滤液浓度对加压过滤机五项指标影响的定量分析_许红娜.pdf

滤液浓度对加压过滤机 五项指标影响的定量分析 许红娜 中国煤炭加工利用协会, 北京 100013 摘 要 引用 A 选煤厂的浮选 脱水生产系统先后 5 次检测数据, 借助数理统计学回归 方程的推导, 定量描述了随加压过滤机滤液浓度升高, 滤饼产率固体回收率、 脱水效率、 滤 饼降灰率、 滤液增灰率和循环系数相应变动的尺度。 关键词 滤液浓度; 滤饼产率; 滤饼减灰率; 滤液增灰率; 脱水效率; 煤泥循环系数 中图分类号 TD946. 2 文献标识码 A 文章编号 1005-8397202010-0008-05 收稿日期 2020-08-24 DOI 10. 16200/ j. cnki. 11-2627/ td. 2020. 10. 002 作者简介 许红娜1981, 女, 河北无极人, 2002 年毕业于华北科技学院矿物加工工程专业, 中国煤炭加工利用协会工程师。 引用格式 许红娜. 滤液浓度对加压过滤机五项指标影响的定量分析 [J]. 煤炭加工与综合利用, 202010 8-11, 15. 在过滤介质一侧利用空气压力加压实现过滤 的过滤机称之为加压过滤机。 该设备是把 1 台圆 盘式过滤机装在一个密闭的加压仓内, 生产运行 时, 加压仓内维持一定的压力, 受压煤浆的液体 携带小于滤布孔径的细颗粒穿透过滤布, 通过过 滤机中空轴收集后以滤液形式外排; 大于滤布孔 径的粗颗粒截留在滤布上, 形成滤饼。 脱水后的 滤饼在滤扇的卸料区用刮刀卸下, 脱落到刮板输 送机, 由刮板输送机运至排料仓, 通过密封排料 仓的排料闸门间断排出。 当滤饼和滤布共同形成 了过滤介质时, 煤浆的液体需要穿透过由固体颗 粒组成的滤饼毛细孔。 从理论上讲, 被过滤介质 所截留的颗粒要比滤布孔径细得多。 但实际上, 由于长时间的生产, 滤布孔径有所变形, 甚至破 损, 滤液中不但常含有大于滤布孔径的颗粒, 而 且携带的煤泥还会增多, 滤液浓度随之增高。 滤液浓度的变化使得加压过滤机的一些指标 也跟着变化。 这些变化是否遵循特定的量化规 律, 正是本文所要探讨的要点, 也是至今为止在 公开刊物上尚未见到的内容。 1 滤液浓度对加压过滤机脱水工艺指标的影响 1. 1 检测试验指标 本文分析研究的基础数据来自于 A 选煤厂。 该选煤厂为大型炼焦煤选煤厂, 鉴于入浮煤泥中 高灰细泥多、 可浮性差的特性, 设计为全部精选 浮选流程, 即经预处理的煤浆由粗选浮选机分选 出粗选精煤和粗选尾煤。 粗选尾煤进入一段浓缩 机处理, 粗选精煤全部进入精选浮选机分选, 分 选出精选精煤和精选尾煤, 精选尾煤进入二段浓 缩机处理。 精选精煤由 3 台 GPJ120 型加压过滤 机单台过滤面积 120 m2进行脱水回收, 其滤 饼掺入重选精煤之中, 由于滤液中含有一定数量 的煤泥, 所以将其返回精选浮选机。 曾对 A 选煤厂的煤泥浮选脱水生产系统进行 多次检测试验, 现将加压过滤机的指标列于表1。 根据 MT/ T 9952006 选煤厂脱水设备 工艺效果评定方法, 加压过滤机的脱水工艺效 果评定指标, 除滤饼的外在水分外, 还有滤饼的 固体产率固体回收率、 脱水率和脱水效率。 脱水产物固体产率即固体回收率的定义 是 脱水产物中固体质量占入料中固体质量的百 分比。 其计算式为 γs γβ α 100 1 式中 γ 为固液产率, γ α-θ β-θ 100, α 为入 料百分浓度, β 为滤饼百分浓度, θ 为滤液百分 8 煤炭加工与综合利用 COAL PROCESSING Q0为精选浮选 机入料量, t/ h, 含加压过滤机滤液; Q1为精选 浮选机精煤量, t/ h; a 为 Q1与 Q 的比值, 即精 煤产率, 用小数来表征; Q2为精选浮选机尾煤 产量, t/ h; Q3为加压过滤机滤饼产量, t/ h; b 为 Q3与 Q1的比值, 即加压过滤机滤饼产率, 用 小数表示; Q4为滤液中携带煤泥量, t/ h。 Q0 Q Q4 Q a1 - bQ Q1 a - ab Q0 Q 1 a - ab 设 K 为循环系数, 即滤液携带的煤泥量 Q4 与粗选精煤量 Q 的比值 K Q4 Q Q0 - Q Q Q0 Q - 1 a1 - b6 由式6可知, 当精选浮选机精煤产率不变 的条件下, 随滤液浓度增高, 加压过滤机滤饼产 率的下降, 而循环系数 K 随之增高。 式6中的 a 值, 是以精选浮选机入料含滤 液灰分、 精选泡沫灰分、 精选尾煤灰分为基数而 计算出来的精煤产率。 b 值即是表2 中滤饼产率 γs 值。 二者用小数表示。 从而可分别计算出这 5 个 不同滤液浓度时的循环系数 K 值见表 6。 表 6 滤液浓度 C 与循环系数 K 关系 滤液浓度 C/ 1. 071. 332. 213. 213. 88 循环系数 K0. 0270. 0290. 0570. 0800. 101 从表 6 数据可知, 随着滤液浓度的升高, 滤 饼产率随之下降, 即滤液中携带煤泥量随之增 高。 因此循环系数 K 值也随之增大。 当滤液浓度 为 1. 07时, 循环煤泥量仅是精选浮选机入料量 的 0. 027 倍, 而当滤液浓度升为 3. 88时, 循环 煤泥量就已达浮选机入料量的 0. 10 倍。 为定量分析加压过滤机滤液 C 对循环系数 K 的影响, 特此推导出可靠性为 99. 9的回归方 程 K0. 026C。 这表示滤液浓度 C 每增减 1 个百分点, 循环 系数 K 随之增减 0. 026。 该回归方程绘制于图 4。 图 4 滤液浓度 C 与循环系数 K 的回归方程线 还要指出的是该回归方程的滤液浓度是在小 于 40 g/ L 的范围内变动的, 即在加压过滤机滤 布维护良好没有破损的前提下推导出的回归 方程。 4 结 语 引用 A 选煤厂的煤泥浮选系统的检测数据, 借助于数理统计学的回归方程, 推导出精煤加压 过滤机滤液浓度对如下指标影响进行了定量描述 下转第 15 页 11 2020 年第 10 期许红娜 滤液浓度对加压过滤机五项指标影响的定量分析 式到 “一岗多责” 工作模式的转变, 节约人工 78以上。 4将人员从脏、 累、 苦、 险岗位解放出来, 减少人员与职业危害岗点的接触时间, 保证了职 工的职业健康, 提高了职工工作幸福指数。 5 结 语 选煤智能化装备技术的应用效果, 充分体现 了智能化装备技术推动 “节能、 增收、 减员” 的 经济效能, 今后将充分利用 “互联网”、 大数 据等技术, 联合制造企业, 推进设备技术研发、 制造, 总结提炼, 为选煤行业的智能化装备技术 发展做出贡献。 参考文献 [1] 鄢晓非, 魏晓平. 产业结构转型背景下我国煤炭企业进 退机制研究 [J]. 求索, 201511 46-49. [2] 王新华, 李娅飞. 新旧动能转换背景下山东省煤炭产业 发展路径分析 [J]. 煤炭经济研究, 2018, 388 13- 17. [3] 刘志鹏. 企业如何实施减员增效 [J]. 今日工程机械, 20175 82-83. [4] 申宝宏, 雷 毅, 刘见中, 宋雪飞. 煤炭机械装备国内 外技术现状及发展展望 [J]. 煤矿开采, 2015, 201 1-4. [5] 张书翰. 浅析 PLC 技术在煤炭工程电气自动化中的应用 [J]. 科技经济导刊, 2019, 275 103. [6] 李艳崇. 选煤设备机电数据远程状态监控系统的设计与 实现 [J]. 自动化与仪器仪表, 20194 45-48. [7] 张艳青, 吴朝龙.PLC 控制技术在选煤厂的应用探讨 [J]. 科技创新与应用, 201611 116. [8] 李 勇. 重介选煤系统的密度控制研究 [J]. 能源与节 能, 20184 166-167. [9] 孙明立. 重介选煤密度测控系统的应用研究 [J]. 中小 企业管理与科技, 201616 171-172. [10] 韩泰然. 互联网大数据管理平台在煤炭智慧企业中的 实践 [J]. 煤炭技术, 2019, 381 178-180. [11] 罗 雪.石板选煤发电厂选煤车间实施巡检工作制度 [J]. 煤炭加工与综合利用, 20101 52. 􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮 上接第 11 页 当滤液浓度 C 每增加 1 个百分点时, 滤饼产率 γs 随之减少 2. 49 个百分点; 脱水效率下降 2. 10 个百 分点; 滤饼降灰率升高 2. 02 个百分点, 滤液增灰 率减少 8. 41 个百分点; 循环系数增加 0. 026。 鉴于滤液中携带了灰分较高的煤泥, 所以滤 饼灰分有所降低。 这在选煤厂产品质量监控体系 中应予重视, 但勿要刻意追求, 因为这是以提高 滤液浓度为代价的, 从技术经济合理性层面上 看, 是不合理的。 滤液浓度的提高, 必然导致煤泥循环量升高, 使得精选浮选机负荷加大。 加压过滤机滤布状态 是决定滤液浓度高低的决定因素。 保持滤布良好 状态的工作应该纳入选煤厂精细管理范畴之中。 参考文献 [1] 于尔铁. 现代煤质管理 [M].北京 煤炭工业出版社, 1989. [2] 刘炯天, 樊民强. 试验研究方法 [M]. 中国矿业大学出 版社, 2006. [3] 吴大为, 于一栋, 苑金朝, 等. 谈谈煤泥水处理 一文 的意义和影响 [J]. 选煤技术, 20191 1-6. [4] 唐联松, 吴大为, 王永胜, 等.浓缩机浅度浓缩大排底 流的分析与指标预测 [J].煤炭加工与综合利用, 1996 3 74-76. [5] 吴大为, 王克和, 李维安, 等.动力煤选煤厂煤泥水原 则流程的研究 [J]. 煤炭学报, 19944 430-438. [6] 黄淮北.脱泥浮选流程 [J].煤炭加工与综合利用, 20035 14-17. [7] 张贤贤. 对煤泥水流程中小循环的分析 [J].煤炭加工 与综合利用, 20121 19-22. [8] 汤义春, 桂洋洋, 朱再胜, 等.GPJ-120 型加压过滤机 在潘集选煤厂的工艺效果 [J].煤炭加工与综合利用, 20203 11-14, 17. 51 2020 年第 10 期揭春娟, 等 高庄选煤厂智能化技术创效实践