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[摘 要]煤的脱水是选煤厂不可缺少的生产环节，它不仅决定着选煤产品的水分高低，也影响到洗水闭路循环的质量，更是考核选煤厂是否完成洗选任务的指标之一。本文主要阐述了洗煤厂脱水机械脱水的作用、脱水机械设备脱水方法、机械脱水系统和选煤厂脱水机械等技术问题，分析了脱水筛、离心脱水设备、过滤、压滤设备、干燥等设备。
[关键词]选煤厂；脱水机；脱水方法；机械分析
中图分类号：P145 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）40-0020-01
引言
脱水和干燥是固体和液体分离的过程，大部分选煤厂分选过程是在水中进行，要使固体物料与水分离，以降低湿物料中水分含量，就要进行脱水作业。为了满足用户对精煤水分的要求和进行洗水闭路循环、洗水再利用以节约用水的需求，对选后产品实施脱水作业。
一、脱水机械脱水的作用
（1）降低产品水分、满足用户需要。选煤厂的产品带有大量水分，如果炼焦用的煤水分过高，将延长炼焦时间、增加炼焦炉瓦斯消耗量以及降低炼焦炉寿命。水分过高的煤也给运输带来不便，尤其是高寒地区湿煤冬运，煤炭的冻结更给装卸车带来困难。精煤的综合水分约为12%～13% ，而用户对产品有特殊需要和高寒区湿煤冬运则要求精煤水分在9%以下。
（2）洗水再次利用、节约用水。湿法选煤水的用量较大。跳汰机每处理一吨（t） 原煤约用2.5-3t 水；重介质分选机每处理1t 块原煤需约0.7t 水，处理1t原煤用水约1.6-2.0t，大量的水若不回收再用，将造成极大的浪费，这些对缺水地区非常重要。
（3）洗水闭路循环、减免污染。选煤厂煤泥水的外流，不但污染环境，同时也会增加煤炭的损失，降低企业的经济效益。运用有效的脱水方法，煤泥可以在选煤厂内回收，洗水净化，实现洗水闭路循环。
二、物料性质对脱水的影响
单位质量物料具有的总表面积称为比表面积。物料的比表面积越大，吸附水越多，脱水就越困难。
孔隙度是物料中孔隙部分与物料总体积的比值。物料的孔隙大，积存水量就多，毛细管作用越弱，脱水就容易；孔隙越小，毛细管作用越强，脱水就困难。由于泥质亲水充于物料孔隙间或吸附于物料表面上，增加了毛细管的作用力、物料的比表面积和吸水强度。物料的含泥量越大，物料脱水就越困难。物料的粒度组成决定物料的孔隙度和比表面积，影响着含水多少和脱水难易。对由粒度相同的颗粒组成的物料实施脱水，比由各种粒度颗粒组成的物料容易脱水。颗粒组成的物料粒度越大，脱水越容易；颗粒组成的物料粒度越小，脱水就越难。物料表面亲水性越强，物料与水的作用越强，脱水就难；物料表面疏水性越强，物料与水的作用越弱，脱水就越容易。
三、脱水机械设备脱水方法
按选煤厂不同的工艺环节，使用的脱水设备和脱水方法也不同，常用的脱水方法主要有重力脱水、械脱水和热能脱水。
重力脱水。是靠重力实现脱水。重力脱水又可以分为以下两种形式：自然重力脱水和重力浓缩脱水。
机械力脱水。靠机械力实现的水和物料的分离。机械力脱水又可分为以下几种：筛分脱水和离心脱水、过滤脱水、压力脱水。
四、选煤厂机械脱水系统
在选煤厂煤的脱水是根据产品性质和所要求的水分进行的。多数选煤厂都已形成了脱水系统：
1、精煤的脱水系统。a.块精煤（+ 13mm ）：脱水筛一脱水仓；b.末精煤（13—0.5mm）：脱水筛一离心脱水机一干燥机（高寒地区或特殊要求）。c.浮选精煤（一0.5mm）：浓缩机一过滤机一干燥机。
2、中煤脱水系统。脱水斗式提升机一脱水仓（末中煤也适合用脱水筛及离心脱水机）。
3、粗煤泥和尾煤产品的脱水系统。a.粗煤泥：沉淀池一脱水筛一离心脱水机一干燥机（高寒地区或特殊要求）。b.浮选尾煤：浓缩机一过滤机、压滤机、沉降式离心脱水机或煤泥沉淀池等。
五、选煤厂脱水机械
1、脱水筛
脱水筛是选煤厂使用最广泛的脱水设备，一般分级用的筛分设备把结构作相应的改变都能用于脱水。选煤厂常用的脱水筛有固定筛、摇动筛和振动筛。
（1）固定筛
固定筛主要安装在运动的脱水筛之前，进行预先脱水，以减少进入运动脱水筛的水量，提高脱水效率。固定筛又可分为条缝筛、弧形筛和旋流筛。
（2）条缝筛
条缝筛安装在运动的脱水筛的给料溜槽上，其宽度与溜槽相等，长度在2m以内，筛缝尺寸正常为0.5mm，最高泄水能力可达200-300m？/（h？m？） （筛面面积），经预先脱水后的产品液固比约为2-3。
（3）弧形筛
弧形筛既能用于细粒物料的脱泥、脱水，也可对悬浮液中细小颗粒进行精确分级；还可用于重介质选煤产品的脱介。弧形筛的筛条由不锈钢或尼龙制成，截面为长方形或梯形，筛缝宽为0.15mm-1mm， 筛条排列成弧形。其给料方式有两种：一是无压给料，即自流弧形筛，给料速度为0.5-m/s；另一种为压力给料，称压力弧形筛，给料压力为0.1-0.2MPa， 料浆速度在10m/s左右。弧形筛规格是以筛面的曲率半径（R）， 筛面宽度 （B）， 弧度 （α） 表示，例如500mmx700mmx180°。自流弧形筛的弧度有45°、60°、90°等，一般用于选煤厂的脱水的选别产品分级；压力弧形筛的弧度有180°和270°。
（4）振动筛
振动筛工艺效果良好、结构简单、操作维修方便。主要型号有圆运动振动筛、直线振动筛、高频振动筛和共振筛。第一种振动筛多用于分级作业选煤厂中多用直线振动筛和高频振动筛脱水。我国主要生产和使用的直线振动筛有吊式（DS型） 和座式（ZS型） 两种，这些筛子又分别有单层和双层两种。不管是DS型还是zs型振动筛，都是筛箱、激振器及弹簧支撑或吊挂装置组成。 物料在筛面上的脱水过程分三个阶段。第一个阶段为初步脱水；第二阶段为喷洗；第三阶段为最终脱水。喷水的目的是冲洗掉混在产品中的细泥。降低灰分、降低水分，主要的细泥阻碍水分的泄出。喷水必须用澄清的循环水，水压常为0.15-0.2MPa。喷水点在整个筛子的中心处，沿全宽喷洒。有条件的厂最好安装3mm-4mm的喷嘴。
高频振动筛是近些年广泛使用的一种高效脱水设备。它有平面筛面和曲面筛面之分，曲面筛面的特点是弧形筛和直线筛的结合。高频振动筛本身具有高振次和高振动强度，它寿命长、效率高、耗电少、维修方便等。能用在入料粒度0-lmm，入料浓度不大于35%的末煤及煤泥的脱水、脱介。
2、离心脱水设备
在重力场中进行的脱水，其效果受含水物料的性质影响很大，为提高物料的脱水效果，出现了在离心力场工作的离心脱水机。离心脱水机主要分为过滤式和沉降式两类。过滤式主要用于较粗颗粒物料的脱水，如末精煤和粗煤泥的脱水；沉降式主要用于细颗粒物料的脱水，如浮选精煤、尾煤和细煤泥的脱水。本文主要探讨过滤式离心脱水机。
（1） 惯性卸料离心机
惯性卸料离心机工作原理如图1所示。
主要工作部件是筛篮，经传动轴由电机带动旋转，湿物料给到筛篮中心受离心力的作用被甩到筛篮壁上，形成沉淀物层，水分通过沉淀物层和筛篮上的筛孔排出，实现物料和水分的分离。
（2）刮刀卸料离心脱水机
这种脱水机与第一种脱水机的主要区别在于卸料方式不同，它是用刮刀把已脱水的物料强迫排出的。
（3）振动卸料离心脱水机
振动卸料离心脱水机的传动机构使筛篮绕轴作旋转运动，同时又沿该轴作轴向振动；所以，强化了物料的离心脱水作用，并促使筛面上的物料均匀地向前移动。物料层抖动时，还有助于清理过滤表面，避免筛面被颗粒堵塞，减轻物料对筛面的磨损。振动离心脱水机目前在选煤厂广泛的应用。
3、浓缩设备
浓缩设备对煤泥水的处理，可提高煤泥水或矿浆的浓度。浓缩设备主要有耙式浓缩机、旋流器和深锥浓缩机，它们和角锥沉淀池、斗子捞坑等一起构成煤泥水浓缩设备，可以提高煤泥水浓度和回收澄清的溢流水。
4、过滤设备
真空过滤设备有圆盘式真空过滤机、加压过滤机、无格折带式真空过滤机及水平胶带式真空过滤机等。可以实施浮选精煤的脱水，还能用于浮选尾煤的脱水。
5、压滤设备
压滤设备可以对高灰细粘的煤泥和尾煤进行有效的脱水。它包括板框式压滤机、箱式压滤机、隔膜压榨式压滤机和带式压滤机等。
6、干燥设备
煤矿行业的干燥设备主要用于高寒地区，当前我国现有的干燥设备大多为火力干燥型，主要包括了滚筒式干燥机、管式干燥机、井筒式干燥机以及沸腾式干燥机等，这些干燥设备主要适用于末精煤及浮选精煤的干燥环节。
参考文献
[1]高智.选煤厂脱水机的脱水方法与机械分析[J].科技风，2011（2）：123.
[2]徐忠青.T4080型脱水斗式提升机的故障分析和解决方法[J].能源技术与管理，2011（6）：84 - 84， 160.
[3]高林波.七煤集团公司洗煤厂浮精煤脱水系统改造[J].中国科技博览，2012（11）：253-253.
[关键词]选煤厂；脱水机；脱水方法；机械分析
中图分类号：P145 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）40-0020-01
引言
脱水和干燥是固体和液体分离的过程，大部分选煤厂分选过程是在水中进行，要使固体物料与水分离，以降低湿物料中水分含量，就要进行脱水作业。为了满足用户对精煤水分的要求和进行洗水闭路循环、洗水再利用以节约用水的需求，对选后产品实施脱水作业。
一、脱水机械脱水的作用
（1）降低产品水分、满足用户需要。选煤厂的产品带有大量水分，如果炼焦用的煤水分过高，将延长炼焦时间、增加炼焦炉瓦斯消耗量以及降低炼焦炉寿命。水分过高的煤也给运输带来不便，尤其是高寒地区湿煤冬运，煤炭的冻结更给装卸车带来困难。精煤的综合水分约为12%～13% ，而用户对产品有特殊需要和高寒区湿煤冬运则要求精煤水分在9%以下。
（2）洗水再次利用、节约用水。湿法选煤水的用量较大。跳汰机每处理一吨（t） 原煤约用2.5-3t 水；重介质分选机每处理1t 块原煤需约0.7t 水，处理1t原煤用水约1.6-2.0t，大量的水若不回收再用，将造成极大的浪费，这些对缺水地区非常重要。
（3）洗水闭路循环、减免污染。选煤厂煤泥水的外流，不但污染环境，同时也会增加煤炭的损失，降低企业的经济效益。运用有效的脱水方法，煤泥可以在选煤厂内回收，洗水净化，实现洗水闭路循环。
二、物料性质对脱水的影响
单位质量物料具有的总表面积称为比表面积。物料的比表面积越大，吸附水越多，脱水就越困难。
孔隙度是物料中孔隙部分与物料总体积的比值。物料的孔隙大，积存水量就多，毛细管作用越弱，脱水就容易；孔隙越小，毛细管作用越强，脱水就困难。由于泥质亲水充于物料孔隙间或吸附于物料表面上，增加了毛细管的作用力、物料的比表面积和吸水强度。物料的含泥量越大，物料脱水就越困难。物料的粒度组成决定物料的孔隙度和比表面积，影响着含水多少和脱水难易。对由粒度相同的颗粒组成的物料实施脱水，比由各种粒度颗粒组成的物料容易脱水。颗粒组成的物料粒度越大，脱水越容易；颗粒组成的物料粒度越小，脱水就越难。物料表面亲水性越强，物料与水的作用越强，脱水就难；物料表面疏水性越强，物料与水的作用越弱，脱水就越容易。
三、脱水机械设备脱水方法
按选煤厂不同的工艺环节，使用的脱水设备和脱水方法也不同，常用的脱水方法主要有重力脱水、械脱水和热能脱水。
重力脱水。是靠重力实现脱水。重力脱水又可以分为以下两种形式：自然重力脱水和重力浓缩脱水。
机械力脱水。靠机械力实现的水和物料的分离。机械力脱水又可分为以下几种：筛分脱水和离心脱水、过滤脱水、压力脱水。
四、选煤厂机械脱水系统
在选煤厂煤的脱水是根据产品性质和所要求的水分进行的。多数选煤厂都已形成了脱水系统：
1、精煤的脱水系统。a.块精煤（+ 13mm ）：脱水筛一脱水仓；b.末精煤（13—0.5mm）：脱水筛一离心脱水机一干燥机（高寒地区或特殊要求）。c.浮选精煤（一0.5mm）：浓缩机一过滤机一干燥机。
2、中煤脱水系统。脱水斗式提升机一脱水仓（末中煤也适合用脱水筛及离心脱水机）。
3、粗煤泥和尾煤产品的脱水系统。a.粗煤泥：沉淀池一脱水筛一离心脱水机一干燥机（高寒地区或特殊要求）。b.浮选尾煤：浓缩机一过滤机、压滤机、沉降式离心脱水机或煤泥沉淀池等。
五、选煤厂脱水机械
1、脱水筛
脱水筛是选煤厂使用最广泛的脱水设备，一般分级用的筛分设备把结构作相应的改变都能用于脱水。选煤厂常用的脱水筛有固定筛、摇动筛和振动筛。
（1）固定筛
固定筛主要安装在运动的脱水筛之前，进行预先脱水，以减少进入运动脱水筛的水量，提高脱水效率。固定筛又可分为条缝筛、弧形筛和旋流筛。
（2）条缝筛
条缝筛安装在运动的脱水筛的给料溜槽上，其宽度与溜槽相等，长度在2m以内，筛缝尺寸正常为0.5mm，最高泄水能力可达200-300m？/（h？m？） （筛面面积），经预先脱水后的产品液固比约为2-3。
（3）弧形筛
弧形筛既能用于细粒物料的脱泥、脱水，也可对悬浮液中细小颗粒进行精确分级；还可用于重介质选煤产品的脱介。弧形筛的筛条由不锈钢或尼龙制成，截面为长方形或梯形，筛缝宽为0.15mm-1mm， 筛条排列成弧形。其给料方式有两种：一是无压给料，即自流弧形筛，给料速度为0.5-m/s；另一种为压力给料，称压力弧形筛，给料压力为0.1-0.2MPa， 料浆速度在10m/s左右。弧形筛规格是以筛面的曲率半径（R）， 筛面宽度 （B）， 弧度 （α） 表示，例如500mmx700mmx180°。自流弧形筛的弧度有45°、60°、90°等，一般用于选煤厂的脱水的选别产品分级；压力弧形筛的弧度有180°和270°。
（4）振动筛
振动筛工艺效果良好、结构简单、操作维修方便。主要型号有圆运动振动筛、直线振动筛、高频振动筛和共振筛。第一种振动筛多用于分级作业选煤厂中多用直线振动筛和高频振动筛脱水。我国主要生产和使用的直线振动筛有吊式（DS型） 和座式（ZS型） 两种，这些筛子又分别有单层和双层两种。不管是DS型还是zs型振动筛，都是筛箱、激振器及弹簧支撑或吊挂装置组成。 物料在筛面上的脱水过程分三个阶段。第一个阶段为初步脱水；第二阶段为喷洗；第三阶段为最终脱水。喷水的目的是冲洗掉混在产品中的细泥。降低灰分、降低水分，主要的细泥阻碍水分的泄出。喷水必须用澄清的循环水，水压常为0.15-0.2MPa。喷水点在整个筛子的中心处，沿全宽喷洒。有条件的厂最好安装3mm-4mm的喷嘴。
高频振动筛是近些年广泛使用的一种高效脱水设备。它有平面筛面和曲面筛面之分，曲面筛面的特点是弧形筛和直线筛的结合。高频振动筛本身具有高振次和高振动强度，它寿命长、效率高、耗电少、维修方便等。能用在入料粒度0-lmm，入料浓度不大于35%的末煤及煤泥的脱水、脱介。
2、离心脱水设备
在重力场中进行的脱水，其效果受含水物料的性质影响很大，为提高物料的脱水效果，出现了在离心力场工作的离心脱水机。离心脱水机主要分为过滤式和沉降式两类。过滤式主要用于较粗颗粒物料的脱水，如末精煤和粗煤泥的脱水；沉降式主要用于细颗粒物料的脱水，如浮选精煤、尾煤和细煤泥的脱水。本文主要探讨过滤式离心脱水机。
（1） 惯性卸料离心机
惯性卸料离心机工作原理如图1所示。
主要工作部件是筛篮，经传动轴由电机带动旋转，湿物料给到筛篮中心受离心力的作用被甩到筛篮壁上，形成沉淀物层，水分通过沉淀物层和筛篮上的筛孔排出，实现物料和水分的分离。
（2）刮刀卸料离心脱水机
这种脱水机与第一种脱水机的主要区别在于卸料方式不同，它是用刮刀把已脱水的物料强迫排出的。
（3）振动卸料离心脱水机
振动卸料离心脱水机的传动机构使筛篮绕轴作旋转运动，同时又沿该轴作轴向振动；所以，强化了物料的离心脱水作用，并促使筛面上的物料均匀地向前移动。物料层抖动时，还有助于清理过滤表面，避免筛面被颗粒堵塞，减轻物料对筛面的磨损。振动离心脱水机目前在选煤厂广泛的应用。
3、浓缩设备
浓缩设备对煤泥水的处理，可提高煤泥水或矿浆的浓度。浓缩设备主要有耙式浓缩机、旋流器和深锥浓缩机，它们和角锥沉淀池、斗子捞坑等一起构成煤泥水浓缩设备，可以提高煤泥水浓度和回收澄清的溢流水。
4、过滤设备
真空过滤设备有圆盘式真空过滤机、加压过滤机、无格折带式真空过滤机及水平胶带式真空过滤机等。可以实施浮选精煤的脱水，还能用于浮选尾煤的脱水。
5、压滤设备
压滤设备可以对高灰细粘的煤泥和尾煤进行有效的脱水。它包括板框式压滤机、箱式压滤机、隔膜压榨式压滤机和带式压滤机等。
6、干燥设备
煤矿行业的干燥设备主要用于高寒地区，当前我国现有的干燥设备大多为火力干燥型，主要包括了滚筒式干燥机、管式干燥机、井筒式干燥机以及沸腾式干燥机等，这些干燥设备主要适用于末精煤及浮选精煤的干燥环节。
参考文献
[1]高智.选煤厂脱水机的脱水方法与机械分析[J].科技风，2011（2）：123.
[2]徐忠青.T4080型脱水斗式提升机的故障分析和解决方法[J].能源技术与管理，2011（6）：84 - 84， 160.
[3]高林波.七煤集团公司洗煤厂浮精煤脱水系统改造[J].中国科技博览，2012（11）：253-253.