淺析煤泥脫水的高效設(shè)備的應(yīng)用

摘要：介紹了國(guó)內(nèi)外沉降過(guò)濾式離心機(jī)的狀況，分析了在我國(guó)的使用情況，并提出了加快發(fā)展的建議。
　　關(guān)鍵詞： 沉降過(guò)濾式離心機(jī)； 煤泥脫水；建議
　　中圖分類號(hào)：TD946．2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
　　1 前言
　　近些年，我國(guó)的煤炭洗選加工業(yè)隨著煤炭工業(yè)的發(fā)展，取得了很大的進(jìn)步。全國(guó)選煤廠的入選能力已接近6億t，原煤的人選比例達(dá)到40％ 左右。按照煤炭工業(yè)發(fā)展規(guī)劃的要求， 到2005年煤炭的入選比例將達(dá)到50％ 。與此同時(shí)，對(duì)選精煤的質(zhì)量也提出了更高的要求，希望生產(chǎn)灰分和水分更低的精煤，以滿足出口和國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需求。降低煉焦精煤水分主要是降低浮選精煤的水分，這是當(dāng)今選煤廠迫切要解決的問(wèn)題。這幾年國(guó)內(nèi)先后成功地開發(fā)了用于浮選精煤脫水的加壓過(guò)濾機(jī)和精煤壓濾機(jī)，取得了較滿意的效果。但也應(yīng)該看到，這兩種設(shè)備還存在善投資較大、系統(tǒng)較復(fù)雜、占地面積較大等缺點(diǎn)。沉降過(guò)濾式離心機(jī)在選煤廠應(yīng)用于煤泥和浮選精煤脫水多年，它具有產(chǎn)品水分低、處理能力大、占地面積小、沒有輔助設(shè)備、系統(tǒng)較簡(jiǎn)單和適于物料濃度變化范圍大等優(yōu)點(diǎn)。但由于種種原因，未能在我國(guó)選煤廠廣泛地推廣應(yīng)用。
　　本文將就國(guó)內(nèi)外沉降過(guò)濾式離心機(jī)的性能和應(yīng)用狀況、存在問(wèn)題和發(fā)展進(jìn)行研究，以促進(jìn)沉降過(guò)濾式離心機(jī)的研究與應(yīng)用。
    2 沉降過(guò)濾式離心機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和主要性能
    沉降過(guò)濾式離心機(jī)是一種連續(xù)生產(chǎn)的固液分離設(shè)備，廣泛應(yīng)用于化_丁、制藥、食品、煤炭和污水處理等行業(yè)。其工作原理是：當(dāng)物料進(jìn)入離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓內(nèi)。在離心力的作用下，物料中的固體顆粒沉降在轉(zhuǎn)鼓的內(nèi)壁上，而液體和少量難沉降的微細(xì)顆粒從溢流口排出，成為離心液。固體顆粒由螺旋送到過(guò)濾段。由于螺旋和轉(zhuǎn)鼓之間有一定的轉(zhuǎn)差，物料得以進(jìn)一步脫水，最終產(chǎn)品從排料口排出。影響沉降過(guò)濾式離心機(jī)工作效果的主要因素是：
    (1)離心強(qiáng)度(離心因素、分離因素)，即物料所受離心力與重力的比值，主要取決于轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)速。早期離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)速為700～1 000 r／min，離心強(qiáng)度為500～700。隨著新材料和新技術(shù)的不斷出現(xiàn)， 目前離心機(jī)的轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速達(dá)到1 500 r／min，其離心強(qiáng)度可達(dá)到1400。小型離心機(jī)的轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速達(dá)3 O00r／min，離心強(qiáng)度達(dá)到2 500以上。從而大大提高了固液分離效果并降低了產(chǎn)品的水分。
    (2)離心機(jī)的結(jié)構(gòu)參數(shù)。如轉(zhuǎn)鼓長(zhǎng)度與直徑的比例，即長(zhǎng)徑比(難分離的物料要求有大的長(zhǎng)徑比)；推料螺旋和轉(zhuǎn)鼓之間的轉(zhuǎn)速差；溢流堰的高度；過(guò)濾段錐角和螺旋螺距的大小以及篩孑L尺寸等。
    (3)被分離物料的性質(zhì)。隨著物料中細(xì)粒級(jí)含量的增加， 當(dāng)物料中～0．045mm粒級(jí)含量超過(guò)40％ 時(shí)，產(chǎn)品水分和離心液濃度迅速增加，固體產(chǎn)率和脫水效率明顯下降。
    沉降過(guò)濾式離心機(jī)在選煤廠可應(yīng)用于浮選精煤和原生煤泥的回收與脫水。在同樣物料條件下，其產(chǎn)品水分比加壓過(guò)濾機(jī)、真空過(guò)濾機(jī)和壓濾機(jī)均要低，相對(duì)處理能力要大，具有較滿意的應(yīng)用效果。
     沉降過(guò)濾式離心機(jī)在選煤設(shè)備中精度是比較高的，因此在制造過(guò)程中要求的精度也高，并要對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)部件做平衡試驗(yàn)，在使用中也要有較高的維護(hù)檢修水平。由于沉降過(guò)濾式離心機(jī)離心液濃度比較高，因此，應(yīng)在工藝流程中應(yīng)予以認(rèn)真考慮。
    2 國(guó)外沉降過(guò)濾式離心機(jī)的簡(jiǎn)況
    國(guó)外的沉降過(guò)濾式離心機(jī)廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)的固液分離作業(yè)中，在選煤廠中主要用于浮選精煤和煤泥的脫水。
    國(guó)外生產(chǎn)煤用沉降過(guò)濾式離心機(jī)的廠家主要是美國(guó)的DMI公司和BIRD公司、德國(guó)的KHD公司。
    DMI公司的離心機(jī)有以下特點(diǎn)：①具有較大的離心強(qiáng)度和長(zhǎng)徑比，從而保證了脫水的效果；② 在結(jié)構(gòu)和參數(shù)上確保了離心機(jī)的處理能力；③ 將多種新材料應(yīng)用于離心機(jī)零部件，提高了制造精度，延長(zhǎng)了離心機(jī)的使用壽命；④轉(zhuǎn)鼓和篩籃的更換周期已達(dá)1 O00h。
    美國(guó)BIRD公司生產(chǎn)的沉降過(guò)濾式離心機(jī)，采用耐磨陶瓷篩網(wǎng)和螺旋，使用壽命可達(dá)15 O00h。在選煤廠應(yīng)用的SB5700型(直徑900mm、轉(zhuǎn)鼓長(zhǎng)度1 800mm)和SB6400型離心機(jī)(直徑1 100mm、轉(zhuǎn)鼓長(zhǎng)度3 300mm)等機(jī)型，其處理能力根據(jù)煤質(zhì)不同，據(jù)產(chǎn)品樣本介紹，最大可達(dá)2O～40t／h和6O～ 100t／h，固體產(chǎn)率98％ ，產(chǎn)品水分13％ ～22％ 。兗州興隆莊選煤廠應(yīng)用的SB6400型離心機(jī)，其處理能力為35～45t／h，固體產(chǎn)率95％ ，產(chǎn)品水分18％ ～20％ ，而且產(chǎn)品的灰分降低了2．31％ ，與盤式真空過(guò)濾機(jī)相比，水分降低了7～9個(gè)百分點(diǎn)。
    德國(guó)KHD公司生產(chǎn)的沉降過(guò)濾式離心機(jī)型號(hào)為SVS型。我國(guó)曾引進(jìn)了800×1 300型離心機(jī)，在開灤集團(tuán)范各莊應(yīng)用于粗煤泥脫水，其處理能力為10t／h。
4 我國(guó)沉降過(guò)濾式離心機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r2O世紀(jì)8O年代以前，國(guó)內(nèi)選煤廠只有從前蘇
聯(lián)引進(jìn)的YRM一1型和國(guó)產(chǎn)WX一1型沉降式離 fl,機(jī)，在一些選煤廠應(yīng)用于煤泥和尾煤的脫水， 取得較好的效果。但由于零部件壽命較短、檢修維護(hù)工作量大等問(wèn)題，未能得到很好的應(yīng)用。
    為解決浮選精煤水分偏高的問(wèn)題，上世紀(jì)8O年代初我國(guó)開始研究沉降過(guò)濾式離心機(jī)，首臺(tái)WLG900型樣機(jī)于1983年在靈山選煤廠投入使用，并通過(guò)了技術(shù)鑒定。以后在全國(guó)選煤廠推廣應(yīng)用了2O多臺(tái)。但由于其結(jié)構(gòu)上存在的一些問(wèn)題，機(jī)械加工的精度不夠，造成了差速器使用時(shí)間短，螺旋和篩網(wǎng)磨損快，檢修又比較困難等，致使該離心機(jī)未能得到進(jìn)一步推廣應(yīng)用。針對(duì)該機(jī)型存在的問(wèn)題，1986年開始我國(guó)開發(fā)WLG一1100×2600型離心機(jī)，該機(jī)在株洲選煤廠用于浮選精煤脫水， 當(dāng)入料平均濃度為21％ 、入料灰分平均為7．76％ 、入料中一0．045mm粒級(jí)物料平均為42．8％ 的條件下，處理能力為21．16t／h， 產(chǎn)品灰分為7．12％ ， 水分22．12％ ， 比58m 盤式真空過(guò)濾機(jī)低2個(gè)百分點(diǎn)，生產(chǎn)能力高了2．7倍。雖然該機(jī)使用效果不錯(cuò)，但由于受到WLG900機(jī)型的影響，也未能推廣使用。20世紀(jì)80年代初，為提高我國(guó)的選煤機(jī)械的水平， 在引進(jìn)設(shè)備的同時(shí)， 引進(jìn)了一些設(shè)備的制造技術(shù)，沉降過(guò)濾式離心機(jī)就是其中的一種。我國(guó)引進(jìn)了美國(guó)BIRD公司的圖紙和技術(shù)，產(chǎn)品的型號(hào)定為TCL型沉降過(guò)濾式離心機(jī)，并在一些選煤廠應(yīng)用，但使用的數(shù)量也不多。
    5 影響推廣應(yīng)用的原因及發(fā)展建議
    盡管沉降過(guò)濾式離心機(jī)在煤泥和浮選精煤脫水中有明顯的優(yōu)點(diǎn)，但近些年始終未能得到大范圍的推廣和應(yīng)用，分析原因，主要有以下幾個(gè)方面：
    (1)我國(guó)自行設(shè)計(jì)研究的WLG型離心機(jī)， 由于受到當(dāng)時(shí)的技術(shù)水平、材料和制造工藝的限制，使其在生產(chǎn)應(yīng)用中出現(xiàn)一些問(wèn)題。離心機(jī)的結(jié)構(gòu)參數(shù)、零部件使用壽命、處理能力和使用中的工藝參數(shù)等方面與國(guó)外同類離心機(jī)均有一定的差距。
    (2)在制造精度、加工工藝和材料等方面均達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，不能保證制造質(zhì)量，從而影響了離心機(jī)正常的使用和壽命。
    (3)研究制造單位不能根據(jù)出現(xiàn)的問(wèn)題和用戶的要求，不斷地完善和改進(jìn)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，提高產(chǎn)品的質(zhì)量，有的制造廠售后服務(wù)跟不上， 出了問(wèn)題不能很快解決，影響了離心機(jī)的推廣使用。
    目前， 國(guó)產(chǎn)離心機(jī)和國(guó)外產(chǎn)品的差距主要是：
    ①總體技術(shù)不如國(guó)外的先進(jìn)；② 制造精度和國(guó)外先進(jìn)產(chǎn)品有一定差距；③ 離心強(qiáng)度較低；④ 螺旋和過(guò)濾網(wǎng)的使用壽命偏低，耐磨陶瓷片、碳化鎢片及其粘接材料和工藝尚不能滿足生產(chǎn)要求，差速器的精度與壽命較低等。
    為了在選煤廠推廣應(yīng)用高效的煤泥脫水設(shè)備，建議做好以下幾方面的工作：
    (1)在充分調(diào)查研究當(dāng)前國(guó)內(nèi)外沉降過(guò)濾式離心機(jī)狀況的基礎(chǔ)上。充分肯定以往機(jī)型的優(yōu)點(diǎn)，分析其缺點(diǎn)，找出原因，優(yōu)化國(guó)產(chǎn)離心機(jī)的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)。
    (2)加強(qiáng)離心機(jī)前期試驗(yàn)研究工作。在有條件的研制單位，要應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)煤樣，進(jìn)行充分試驗(yàn)，進(jìn)一步優(yōu)化有關(guān)的離心機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)；對(duì)于一些零部件也要做試驗(yàn)工作，如耐磨陶瓷片的壽命；同時(shí)還要加強(qiáng)粘接技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)等的研究工作。
    (3)在研究確定方案的過(guò)程中， 應(yīng)以設(shè)備的可靠運(yùn)轉(zhuǎn)為基礎(chǔ)，技術(shù)上的先進(jìn)為前提。要加強(qiáng)研究、設(shè)計(jì)、工廠和選煤廠之間的結(jié)合，充分聽取各方面的意見，并組織專家進(jìn)行論證， 以確保方案的可靠性和可行性。
    (4)制造廠應(yīng)提高機(jī)加工技術(shù)水平，確保離心機(jī)的制造精度，保證離心機(jī)的質(zhì)量可靠，技術(shù)上應(yīng)該達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。
    (5)進(jìn)行工業(yè)性試驗(yàn)的選煤廠，要對(duì)離心機(jī)的主要參數(shù)進(jìn)行考核，并對(duì)相關(guān)的工藝開展研究，如何進(jìn)一步降低離心液的濃度和產(chǎn)品水分，并提高檢修維護(hù)水平。應(yīng)認(rèn)真總結(jié)工業(yè)試驗(yàn)情況，為今后離心機(jī)的推廣應(yīng)用提供有益的經(jīng)驗(yàn)。
    綜上所述，沉降過(guò)濾式離心機(jī)是一種高效的脫水設(shè)備，在選煤廠有著很好的推廣應(yīng)用前景，我們應(yīng)該加快開發(fā)研究進(jìn)度，為選煤廠的煤泥脫水，降低選精煤水分提供新的裝備，進(jìn)一步縮小我國(guó)選煤設(shè)備與國(guó)際同類產(chǎn)品方面的差距。