劉建華

(河南天元煤業(yè)有限公司，河南 許昌 461000)

河南天元選煤廠是一座設計能力1.5 Mt/a的中心型煉焦煤選煤廠?，F(xiàn)有選煤工藝為“預先脫泥無壓三產(chǎn)品重介旋流器分選+FBS干擾床分選+煤泥二次浮選”的聯(lián)合分選工藝。近年來，隨著天元選煤廠入洗原煤中的細粒級煤泥含量不斷增加，原生煤泥含量達40%以上，不僅給原煤分選增加了難度，產(chǎn)品水分更是不易控制，綜合精煤水分一度達16%以上，壓濾精煤水分在26%以上，且總量大，如何降低壓濾精煤水分成為首要問題。選煤廠通過對精煤壓濾機改造，更換為單室進料水壓榨隔膜壓濾機，壓濾精煤和綜合精煤水分大幅降低，達到預期目標[1]。

1 浮選和壓濾系統(tǒng)現(xiàn)狀及存在問題

1.1 原生煤泥含量增加

根據(jù)天元選煤廠設計時的煤質(zhì)資料，原煤中小于0.5 mm含量為19.77%，灰分21.05%。而目前入洗原煤中原生煤泥含量在40%以上，灰分23%～26%，加上洗選過程中產(chǎn)生的次生煤泥，煤泥總量超過50%。在此過程中，天元選煤廠由于精煤壓濾系統(tǒng)處理能力不足，通過改造增加了2臺精煤壓濾機[2]。

選煤廠浮選系統(tǒng)工藝流程如圖1所示。

圖1 浮選系統(tǒng)工藝流程

1.2 精煤壓濾機入料粒度極細

天元選煤廠使用臥脫篩籃篩縫為0.25 mm，因此，經(jīng)過臥脫處理后的二次浮選入料粒度更細，對浮選精礦脫水的難度也更大[3]。二次浮選精礦即精煤壓濾機入料的粒度組成見表1。

表1 精煤壓濾機入料粒度組成

由表1可知，壓濾精煤中主導粒級為0.125～0.045 mm，含量占96.97%，由于粒度極細，粘度大，脫水難度大，普通隔膜壓濾機處理該較細粒度煤泥壓濾周期長，脫水效率差，濾布邊角處易粘附煤泥，需人工清理，濾餅水分在26%～28%，水分偏高。

1.3 壓濾精煤占綜合精煤比例高

天元選煤廠綜合精煤由重介精煤、粗精煤、臥脫精煤和壓濾精煤組成。隨著入洗原煤中煤泥含量越來越高，臥脫精煤和壓濾精煤占比逐漸增大，造成最終綜合精煤水分偏高[4]。結(jié)合臥脫使用情況，并與廠家溝通，認為臥脫運行工況正常，且水分下降空間不大。4種精煤占比及水分見表2。

從表2可以得出，壓濾精煤水分還有極大的下降空間。天元選煤廠為解決壓濾精煤水分高的問題，決定進行壓濾設備升級改造，降低壓濾精煤水分[5]。同時為貫徹公司“視客戶為生命、以質(zhì)量為血液”的發(fā)展理念，積極推進壓濾設備升級改造的技改工作。

表2 各部分精煤占比及水分情況

2 技術(shù)改造

經(jīng)過調(diào)研與實地考察，河南天元選煤廠決定引進景津單室進料水壓榨隔膜壓濾機替換原有普通隔膜壓濾機[6]。

2.1 技改方案與實施

河南天元選煤廠現(xiàn)有2臺過濾面積300 m2和1臺450 m2的快開式隔膜壓濾機，一對一更換為相同過濾面積的景津單室進料水壓榨壓濾機，地腳尺寸保持不變，原壓濾機入料泵可滿足新壓濾機的入料要求。每臺壓濾機需增加1臺壓榨水泵，同時增加2個5 t壓榨水箱可以滿足3臺壓濾機正常壓榨使用，壓榨水可循環(huán)使用。單臺空氣穿流壓濾機在吹風時用氣量在40 m3/min左右，由于每次只允許單臺精煤壓濾機卸料，各臺壓濾機吹風與其他工序交叉進行，選取1臺產(chǎn)氣量在40 m3/min、排氣壓力0.8 MPa的空壓機即可滿足正常生產(chǎn)要求。天元選煤廠原有儲氣罐儲氣量在25 m3，因此需要增加1臺容積為20 m3的儲氣罐，將2個儲氣罐通過管道串聯(lián)起來，可以保證壓濾機的用氣量需求。且通過逐臺進行壓濾機拆除與安裝，可以不影響現(xiàn)場正常生產(chǎn)[7]。

2.2 應用效果

3臺壓濾機更換完成及配套設備投入使用后，通過對壓濾機運行參數(shù)及濾餅水分進行監(jiān)測，記錄現(xiàn)場應用效果，試驗結(jié)果見表3。

由表3試驗結(jié)果可以得出：

(1)單室進料水壓榨壓濾機濾餅水分明顯降低，最高20.4%，最低18.9%，平均為19.5%，與原有壓濾機相比，水分降低7.0%～8.0%，降水效果較好；

(2)壓濾機在不同運行參數(shù)條件下，水分會有差別，隨著壓榨壓力、壓榨時間和吹風時長的增加，濾餅水分呈下降趨勢[8]；

(3)采用單側(cè)的角吹風效果比兩側(cè)輪流角吹風濾餅水分要低，同時左吹風效果最佳，因為壓濾機為右側(cè)邊角進料，采用與進料方向相對的左角吹風可以更好的清除殘留水分。

表3 室進料水壓榨壓濾機現(xiàn)場試驗結(jié)果

2.3 應用改進

壓濾機原設計運行程序為：壓緊→入料→反吹→壓榨→左吹風→右吹風→二次反吹→松開→拉板卸料，其中上一個程序完成后，接著進行下一個程序[9]。雖然單室進料水壓榨壓濾機在現(xiàn)場應用取得顯著效果，天元選煤廠技術(shù)人員在其運行基礎上提出進一步設想：如果在吹風狀態(tài)時，壓榨程序仍然進行，濾餅水分是否會有進一步降低的可能。通過現(xiàn)場分析，該設想可以通過調(diào)整控制柜PLC程序得以實現(xiàn)。現(xiàn)場進行程序調(diào)整后，對濾餅水分測定結(jié)果見表4。

表4 調(diào)整程序后的現(xiàn)場試驗結(jié)果

從表4可以看出，調(diào)整程序后的濾餅平均水分較未調(diào)整之前下降了0.7%，表明此次程序調(diào)整對濾餅水分降低是有效的。目前，天元選煤廠3臺精煤壓濾機角吹風均調(diào)整為左吹風，同時在吹風時保持壓榨狀態(tài)。

2.4 應用總結(jié)

通過3臺單室進料水壓榨壓濾機在現(xiàn)場應用情況分析，可以得出以下幾點：

(1)該壓濾機對極細粒煤有較好的脫水效果，濾餅水分在18%～20%之間；

(2)壓濾機自動化程度高，從壓緊到卸料實現(xiàn)自動運行，且第一個循環(huán)完成后自動進入第二個循環(huán)，可以實現(xiàn)無人值守；

(3)反吹功能使管道內(nèi)殘留液體被清除，濾布上不粘附煤泥，濾餅水分低、卸料效果好；

(4)在入料濃度、壓力、小時處理量等方面與同等過濾面積的普通快開式隔膜壓濾機相差不大，可以很好地適應現(xiàn)場生產(chǎn)需求。

3 經(jīng)濟效益

天元選煤廠單室進料水壓榨壓濾機投入使用以來，綜合精煤水分下降至12%～13%，有效提升了產(chǎn)品質(zhì)量和客戶滿意度，在產(chǎn)品運輸、裝卸、客戶使用等方面得到明顯改善，取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益[10]。以天元選煤廠年產(chǎn)精煤80萬t計算，每年可節(jié)省3 萬t左右無效運輸成本，按平均噸煤運輸成本150元計，每年可節(jié)約運輸費用450萬元。

4 結(jié) 語

水壓榨壓濾機在天元選煤廠的成功應用，表明該壓濾機對極細粒煤泥脫水有良好的效果，對選煤行業(yè)細粒煤脫水提供了很好的技術(shù)支撐，同時，基于其高度自動化控制系統(tǒng)，對設備現(xiàn)場操作、維護與管理方面，具有良好的應用前景。