壓濾機(jī)是一種固液分離設(shè)備，在煤炭行業(yè)主要用于回收煤泥，以提高煤炭的利用率。因此在選煤廠得到廣泛應(yīng)用。從壓濾機(jī)在各個(gè)選煤廠的應(yīng)用情況來(lái)看，目前壓濾脫水是煤泥水處理最有效、最徹底的方法，壓濾機(jī)是選煤廠洗水閉路循環(huán)的必要設(shè)備。但是，在實(shí)際應(yīng)用中，由于收到多種因素的影響，廂式壓濾機(jī)工作效率往往得不到很理想的發(fā)揮，文章著重就影響廂式壓濾機(jī)工作狀況的主要因素及現(xiàn)場(chǎng)的使用情況做出分析。

　　德科達(dá)壓濾機(jī)-實(shí)地現(xiàn)場(chǎng)案例

　　1.壓濾機(jī)的工作原理

　　在液壓缸的作用下，壓濾機(jī)的濾板沿主梁移動(dòng)壓緊，使相鄰濾板間形成封閉的濾室，煤泥水由入料泵以一定的壓力從尾板入料孔給入，借助入料泵提供的壓力在過(guò)濾介質(zhì)兩側(cè)形成壓力差，實(shí)現(xiàn)固液分離。煤泥顆粒滯留在濾室內(nèi)，濾液透過(guò)過(guò)濾介質(zhì)從濾板的導(dǎo)水孔排出機(jī)外。一段時(shí)間后，濾液不再流出，過(guò)濾脫水過(guò)程完成；停止入料，依次拉開(kāi)濾板，濾餅脫落后，由壓濾機(jī)下的運(yùn)輸設(shè)備運(yùn)走，整個(gè)壓濾循環(huán)結(jié)束。

　　德科達(dá)壓濾機(jī)

　　2.影響壓濾機(jī)工作狀況的主要因素

　　壓濾機(jī)的工作狀況、產(chǎn)品的質(zhì)量以及壓濾機(jī)的工作效率主要從入料組成、物理性質(zhì)、產(chǎn)品水分、成餅性、濾液濃度、工作效率（可以過(guò)濾速度來(lái)衡量）等幾個(gè)方面綜合考慮和衡量。由于壓濾過(guò)程本身是一種過(guò)濾行為，服從基本過(guò)濾理論，而在過(guò)濾理論中經(jīng)典的方程之一即是柯茲尼-卡曼方程：

　　式中，u為過(guò)濾速度；ΔP為過(guò)濾壓力；μ為粘度；L為濾餅厚度；ε為孔隙率；

　　k1為柯茲尼常數(shù)；S0為顆粒比表面積。

　　根據(jù)方程不難得出，在壓濾過(guò)程中，礦漿的過(guò)濾速度同過(guò)濾壓力成正比，與礦漿粘度成反比，并且隨著壓濾的進(jìn)行，濾餅的厚度增大，濾室中截留的固體物集合體）（最終發(fā)展成為濾餅）的空隙率逐漸減小，過(guò)濾速度呈下降趨勢(shì)。另外，在過(guò)濾過(guò)程中，過(guò)濾速度與顆粒比表面積S0的平方成反比。因此，要保證壓濾機(jī)高效運(yùn)行，需從以上幾個(gè)因素著手進(jìn)行分析。

　　2.1入料壓力

　　在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，過(guò)濾壓力一般是由入料泵提供的（現(xiàn)場(chǎng)也有極小的比例采用泵和空壓機(jī)聯(lián)合給料，在此暫不作探討），所以，影響過(guò)濾速度極為重要的因素就是入料泵的給料壓力。給料壓力直接影響著壓濾機(jī)的工況，而壓濾機(jī)的分離效果也與之有很大關(guān)系。實(shí)際使用中發(fā)現(xiàn)，在壓濾脫水過(guò)程中，通過(guò)流體靜壓縮小濾餅的孔隙率，可排出大部分水分，但僅僅提高流體靜壓力，脫水效果并不理想。分析其原因可能在于：隨著壓力的增大，濾餅孔隙率逐漸減小，濾餅孔隙的飽和度逐漸降低。但是，當(dāng)濾餅的飽和度接近剩余飽和度時(shí)，濾餅水分基本不再降低。通過(guò)分析濾餅的顯微結(jié)構(gòu)可知，此時(shí)顆粒成拱橋結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)包含的水分不但很難用常規(guī)入料泵所提供的流體靜壓力排出，而且會(huì)造成設(shè)備磨損和故障。

　　2.2入料灰分

　　入料礦漿灰分的高低，一般是由原煤夾帶的泥質(zhì)頁(yè)巖等粘土類礦物質(zhì)在洗選過(guò)程中泥化形成的細(xì)泥含量大小也決定了入料礦漿的粘度，進(jìn)而對(duì)過(guò)濾速度造成影響。但是，這類因素在現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)中幾乎是不可控的。

　　2.3 入料礦漿的粒度組成

　　入料礦漿的粒度組成對(duì)過(guò)濾速度的影響主要取決于其中的細(xì)粒級(jí)物料含量，其含量越高，物料比表面積（S0）越大，過(guò)濾速度也就越低。在實(shí)際生產(chǎn)中，樣品分析結(jié)果表明：＜0.074mm粒級(jí)的物料含量對(duì)過(guò)濾速度影響尤為明顯，而粗粒級(jí)含量雖然有利于過(guò)濾速度的提高，但從已往的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，只有當(dāng)壓濾入料中0.125-0.074mm級(jí)物料占80%左右時(shí)，壓濾機(jī)成餅較為理想；而在出現(xiàn)跑粗現(xiàn)象時(shí)，即入料礦漿＞0.5mm粒級(jí)物料含量較高時(shí)，壓濾機(jī)往往會(huì)出現(xiàn)跑料、成餅差、卸料難等現(xiàn)象，而且也會(huì)對(duì)濾布造成部分損壞。

　　2.4 入料礦漿濃度

　　入料礦漿濃度對(duì)過(guò)濾速度的影響在理論上是容易理解的，尤其是在入料階段，礦漿濃度高，其中的固體顆物含量高，相比于較低的礦漿濃度，濾餅形成速度加快。當(dāng)入料濃度低時(shí)，細(xì)小顆粒極易直接進(jìn)入濾布孔眼中，穿過(guò)、堵塞或覆蓋在上面，使過(guò)濾介質(zhì)孔眼很快被堵塞。隨著料漿濃度的提高，將會(huì)有更多的顆粒接近或達(dá)到過(guò)濾介質(zhì)的孔眼，由于相互干擾，絕大部分顆粒不能進(jìn)入孔眼而在其上成拱架橋，使濾孔可在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)不能被嚴(yán)重堵塞。隨著壓濾過(guò)程的進(jìn)行，在過(guò)濾介質(zhì)表面形成的濾餅沿入料方向由外向內(nèi)平均粒度逐漸增大，濾餅阻力逐漸減小，使濾餅內(nèi)側(cè)（靠近濾布側(cè)）的脫水受到影響，這種效應(yīng)隨著入料濃度的減小逐漸增強(qiáng)。所以，入料濃度越低，濾餅水分越高，可見(jiàn)料漿濃度對(duì)濾餅水分的影響也十分明顯。

　　壓濾過(guò)程初始階段濾液帶走的固體量最大，一旦濾餅形成，就降低了細(xì)小顆粒通過(guò)過(guò)濾介質(zhì)的概率，從而降低了濾液的固體濃度，提高了濾液的澄清度。因而壓濾入料濃度低時(shí)，濾液中的固體含量高；壓濾入料濃度高時(shí)，濾液中固體含量較低。另外，濾餅層結(jié)構(gòu)得到改善。

　　流體力學(xué)理論表明，過(guò)濾阻力隨濾層中截留懸浮物量的增加而增大。即使在截留懸浮物總量相同時(shí)，表層截留與深層截留的過(guò)濾阻力增加情況也不同。過(guò)濾過(guò)程中，懸浮物如果多被截留在表層，其阻力增加就快；如果懸浮物能達(dá)到濾層深處而被截留，那么過(guò)濾阻力增加就慢。所以，在入料濃度較低的情況下，水頭損失也比高礦漿濃度的情況要打，造成對(duì)動(dòng)力的浪費(fèi)。

　　根據(jù)Dancy過(guò)濾方程：

　　可知，當(dāng)入料濃度低時(shí)，單位過(guò)濾面積濾餅阻力大，過(guò)濾載面礦漿通過(guò)量減少，過(guò)濾速度嚴(yán)重下降。式中：Q為濾液流量；A為過(guò)濾面積；K為常數(shù)；

　　RE為單位過(guò)濾面積的濾餅阻力；Rm為單位過(guò)濾面積過(guò)濾介質(zhì)的阻力。

　　3.確保壓濾機(jī)高效率工作的對(duì)策和建議

　　從以上分析可以看出，要保持壓濾機(jī)高效運(yùn)行，必須從入料壓力、入料濃度和入料粒度組成的方面來(lái)解決：

　　a.要保持合理的入料壓力。

　　入料壓力是壓濾過(guò)程中的主要推動(dòng)力，入料壓力越大，壓濾速度就越快，但是過(guò)高的入料壓力容易造成設(shè)備的磨損；入料初期，濾室中還沒(méi)有被截留足夠的物料，嚴(yán)格地說(shuō)濾室的封閉性還不夠理想，所以入料階段以及壓濾初期要保持低壓大流量，壓力控制在0.1-0.2MPa，否則會(huì)造成壓濾機(jī)跑料，給后續(xù)的壓濾、成餅以及卸餅帶來(lái)不利影響。壓濾階段的壓力以控制在0.49-0.59MPa為宜，但是不能大于0.8MPa，以免壓力過(guò)大對(duì)壓濾機(jī)的濾板、機(jī)架等造成損壞以及對(duì)入料泵無(wú)謂的磨損?，F(xiàn)場(chǎng)可以通過(guò)閘閥節(jié)流調(diào)節(jié)壓力，也可以通過(guò)入料泵電機(jī)的變頻調(diào)速裝置實(shí)現(xiàn)泵揚(yáng)程（提供壓力）的合理調(diào)整；

　　b.保證合理水平的入料濃度。

　　理論上講，壓濾機(jī)入料濃度越高越好。濃度越高，壓濾周期越短，可保持較大的處理量、較為理想的濾餅水分以及濾液中較低的固體含量。但是我國(guó)選煤廠一般是耙式濃縮機(jī)底流進(jìn)入壓濾機(jī)，過(guò)高底流濃度給耙式濃縮機(jī)的正常和安全運(yùn)行帶來(lái)隱患，若追求過(guò)高的底流濃度，可能會(huì)造成耙式濃縮機(jī)壓耙，影響正常生產(chǎn)。所以，壓濾機(jī)入料濃度應(yīng)保持在400-600g/L，這樣，既可以保證壓濾機(jī)要求的入料濃度，也能保證耙式濃縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)正常；

　　c.保證合理的入料粒度。

　　我國(guó)選煤廠煤泥水處理系統(tǒng)大多選用壓濾機(jī)回收煤泥，實(shí)現(xiàn)洗水閉路，但也有部分選煤廠采用煤泥離心機(jī)（高頻篩）或其他設(shè)備配合煤泥壓濾機(jī)聯(lián)合作業(yè)，實(shí)現(xiàn)煤泥回收和洗水閉路。對(duì)于前一種工藝，壓濾機(jī)入料礦漿的粒度組成基本是不可控的。但是，后一種工藝設(shè)計(jì)則具有一定的靈活性，即當(dāng)洗煤系統(tǒng)（或浮選系統(tǒng)）跑粗時(shí)，可以將部分濃縮機(jī)底流合理分流進(jìn)煤泥離心機(jī)，回收粗物料，而將離心機(jī)離心液返回壓濾機(jī)入料，這既能改善壓濾機(jī)入料的粒度組成，又可以改善壓濾機(jī)的入料狀況。