤机置于一个密封的加压仓中，加压仓内充有一定压力的压缩空气，待过滤的悬浮液由入料泵给入过滤机的槽体中，在滤盘上，通过分配阀与通大气的汽水分离器形成压差，滤液通过浸入悬浮液中的过滤介质排出，而固体颗粒被收集到过滤盘上形成滤饼，随着滤盘的旋转，滤饼经过干燥降水后，到卸料区卸料。由排料装置间歇排出到大气中，整个过程自动进行。
    加压过滤机主要特点：①单机处理能力大；②产品水分低（产品水分一般在18％～22%）。滤饼松散，易于掺混；③自动化程度高，全自动化操作；④滤液浓度低，通长情况下为5～15 g／L；⑤体积庞大、占地面积大；⑥辅助设备多，动力消耗大；⑦维修量大、生产成本高；⑧对煤泥的适应性差（不适用粒度较细的煤泥和尾煤）；⑨造价高。
    （3）沉降过滤式离心机是一种连续生产的固液分离设备，其结构原理见图1。

    它由圆柱－圆锥－圆柱的转筒和与它同轴的螺旋输送装置组成。大圆柱部分为沉降区，圆锥部分为离心脱水区，带有筛网的小圆柱部分为过滤区。当物料从给料管流入螺旋转鼓的给料腔内时，在强大的离心力（重力的几百倍）作用下煤浆被抛到转筒内，固体颗粒比水的比重大，在离心力的作用下固体颗粒紧紧贴在筒壁上。水在靠近中心线的固体上边从溢流口溢出。转鼓内有与转鼓旋转方向相同、但速度略低（或略高）的螺旋输送器。沉降到转鼓筒壁的固体颗粒在螺旋输送下,向锥段移动。物料通过转鼓的锥段时,从液体的底部被输送到液面，并在锥段进行初步脱水，此为沉降过程。锥段初步脱水的物料，在螺旋输送下继续向前移动进入到筛网段。物料中剩余的液体，在离心力作用下通过筛网被排出,形成过滤液,实现过滤脱水。固体颗粒在螺旋输送器的作用下再继续向前移动,直至排出，此为离心过滤过程。
    沉降过滤式离心机的脱水兼有离心沉降和离心过滤的特点。在沉降段排出大部分液体,形成主滤液,这部分滤浓度较低、固体粒度细；筛网段进一步脱水,形成过滤液，这部分液体量少、浓度高、粒度大。
    沉降过滤式离心机的特点：①单台设备处理量大；②产品水分低，干料水分一般为16％～18%。干料松散连续，易于掺混；③自动化程度高，全自动化操作；④沉降液浓度高，通长情况下为40～80 g/L。不能作为把关设备；⑤体积小、占地面积小；⑥辅助设备少，动力消耗小；⑦维修量大、生产成本高；⑧对煤泥的适应性强；⑨造价适中。
    由于带式压滤机应用较少，在此不做介绍。
    2·几种脱水设备综合比较
    综合比较分析可以发现，3种煤泥脱水设备各有其优点和缺点，3种设备都有较广泛的应用。为了客观全面分析3种煤泥脱水设备的优劣，选取常用的300 m2压滤机、120 m2加压过滤机和l 200×1 800沉降过滤式离心机处理相同数量的浮选精煤时的各个工艺指标和技术经济指标，进行对比分析，如表1。通过对比可以发现，在处理相同物料、处理量相同的前提下，采用加压过滤脱水工艺时，设备总台数多（辅助设备多），需要的厂房体积也大，虽然加压过滤机效率较高，但功耗也很大，对细泥适应性中等，产品水分较低，滤饼松散连续；压滤脱水工艺设备总台数中等，压滤机滤饼成饼状不松散，不连续，产品水分高，但其功耗较小，对细煤泥适应性也很好；沉降过滤式离心机脱水工艺占地面积小，吨煤功耗中等，细煤泥适应性中等，物料松散、连续，产品水分较低。由于沉降液浓度较高，无法实现固液分离，故不能作为细煤泥处理的终把关设备。因此，在处理较粗物料时，采用加压过滤机或沉降过滤式离心机比较合适，而处理较细物料时，采用压滤机更为为合理。

    3·沉降过滤式离心机的优势与缺点分析
    沉降过滤式离心机是目前除火力干燥以外有效的粉煤脱水设备。尤其是在降低粉煤产品水分方面显示了很大优势。沉降过滤式离心机在选煤厂应用于浮选精煤、浮选尾煤和原生煤泥的回收与脱水。在同样物料条件下，其产品水分比加压过滤机、真空过滤机和压滤机均要低，相对处理能力要大，具有较满意的应用效果。其优势主要表现在：单台设备处理量大、产品水分低、干料松散连续易于掺混、体积小占地面积小、辅助设备少、动力消耗小、对煤泥的适应性强、造价适中、自动化程度高、全自动化操作。
    但是，沉降过滤式离心机存在的缺陷：①煤泥回收率低，不能实现彻底固液分离，而无法作为终把关设备，必须由压滤机为其把关；②维修的困难和高昂的维修费用。由于这2点缺陷，严重制约了沉降过滤式离心机的普及和应用。
    由于其优势和缺陷并存，人们针对其特点设计了一种2段脱水工艺，即沉降过滤式离心机回收粗颗粒，压滤机为其把关回收细颗粒并实现终固液分离。这种工艺就充分利用了沉降过滤式离心机的优点，而克服了其回收率低的缺陷。但是同时带来了系统复杂、压滤本身的缺陷又暴露出来，而且沉降过滤式离心机维修极其困难的缺陷依然存在。这种工艺只算是个折中补救方案。
    如果能将沉降过滤式离心机上述2项缺陷加以解决，就将出现一种兼具加压过滤机和压滤机优点并克服其缺点的高效固液分离设备，不再需要压滤机为其把关，而独立完成彻底的固液分离。一旦达到这一目标，全新的沉降过滤式离心机在选煤厂将会有非常好的推广应用前景，必将对煤泥脱水工艺带来革命性的变革。
    4·结语
    沉降过滤式离心机用于煤泥脱水，具有诸多优势，同时也存在着致命的缺陷。在国家大力提倡节能减排的今天，建议对该设备进行攻关，力争在不远的将来将上述缺陷彻底解决，为我国煤泥脱水工艺提供一种全新的、高效的、具有水平的技术装备。

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