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[摘 要]介绍了加压过滤机的工作原理、结构组成；GPJ—60A加压过滤机对浮选精煤脱水的工艺过程及在峻德选煤厂替代圆盘真空过滤机的应用效果。
[关键词]浮选精煤 加压过滤机 脱水工艺
中图分类号：TB 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）11-0014-01
峻德选煤厂原是一座由沈阳设计院设计的年生产能力为300万吨的动力煤选煤厂，因市场的需求经过几次技术改造，现为年产150万吨的炼焦煤选煤厂。原浮选精煤的脱水设备为2台PG200型圆盘真空过滤机，自浮选投产以来其脱水运行效果一直很差，体现在脱水效率低、滤饼水分高、耗能大等问题。因浮选精煤水分高，到冬季浮选只能停产，煤泥水外排，造成环境污染及资源浪费。为了解决此问题，经过多方面的考察研究，决定对浮选精煤脱水系统进行技术改造，将原有2台PG200型圆盘真空过滤机更换为2台GPJ—60A加压过滤机，经过近几年的运行表明，改后系统运行良好。
1、圆盘真空过滤机存在的问题
圆盘真空过滤机是以真空为动力造成压力差，进行固液分离。而真空泵产生的最大压力为0.07Mpa，实际过滤表面的压力为0.024Mpa，滤饼水分高达28%—35%，滤饼的脱落率为45%，存在滤饼水分高，脱水效率低，能耗大，到冬季只能停产（没有干燥车间）。①滤饼脱落困难，部分滤饼一直在滤板上循环，不得不采用人工捅饼。②滤液浓度过高，必须返回浮选，导致细粒煤泥在系统内循环，增加了无用功的消耗，恶化了浮选和过滤的效果，造成煤泥系统的压力大，经常发生“涨肚”现象，导致煤泥水外排。冬季因滤饼水分高不能正常生产而使煤泥水外排既污染环境又浪费了资源。
2、GPJ—60A加压过滤机的过滤原理与工艺
（1）加压过滤机的结构和组成以及工作原理
结构和组成
加压过滤机构造如图9所示。圆盘加压过滤机由加压仓、盘式过滤机、刮板运输机、密封排料阀，自动控制装置5个部分组成。
1-过滤机；2-加压仓；3-电控系统；4-刮板运输机；5-密封排料裝置
① 加压仓：是一个I类压力容器，整个加压过滤过程在此仓中进行。仓的一端为一固定封头，另一端为活封头，以便装入过滤机和刮板机。一般检修都在仓内进行，仓内设有照明、检修平台和起重梁。为了人员和零部件进出，设有φ1200㎜及φ900㎜入孔各一个。仓壁一侧装有观察仓内运行情况的视镜，仓顶装有安全阀。
② 盘式过滤机：置于加压仓内。加压状态下的盘式过滤机，与普通的盘式真空过滤机有很大的区别。首先，为了适应压差的增高，滤盘须有较高的耐压强度，其次为了减少压缩空气的消耗，将滤扇个数由通常的10～12片增至20片，并将浸入深度由35%左右增至50%，即过滤槽内液位与主轴的中心线在同一水平。为此，设计了一套主轴密封装置；为适应过滤强度的增加，将滤液管断面加大了一倍，并放在主轴的外圈，磨损后便于更换。为了解决滤槽中粒度分层现象，特意研制了轴流式强力搅拌器，加强了滤槽中矿浆上下层的对流，改善了过滤效果。
滤盘材料用玻璃钢或不锈钢制造，滤布采用特制的不锈钢丝编织布。工作时滤盘在槽中煤浆内旋转，煤浆在压缩空气作用下在滤盘上形成滤饼。滤饼在滤盘上部脱水并被带至卸料位置。该位置上有一特殊的导向装置，其上安有卸料刮刀，刮刀与滤盘间距保持在2～4mm之间，此种卸料方式使滤饼脱落率在95%以上。同时设有反吹装置，当滤饼厚度小于5mm时，需用反吹卸料。
③刮板运输机：位于过滤卸料侧的下部，其用途是将脱水后卸落的滤饼，运至加压仓下部的排料口内。其主体选用选煤厂通用的刮板机，链条采用18×24的双边圆环链，下链运输；并采取措施，不让其飘链；机头卸料；机头机尾设有防存料装置；槽底衬有铸石防粘。
④密封排料装置：是加压过滤机的关键部件，它要求在密封状态下可靠地进行排料动作，使已脱水的滤饼顺利排出，同时消耗的压缩空气量最少。目前应用的主要是双仓双闸板交替工作的密封排料装置，其上的两个闸板采用液压驱动，闸板上的密封采用充气橡胶密封圈。加压过滤时，过滤机连续工作，密封排料的上下仓以间歇方式排料，最短排料周期为50s。
⑤自动控制装置：由传感器，变送器及控制器，调节器和执行器组成。
工作原理
圆盘加压过滤机是将一台特制的盘式过滤机装入一个卧式压力容器中，工作时向压力容器内充以0.3MPa左右的压缩空气，盘式过滤机在此压力下进行过滤、脱水和卸饼等工序，滤饼卸落后由压力容器内的刮板运输机，集中运往密封排料阀。该阀由上下两仓组成，两仓交替工作，每仓都有独立的密封装置和排料闸板。整个生产过程都是在密闭的压力容器中进行，工作步骤与程序复杂，控制点多。全机采用了自动调节和自动控制系统。
（2）GPJ—60A加压过滤机的结构组成及工作原理与上述基本相同是一台特殊的圆盘式过滤机置于密封圆筒中，将过滤动力由真空改为压缩空气进行过滤的一种固液分离设备。煤浆受压缩空气作用在滤扇外形成滤饼，滤扇转至脱水区脱水后，在卸料区用刮刀卸下。在脱水及卸料过程中，强气流穿透滤饼，进一步带走滤饼中的水分，从而达到降低滤饼水分的目的。脱落的滤饼由刮板输送机集中到排料仓，用密封排料装置间歇排出。滤液经气水分离器排走。
3、应用效果
①工艺效果。由于GPJ—60A圆盘加压过滤机是强制性脱水设备，固液分离彻底，杜绝了真空过滤机滤液必须返回浮选的现象。有利于提高浮选效果，增加浮选的入洗量，提高了精煤产率，同时克服了循环水的“涨肚现象”，也克服了因滤饼水分高冬季被迫停产的现象，解决了煤泥水外排的问题。
②节电效果。正常情况下，1台GPJ—60A圆盘加压过滤机与1台PG200型圆盘真空过滤机的处理量相同，设备的运转情况为开1台备1台。1台PG200型圆盘真空过滤机工作时，须开1台功率为380kw的水环式真空泵，过滤机自身电机功率为10.5kw，总计390.5kw。1台GPJ—60A圆盘加压过滤机工作时，电机功率及高压风机功率总计为39.5kw，入料泵功率为110kw，其低压风源采用峻德矿总压风源，因用风量小，矿井总压风消耗不增加。按平均每年300天，每天工作16h，电价0.5元/kw.H来计算，每年节约电费：（390.5-149.5）*16*300*0.5=57.84万元
③脱水指标先进。精矿浓度在200—300g/l时，单机处理能力为30—40t/h，滤饼水分为18—20%，与真空过滤机相比，水分降低10—15%个百分点，避免了冬季停产，煤泥水外排，造成环境污染，资源浪费的现象。
④改善了现场工作环境。矿浆全部在密闭的管道中流通，减少了真空泵运转的噪声，杜绝了泄漏等现象。
4、结论
实践证明GPJ—60A圆盘加压过滤机是浮选精煤水分降低有效、先进的技术手段，改善了原真空过滤机的脱水效果，取得了显著的经济效益和社会效益。加压过滤机的结构及工艺设计合理，整个工艺过程协调可靠，操作方便，实用性强，单位处理能力比真空过滤机提高一倍以上，满足了生产需要，为克服浮选精煤脱水困难提供了一种新的解决办法，具有良好的推广价值。
[关键词]浮选精煤 加压过滤机 脱水工艺
中图分类号：TB 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）11-0014-01
峻德选煤厂原是一座由沈阳设计院设计的年生产能力为300万吨的动力煤选煤厂，因市场的需求经过几次技术改造，现为年产150万吨的炼焦煤选煤厂。原浮选精煤的脱水设备为2台PG200型圆盘真空过滤机，自浮选投产以来其脱水运行效果一直很差，体现在脱水效率低、滤饼水分高、耗能大等问题。因浮选精煤水分高，到冬季浮选只能停产，煤泥水外排，造成环境污染及资源浪费。为了解决此问题，经过多方面的考察研究，决定对浮选精煤脱水系统进行技术改造，将原有2台PG200型圆盘真空过滤机更换为2台GPJ—60A加压过滤机，经过近几年的运行表明，改后系统运行良好。
1、圆盘真空过滤机存在的问题
圆盘真空过滤机是以真空为动力造成压力差，进行固液分离。而真空泵产生的最大压力为0.07Mpa，实际过滤表面的压力为0.024Mpa，滤饼水分高达28%—35%，滤饼的脱落率为45%，存在滤饼水分高，脱水效率低，能耗大，到冬季只能停产（没有干燥车间）。①滤饼脱落困难，部分滤饼一直在滤板上循环，不得不采用人工捅饼。②滤液浓度过高，必须返回浮选，导致细粒煤泥在系统内循环，增加了无用功的消耗，恶化了浮选和过滤的效果，造成煤泥系统的压力大，经常发生“涨肚”现象，导致煤泥水外排。冬季因滤饼水分高不能正常生产而使煤泥水外排既污染环境又浪费了资源。
2、GPJ—60A加压过滤机的过滤原理与工艺
（1）加压过滤机的结构和组成以及工作原理
结构和组成
加压过滤机构造如图9所示。圆盘加压过滤机由加压仓、盘式过滤机、刮板运输机、密封排料阀，自动控制装置5个部分组成。
1-过滤机；2-加压仓；3-电控系统；4-刮板运输机；5-密封排料裝置
① 加压仓：是一个I类压力容器，整个加压过滤过程在此仓中进行。仓的一端为一固定封头，另一端为活封头，以便装入过滤机和刮板机。一般检修都在仓内进行，仓内设有照明、检修平台和起重梁。为了人员和零部件进出，设有φ1200㎜及φ900㎜入孔各一个。仓壁一侧装有观察仓内运行情况的视镜，仓顶装有安全阀。
② 盘式过滤机：置于加压仓内。加压状态下的盘式过滤机，与普通的盘式真空过滤机有很大的区别。首先，为了适应压差的增高，滤盘须有较高的耐压强度，其次为了减少压缩空气的消耗，将滤扇个数由通常的10～12片增至20片，并将浸入深度由35%左右增至50%，即过滤槽内液位与主轴的中心线在同一水平。为此，设计了一套主轴密封装置；为适应过滤强度的增加，将滤液管断面加大了一倍，并放在主轴的外圈，磨损后便于更换。为了解决滤槽中粒度分层现象，特意研制了轴流式强力搅拌器，加强了滤槽中矿浆上下层的对流，改善了过滤效果。
滤盘材料用玻璃钢或不锈钢制造，滤布采用特制的不锈钢丝编织布。工作时滤盘在槽中煤浆内旋转，煤浆在压缩空气作用下在滤盘上形成滤饼。滤饼在滤盘上部脱水并被带至卸料位置。该位置上有一特殊的导向装置，其上安有卸料刮刀，刮刀与滤盘间距保持在2～4mm之间，此种卸料方式使滤饼脱落率在95%以上。同时设有反吹装置，当滤饼厚度小于5mm时，需用反吹卸料。
③刮板运输机：位于过滤卸料侧的下部，其用途是将脱水后卸落的滤饼，运至加压仓下部的排料口内。其主体选用选煤厂通用的刮板机，链条采用18×24的双边圆环链，下链运输；并采取措施，不让其飘链；机头卸料；机头机尾设有防存料装置；槽底衬有铸石防粘。
④密封排料装置：是加压过滤机的关键部件，它要求在密封状态下可靠地进行排料动作，使已脱水的滤饼顺利排出，同时消耗的压缩空气量最少。目前应用的主要是双仓双闸板交替工作的密封排料装置，其上的两个闸板采用液压驱动，闸板上的密封采用充气橡胶密封圈。加压过滤时，过滤机连续工作，密封排料的上下仓以间歇方式排料，最短排料周期为50s。
⑤自动控制装置：由传感器，变送器及控制器，调节器和执行器组成。
工作原理
圆盘加压过滤机是将一台特制的盘式过滤机装入一个卧式压力容器中，工作时向压力容器内充以0.3MPa左右的压缩空气，盘式过滤机在此压力下进行过滤、脱水和卸饼等工序，滤饼卸落后由压力容器内的刮板运输机，集中运往密封排料阀。该阀由上下两仓组成，两仓交替工作，每仓都有独立的密封装置和排料闸板。整个生产过程都是在密闭的压力容器中进行，工作步骤与程序复杂，控制点多。全机采用了自动调节和自动控制系统。
（2）GPJ—60A加压过滤机的结构组成及工作原理与上述基本相同是一台特殊的圆盘式过滤机置于密封圆筒中，将过滤动力由真空改为压缩空气进行过滤的一种固液分离设备。煤浆受压缩空气作用在滤扇外形成滤饼，滤扇转至脱水区脱水后，在卸料区用刮刀卸下。在脱水及卸料过程中，强气流穿透滤饼，进一步带走滤饼中的水分，从而达到降低滤饼水分的目的。脱落的滤饼由刮板输送机集中到排料仓，用密封排料装置间歇排出。滤液经气水分离器排走。
3、应用效果
①工艺效果。由于GPJ—60A圆盘加压过滤机是强制性脱水设备，固液分离彻底，杜绝了真空过滤机滤液必须返回浮选的现象。有利于提高浮选效果，增加浮选的入洗量，提高了精煤产率，同时克服了循环水的“涨肚现象”，也克服了因滤饼水分高冬季被迫停产的现象，解决了煤泥水外排的问题。
②节电效果。正常情况下，1台GPJ—60A圆盘加压过滤机与1台PG200型圆盘真空过滤机的处理量相同，设备的运转情况为开1台备1台。1台PG200型圆盘真空过滤机工作时，须开1台功率为380kw的水环式真空泵，过滤机自身电机功率为10.5kw，总计390.5kw。1台GPJ—60A圆盘加压过滤机工作时，电机功率及高压风机功率总计为39.5kw，入料泵功率为110kw，其低压风源采用峻德矿总压风源，因用风量小，矿井总压风消耗不增加。按平均每年300天，每天工作16h，电价0.5元/kw.H来计算，每年节约电费：（390.5-149.5）*16*300*0.5=57.84万元
③脱水指标先进。精矿浓度在200—300g/l时，单机处理能力为30—40t/h，滤饼水分为18—20%，与真空过滤机相比，水分降低10—15%个百分点，避免了冬季停产，煤泥水外排，造成环境污染，资源浪费的现象。
④改善了现场工作环境。矿浆全部在密闭的管道中流通，减少了真空泵运转的噪声，杜绝了泄漏等现象。
4、结论
实践证明GPJ—60A圆盘加压过滤机是浮选精煤水分降低有效、先进的技术手段，改善了原真空过滤机的脱水效果，取得了显著的经济效益和社会效益。加压过滤机的结构及工艺设计合理，整个工艺过程协调可靠，操作方便，实用性强，单位处理能力比真空过滤机提高一倍以上，满足了生产需要，为克服浮选精煤脱水困难提供了一种新的解决办法，具有良好的推广价值。