带式压滤机与板框压滤机的技术对比
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矿用带式压滤机与板框式压滤机的技术比较与分析
作者：龙振军马谊春
摘要：通过矿用带式压滤机与板框式压滤机在同一作业现场的平行运行，结合两种脱水设备工作原理、结构特征、作业效果，运行管理等方面，对两种脱水形式进行技术浅析。
关键词：矿用带式压滤机、板框式压滤机、煤泥水、高灰细泥、固液分离。
前言：随着洗煤工艺的不断发展、煤泥回收环节的逐步细化及国家对环境整治力度的加强，煤泥水处理的问题在洗煤生产中日益突出。
而固液分离是煤泥水处理问题的核心，于是采用合适的脱水形式对解决煤泥水问题致关重要。
目前浮选精煤脱水，主要采用真空过滤机和加压过滤机，近年来加压过滤机技术上日臻成熟，应用日渐广泛；尾矿脱水多年来主要采用板框式压滤机，近年来矿用带式压滤机做为煤泥脱水的把关设备也逐步被接受。
这里就汪家寨洗煤厂的尾煤脱水实例，对板框和带式两种压滤形式进行比较和分析。
1、煤泥水处理概况
汪家寨洗煤厂为年入洗能力300×104t的群矿型洗煤厂，采用重介浮选联合工艺。
由于入洗原料煤含矸量较大，且伴生岩遇水泥化严重，故而煤泥量较大。
尤其尾矿粒度细、粘度高，属较为典型的高灰细泥，脱水较为困难。
曾一度因尾矿脱水问题而严重制约洗煤生产。
后经改造引进了DYF型矿用带式压滤机，目前尾煤脱水问题已经基本得到解决，煤泥粒度组成见下表。
煤泥水处理工艺见图1。
近年来板框压滤机的结构形式和控制方式都得到了很大的改进和发展，效果主要体现在t1、t3、t4的缩短。
但对整个工作循环时间（t）影响最大的是注料时间（t2），而注料时间t2主要与煤泥的粒度组成及注料压力相关。
a）t2与粒度的关系
在注料过程中，泥粒附着在过滤介质表面，形成滤饼，滤饼本身同时也成为过滤介质。
随着滤饼增厚，过滤阻力也增大。
在此过程中，如果泥颗越小，形成的滤饼就越致密，产生的过滤阻力也就越大，注料所需时间t2就越长。
当泥粒细到一定程度时，即便滤饼尚未充满滤室，也会出现过滤阻力与液相压力持衡的现象。
于是就会产生滤饼“夹芯”。
b）t2与压力的关系
通常我们习惯认为，注料泵提供的液相压力越大，产生的过滤压差就越大，过滤时间也就越短。
但如果泥粒很细，过大的注料压力会使包括滤饼在的过滤介质中的涌隙被迅速充塞，从而加速滤饼“夹芯”的形成。
于是对于高灰细泥通过一味提高注料压力来缩短注料时间也是不可取的。
2.2带式压滤机工作原理
带式压滤机是一种连续给料连续出饼的脱水设备，过滤介质由上下两层滤带组成，过滤压力源于气缸对滤带的柔性力。
其脱水过程大致可分为重力脱水、预压脱水和高压脱水三个过程。
首先煤泥被给至重力脱水段，其中游离的水在重力作用下渗出上层过滤介质。
经重力脱水后煤泥被折返到下层过滤介质，在两层过滤介质的夹持下进行预压脱水。
预压力可以根据不同的煤泥流动性进行调整，使其与煤泥的压力梯次曲线相拟合，以免煤泥侧溢。
经过预压失去流动性的煤泥在过滤介质的夹持下经脱水滚筒反复折返挤压，在过滤介质的剪切力作用下，实现固液分离。
滤液被收集排出，滤饼自行剥离卸落。
3.1板框压滤机的结构特征
板框压滤机主要由机架部分、传动系统、过滤系统、液压系统、入料系统及电控系统等组成。
主体设备占地较大，需足够的卸料空间，多采用跃层卸料。
⑴机架部分由压滤机的框架梁、油缸、压紧板、止推板、主梁和中间托架等组成。
⑵传动系统由液压电机、套筒滚链、链轮及提钩盒等组成。
⑶过滤系统主要由滤板、滤布及密封压条组成。
相邻滤板间形成滤室，滤布做为过滤介质衬于滤板表面。
⑷液压系统为滤板压紧、松开提供动力。
⑸入料系统主要由入料泵、入料管路、阀门及电动换向阀等组成。
入料形式有中心孔入料和角孔入料。
入料泵作用不仅输送泥浆，同时为固液分离提供液相压力。
⑹电控系统近年多采用PLC控制。
3.2带式压滤机结构特征
整机主要由框架、辊筒、物料准备装置、滤液收集装置、滤带冲洗装置、滤带跟踪纠正装置、驱动系统、紧装置、滤带及控制系统组成。
整机结构紧凑、占地少，可实现同层卸料。
⑴机架做为整机组装载体，需有足够的机械强度和加工精度。
⑵辊筒做为核心部件用于滤带的导向和压榨。
对机械强度、加工及装配精度要求较高。
⑶物料准备系统包括强化造粒装置、布料器、犁形助滤器等。
作用是使物料形成良好工况。
⑷冲洗装置由冲洗水管、喷嘴组成。
对滤带进行连续冲洗，保持过滤介质的良好涌隙。
⑸滤带跟踪纠正装置由执行气缸、传感器等组成，保证滤带在安全位置上运行。
⑹紧装置可使滤带紧松开，为压滤脱水提供压力。
⑺滤液收集装置将滤液收集并集中排出，避免滤液对作业环境和滤饼的污染。
⑻滤带分上下两条，做为过滤介质同时传递过滤压力。
⑼驱动装置由电机、减速器及调速器组成，为滤带连续运行提供动力。
一般采用变频或电磁两种调速形式对带速进行调节。
⑽电气控制系统采用PLC，对所有附属设备进行集中控制。
4、作业效果
4.1板框压滤机作业效果
①板框压滤机每个作业循环150min左右，其中注料时间120min左右，单机平均小时处理能力3-5t左右。
②由于滤饼经常带有“夹芯”，加之滤液与滤饼不能很好地分流，滤饼落地水份达46%，需经进一步干化处理方可转运贮存。
③由于注料时间较长，卸饼时需人工参与，工人劳动强度较大。
④注料泵长时间连续运行，磨损较重，添料频繁，时常跑料。
供料系统自动运行的可靠性较难保证。
⑤板框压滤机实现操作的工艺条件比较简单，工人操作经验较为成熟，操作技能易于掌握。
4.2带式压滤机的工作效果
①连续工作，便于与洗煤生产实现同步，小时处理能力6-10t左右。
②滤饼滤液互不污染，滤饼水份在25-30%左右，滤液浓度在3-5g/L。
③工况参数调整合适后，可以1人多机操作。
④作业环境易于保持，工人劳动强度降低。
⑤工况效果受工况条件的影响较敏感，需较高的操作技能和经验，才能保持良好工况。
⑥冲洗喷嘴经常堵塞，拆卸和更换较为麻烦。
轴承密封有待进一步完善，浸水后容易诱发故障。
5、运行费用
以2005年上半年两种脱水设备的实际运和行费用为参照，折合成年运行费用如下：
5.1板框运行费用（6台）
人工：800元×25人×12月=24.00万元/年
电力：270KW×20h×300天×0.39元=63.18万元/年
材料（滤布、滤板、压条、油脂等）：91.50万元/年
合计：24.00+63.18+91.50=178.63万元/年
折合每台运行费用为：
178.63/6=29.77万元/年
5.2带式压滤机运行费用（4台）
人工：800元×6人×12月=5.76万元/年
电耗：94KW×20h×300天×0.39元=22.00万元/年
药耗：0.8元×46×20×300=22.00万元/年
滤带：1.35×6=8.1万元/年
其它费用：3万元
合计：5.76+22.00+22.00+8.1+3=60.86万元
折合每台运行费用为：
60.86/4=15.21万元/年
折合成吨煤泥运行费用比为：
板框运行费用：带式运行费用=29.77/5：15.21/8=3.13：1
6：结语
综上所述，采用矿用带式压滤机做为煤泥脱水的把关设备，可取得良好的效果。
尤其用于细泥脱水时，优势更加显著。
