這幾年,我國的煤炭洗選加工業(yè)隨著煤炭工業(yè)的發(fā)展取得了很大的進(jìn)步。全國選煤廠的入選能力已接近6億噸,原煤的入選比例達(dá)到40%左右。與此同時,對選精煤的質(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,以滿足出口和國內(nèi)市場的需求。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題。幾年來國內(nèi)先后成功地開發(fā)了用于浮選精煤脫水的加壓過濾機(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)備還存在著投資較大、系統(tǒng)較復(fù)雜、占地面積較大等缺點(diǎn)。而沉降過濾式離心機(jī)在選煤廠應(yīng)用于煤泥和浮選精煤脫水多年,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)較簡單和適于物料濃度變化范圍大等優(yōu)點(diǎn)。
    一、沉降過濾式離心機(jī)的工作原理和性能分析
    沉降過濾式離心機(jī)是一種連續(xù)生產(chǎn)的固液分離設(shè)備,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,zui終產(chǎn)品從排料口排出。
    影響沉降過濾式離心機(jī)工作效果的主要因素有:一是離心強(qiáng)度。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)鼓的速度為700-1000ｒ/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)鼓速度達(dá)到1500ｒ/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)3000ｒ/ｍｉｎ,離心強(qiáng)度達(dá)到2500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。二是離心機(jī)的結(jié)構(gòu)參數(shù)。如轉(zhuǎn)鼓長度與直徑的比例,即長徑比;推料螺旋和轉(zhuǎn)鼓之間的轉(zhuǎn)速差;溢流堰的高度;過濾段錐角和螺旋螺距的大小以及篩孔尺寸等。三是被分離物料的性質(zhì)。主要是物料的粒度與粘度。隨著物料中細(xì)粒級含量的增加,當(dāng)物料中-0.045ｍｍ粒級含量超過40%時,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。粘度增大,離心效果也變差。
    沉降過濾式離心機(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)品水分比加壓過濾機(jī)、真空過濾機(jī)和壓濾機(jī)均要低,相對處理能力要大,具有較滿意的應(yīng)用效果。
    二、我國沉降過濾式離心機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r
    20世紀(jì)80年代以前,國內(nèi)選煤廠只有從前蘇聯(lián)引進(jìn)的ＹⅡＭ-1型和國產(chǎn)ＷＸ-1型沉降式離心機(jī),在一些選煤廠應(yīng)用于煤泥和尾煤的脫水,取得了較好的效果。但由于零部件壽命較短、檢修維護(hù)工作量大等問題,未能得到很好的應(yīng)用。
    為解決浮選精煤水分偏高的問題,上世紀(jì)80年代初我國開始研究沉降過濾式離心機(jī),*ＷＬＧ900型樣機(jī)于1983年在靈山選煤廠投入使用,并通過了技術(shù)鑒定。以后在全國選煤廠推廣應(yīng)用了20多臺,但由于其結(jié)構(gòu)上存在的一些問題,機(jī)械加工的精度不夠,造成了差速器使用時間短,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。針對該機(jī)型存在的問題,從1986年開始,我國開發(fā)ＷＬＧ-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-0.045ｍｍ粒級物料平均為42.8%的條件下,處理能力為21.16ｔ/ｈ,產(chǎn)品灰分為7.12%,水分為22.12%,比58ｍ2盤式真空過濾機(jī)低2個百分點(diǎn),生產(chǎn)能力高了2.7倍。雖然該機(jī)使用效果不錯,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,為提高我國的選煤機(jī)械水平,在引進(jìn)設(shè)備的同時,引進(jìn)了一些設(shè)備的制造技術(shù),沉降過濾式離心機(jī)就是其中的一種。我國引進(jìn)了美國ＢＩＲＤ公司的圖紙和技術(shù),產(chǎn)品的型號定為ＴＣＬ型沉降過濾式離心機(jī),并在一些選煤廠應(yīng)用,但使用的數(shù)量也不多。
    我省馬蘭選煤廠、斜坡選煤廠使用了沉降離心機(jī)脫水,都收到了較好的脫水效果,大大提高了處理量。
    沉降過濾式離心機(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,主要有以下幾個方面:
    *,我國自行設(shè)計研究的ＷＬＧ型離心機(jī),由于受到當(dāng)時的技術(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)等方面與國外同類離心機(jī)均有一定的差距。
    第二,在制造精度、加工工藝和材料等方面均達(dá)不到設(shè)計要求,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。
    第三,研究制造單位不能根據(jù)出現(xiàn)的問題和用戶的要求,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,出了問題不能很快解決,影響了離心機(jī)的推廣使用。
    三、發(fā)展建議
    為了在選煤廠推廣應(yīng)用的煤泥脫水設(shè)備,建議要做好以下幾方面的工作:
    1.在充分調(diào)查研究當(dāng)前國內(nèi)外沉降過濾式離心機(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)。
    3.在研究確定方案的過程中,應(yīng)以設(shè)備的可靠運(yùn)轉(zhuǎn)為基礎(chǔ),技術(shù)上的*為前提。要加強(qiáng)研究、設(shè)計、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)達(dá)到*水平。
    5.進(jìn)行工業(yè)性試驗(yàn)的選煤廠要對離心機(jī)的主要參數(shù)進(jìn)行考核,并對相關(guān)的工藝開展研究,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。
    總之,沉降過濾式離心機(jī)是一種的脫水設(shè)備,在選煤廠有著很好的推廣應(yīng)用前景。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,提供新型的的裝備。