降低选煤厂精煤水分的探讨

郭伟杰

(晋能控股煤业集团煤炭洗选精煤分公司燕子山选煤厂，山西 大同 037000)

煤炭质量指标除了发热率，水分也较为重要。当煤炭含量的水分高，会影响煤炭的热能，对于天气较冷的地区，在冬季会造成运输困难，无论从哪方面考量，都将会影响企业的经济效益。所以，对于精煤水分含量超标的选煤厂而言，降低水分是亟待解决的问题。

1 精煤水分存在的原因

精煤中的水分包括化合水、结合水、毛细管水以及自由水分，对于前两者而言，单纯的物理方法无法对其产生影响，所以此次研究降低水分指的是毛细管水与自由水分。自由水存在于煤炭的大孔隙间，由于受到重力的作用，去除效果明显。但是煤炭颗粒的孔隙之间存在的主要为毛细管水，现有的脱水方式可以将大量的毛细管水除去，但不能完全除去。结合选煤厂的实际工艺流程及设备情况，降低精煤产品水分，应当从脱除毛细水分和自由水分入手。

(1)离心机脱水过程

离心机是选煤厂重要的脱水设备，利用高速旋转产生的向心力进行固液分离。精煤进入离心机的筛蓝中，离心机运行过程中，沉淀物被留在转子的筛面上，精煤内的水分则由筛面间的孔隙被甩出。整个过程依靠筛面与颗粒物的间隙，倘若间隙较大，排除水分较多，反之，脱水效果受到影响，可见，改变颗粒的大小结构将提高脱水的效果。

(2)压滤机脱水过程

压滤机是进行煤泥分离的主要设备，在压滤工段运行的过程中，涉及到脱水的环节有以下几个工艺：一是在高压强的作用下，利用流体静压力将水分脱出；二是采用二维变向剪切压力过滤脱水；最后一个阶段与第一阶段类似，同样是在强压力作用下，只是第三个阶段利用的是穿流压力[1]。所以在这个阶段，颗粒之间的间隙、压力设定都是影响的重要因素，所以对于压力与入料方式的调整，都是改善精煤脱水效率不高的方向。

2 降低精煤水分的对策

鉴于以上脱水过程会对脱水效果造成较大影响，所以从离心机与压滤机两个设备工艺入手：

(1)调整离心机孔径

在多次试验中发现，离心机的筛篮孔径不同对于脱水效果不尽相同。当筛篮的孔径调整为0.5 mm时，离心机脱水后水分含量最优达到15%。及时调整煤泥旋流器组运行参数，将煤泥离心机入料调至最佳状态，调整筛篮与刮刀之间的间隙至3～5 mm，达到最佳脱水效果[2]。以及对精煤脱水筛筛板及时维修更换，同时对离心脱水机进行监护维修，及时更换损坏的筛篮，防止跑粗，避免影响后续的工艺。

(2)调整离心机振幅

选煤厂所使用离心机型号不同，振幅设置的数据不同，会影响物料的脱料效果。所以，将振幅设置在一个合理的范围区间内，可以有效的避免离心机筛篮被粘性物料所附着，每一次距离的调试，需要在多次试验的基础上，观察、测定水分。当离心机的振幅被调大时，设备震动加强，可能会带来另外一些问题，诸如减振装置、密封环、筛篮等部件的过度破损等。所以为了平衡二者的优势与缺点，可以选择利用增加橡胶弹簧的方式，设置基座，将振幅产生的作用力传递到基座上，达到二次减震的目的。

(3)优化离心机给料方式

离心机给料的方式如图1中虚线部分所示，这样的入料方式导致A、B两侧的入料并不均匀，在实际运行的过程中，通过长时间的观察，发现经常发生A侧的物料更多，那么便会造成离心机的偏振受力不平衡，两端的脱水效果也会有所差异。所以通过将料管的尾部进行上弯的处理，为的是平衡A、B两侧物料，如图1中料管处的实线部分。但是在实际改造过程中，整个料管的长度、倾斜程度与弯度都应该微调，保证物料顺畅的流入A、B两侧。通过改造之后的观察，可以有效地缓解A、B两侧入料不均匀的现状[3]。

图1 离心机溜槽改造示意图Fig.1 Schematic diagram of modification of the clay tank of a centrifuge

通过以上工艺、设备的改造，通过测量改造前后数据的对比，发现精煤水分的含量有所降低，可见具有一定的可行性。

表1 改造前后水分含量对比Table 1 Comparison of clean coal moisture before and after filter press

(4)调整压滤机工艺

对于压滤机而言，对精煤脱水产生影响的外在设备问题包括，滤板是否变形、密封胶条是否齐全等，应该进行定时的检修与维护，对于变形严重的滤板及时跟换，这是保证压滤机脱水效果的基本操作。此外，滤布的材质与更换频率也是影响脱水效果的重要因素，比如单丝滤布的过滤效果就会优于复合材质的滤布[4]。另外，及时的清洗与更换滤布，都将会提高压滤机过滤水分的效果。

另外，更新压滤机也是一种有效的方法。设备较老旧的压滤机，各种功能不足以保证生产指标的合格，可以选择更换功能更好的压滤设备。比如浮选精煤隔膜快开压滤机，该压滤机是由一家河南汤阴机械制造公司与中国矿业大学化工学院联合研制。

图2 浮选精煤压滤机结构简图Fig.2 Structure diagram of flotation clean coal filter press

其双面压滤、双面过滤的特点将会大大降低精煤的水分含量，而且滤板采用高分子聚乙烯材料，该种材料不易被粘性物料堵塞，使用周期长；并且该隔膜能够实现高压强流体进料、强气流风吹滤饼，有效降低精煤水分含量，并且得到的滤液可以进行循环利用，同时利于卸饼，杜绝喷料现象[5]。精煤隔膜快开压滤机脱水工艺指标先进，动力消耗小，维修量小，运行稳定可靠，是一种有效而经济的浮选精煤脱水设备。

3 结 语

降低选煤厂精煤水分需要从多方面协同作用，而且应该在不断的尝试中观察试验，以得到最优的改造方案，精煤水分的降低提高了产品的合格率，从宏观角度而言，会提高企业的经济效益。