板框厢式隔膜压滤机
压滤机是一种耗能低，处理能力高，脱水效果好，入 料范围宽的脱水设备之一，广泛应用于污水处理、选矿等行业。随高效压滤技术的发展，压滤机的脱水效果 远远高于从前，呈替代加压过滤机的趋势。这是由于加压 过滤机的自身缺陷(不适应极细粒，能耗高，处理能力小， 维护困难等)，更重要的是压滤机的脱水效果大幅度提高， 弱化了加压过滤机的优势。但现阶段的精煤压滤机的 脱水效果并不突出。选型时若对入料性质的研究不足，配 件与工艺参数选择不好，脱水效果必不理想。随选煤厂生 产能力的提高和工艺改进，也会导致原压滤机的不能适应 新状况。这就需要对原压滤机进行改造，因而对压滤机实 际具备脱水能力的技术进行深入分析是必要的。
压滤机脱水措施的效果分析
压滤机主要脱水措施有泵送挤压、隔膜压榨、反吹、 穿流等。其中泵送挤压脱水为早期厢式压滤机的基本脱水 方式，通过泵将物料送人过滤室内，并利用持续的泵压推 挤物料使之脱水。这也是目前压滤机的基本人料方式之一。 但由于泵送压力有限，难以达到更好的脱水效果。多个滤板或隔膜板相互挤靠形成滤腔，高水含量煤浆由泵通过入料 管送入滤腔内部，阀门开启时，泵送持续给料会将水分通过滤布从滤板上的孔隙中流出。当滤腔内积存物料 后，水分的流动将受到阻碍，这时就需要提高泵的压力， 以利于水分的排除。当泵压达到极限时，将不能继续脱水。
隔膜压榨
隔膜压榨是将高压气体或液体通入具有弹性的隔膜 板内部，使隔膜外鼓，挤压 由泵送挤压过程初步形成的 高水分滤饼，以达到进一步 脱水的目的。压力的提高和压榨介质的填充速度加快，会进一步缩 短压榨时间。设滤饼颗粒之间充满水，且固体颗粒不会透 过滤布，压榨开始至结束后滤饼体积的减少百分比0为压 缩率，压榨前滤饼视体积为y，其水分为M，滤饼质量为 m，煤的真密度为艿，水的密度为P。。则： 压榨前，滤饼中水的质量m．=mM； 压榨后，水的质量减少△m为：Am=p。·AV=p0K； 压榨后，水的质量m。为：m，=m，一Am=mM-p。K； 压榨前后，煤饼干煤质量m。均为：m。=m(1一M)。可见压榨后滤饼的水分肘。是压榨前水分M和压缩比0 的函数。当压滤机入料结束后，M为定值，此时随着0的 提高，M。减小。式(3)完全可以扩展到整个循环过程中， 此时肘为人料水分，0为整个过程的煤泥水体积减小量。 若取滤饼密度为P。，则其比重即为K=p。／p。，代人式(1) 可得： 压缩比与压榨压力、压榨时间有关和压榨前滤饼的特 性有关。若认为颗粒不被压碎，可知只有当滤饼颗粒达到 最紧密堆积时，压缩比达到最大值0。设颗粒间空隙占物 料堆积体积的百分数为颗粒空隙率矿，滤饼的视密度为一， 堆积密度为6。，则空隙率：盯=(6．一6。)／8。。在最紧密堆 积时必然有最小的空隙率盯。，通过提高隔膜压力的方式提高压缩比，最终将因滤饼 颗粒存在最紧密堆积而达到极限。达到极限后，颗粒问形 成坚固的骨架，继续提高压力将难以进一步提高压缩比， 除非将颗粒压碎，但将对设备(尤其是滤板)造成很大的 损害。 若取压榨前滤饼水分为30％，干煤的比重为1．3 g／cm3，最小间隙率为15％，则通过式(6)计算得到的最大 压缩比为24％，若取压榨后的实际压缩比为10％，滤饼比 重为1．29／cm3，则通过式(4)可得到压缩10％后的水分为 23．6％，效果明显。
反吹
反吹是将入料管中的高水分煤泥用高压风喷吹回入料 桶的工序，以进一步降低水分和减少人料管残存的高水分 煤泥污染滤饼为反吹工序。 设滤板外沿厚度为d，滤饼的厚度为￡，中心孔面积为 S，滤室单侧面积为S，，滤饼水分为肘，假设人料管中残存 物料全部为水。入料管中水的质量m。=podS；滤饼的质量 me=pcV c 2p。s。Lo以中心管中全部是水为前提，故AM为通过穿流 最大可降低水分。s，约为．s的100倍(2．5m板中心孔径约 为15cm)，d约为L的两倍，P。约为P。的1．2倍，若M= 30％，可根据式(7)计算得到AM=1．18％。实际上通过反 吹可以降低的水分更少，说明反吹的主要目的是防止中心 孔高水分煤泥污染滤饼，而非脱水。已压榨结束的不同压滤机的滤饼比重相差不大，若认 为其滤饼比重K不变，则可绘制出△肘与吼之间的关系 曲线如图4所示。可见，随着滤饼中心孔体积比凰的增 加，反吹的效果越差。同一台压滤机K，确定，知 AM与肘呈负相关线性关系。可见只有在经过其他工序后 得到的滤饼水分较低时，反吹才具有一定程度的效果。考 虑到式(8)的分母很高，其效果也不会太明显。
穿流
穿流是指将高压风从滤板角孔或入料孔吹人，气流经 过滤饼从滤板的出液孔排出，同时带走颗粒间水分。即为穿流工序。压榨过程的后期由于颗粒间的骨架支撑作用，继续增加压缩比所 需要的压力和时间将非常高，而达到最大压缩比时，则不 能再通过压榨来降低水分了。此时通过穿流可以进一步降水。且经过穿流后，滤饼粘联性降低，使其更易松散破碎， 而提高掺配均匀性。降低水分的大小，与穿流所能够吹出 的空隙水有关。在理想状况下，认为将颗粒间空隙水和外 层的吸附水全部由穿流风带走，则此时滤饼的水分应当为 最高内在水分MHC。 气流吹入滤饼，能够吹空的颗粒间空隙总量与滤饼的 密实程度有关。若滤饼密封程度不均匀，气流会从较疏松 的地方漏出，而不会穿过所有空隙。过高的密实程度则会 导致滤饼将滤孔完全密封。因此压榨过程不应该将滤饼压 的过于紧密，应当保证滤饼具有一定的松散程度。
现场实践
现场很难即时检测滤饼压缩比，因而也就不能据此进 行压滤机的实时调节。而穿流过程气流通过滤饼受到的影 响非常复杂，现有技术条件也不能实时准确地得出其吹空 的颗粒间空隙。根据人料的浓度、流量以及时间计算出总 压缩比，可以获得滤饼充满滤腔的时间点，也就是停止入 料并进行隔膜压榨的时间点。这需要高准确度的浓度检测 仪器做支撑。总之，对已知煤泥样品的压滤脱水效果预测和对已有压滤机工 作状况的评价，并在高固含量物料浓度实时检测取得突破 后，可实现压滤机入料截止工序的自动控制，从而减轻工 人的工作压力。
现场实验介绍
选煤厂为无烟煤选煤厂，改造后浮选精 煤利用两台快开式隔膜压滤机进行脱水，得到精煤泥产品与末 精煤掺配后销售。但滤饼水分高(高于27％，甚至达到30％)， 滤饼结块夹心现象严重(图3改造前)，掺配难度大。为提高脱 水效果，需对原设备工艺条件进行以下改造。
1)滤布：原滤布比阻过大，会使得滤饼体积压缩难度 增大，相同压榨压力下的压缩比不足，滤饼水分降低困难， 而且易粘附滤布，改用透气率较大的缎纹滤布后，脱饼效 果明显变好，工人劳动强度大大减少，而滤液质量未恶化。
2)压榨压力：该厂所用隔膜板抗压能力强。可在极高压 力下(1MPa)反复压榨1万次以上，而原系统设计的压榨压力 仅为0.6MPa，实际使用时为0.5MPa，且压力不能进行调节。 故额外增设一台空压机，将压力提高至o.7一o.MMPa。
3)操作工序：原操作工序为先反吹后压榨，表内压由 0.6MPa迅速降低至0.2MPa以下，而后缓慢提升，在压榨 结束时，表压为0．5Mh左右。这说明实际压榨过程的平均 压力达不到0．5MPa。由于反吹的降水能力要比隔膜压榨低 非常多，而原操作工序，使腔内卸压过多的直接结果就是 压榨能力上不去，压缩比低。因此将原工序改为先压榨后， 表压在压榨阶段最低为0.6MPa，并很快稳定在0.7～ 0.85MPa(终压)。
3)助滤剂：添加助滤剂可以优化煤泥水中颗粒间的空 间构架，形成很好的松散堆积结构，从而降低滤饼的脱水难度。现场实验添加的助滤剂为低分子量聚丙烯酰胺 与聚合氯化铝。
改造结果分析
现场实践结果，可见在压榨压力0.85MPa时， 滤饼水分降低到22.4％，效果最为明显；而压力为 0.76MPa时滤饼水分降低了1.5％；在配合助滤剂的情况 下，滤饼水分降低了2.6％，可见助滤剂对降低滤饼水分有较明显的效果。但在实验过程中发现助滤剂会使单循环入 料时间延长。经分析认为是由于助滤剂使煤泥水粘度提高， 而入料泵能力不足。
结论
1.压滤机脱水效果均可以统一到脱水前后物料的体积压缩比上，压缩比越高，水分越低。
2.隔膜压榨的脱水效果明显，但受到滤饼堆积状态的影响，存在极限。
3.反吹的脱水效果很低，主要目的是避免中心管中残存高水分煤泥污染滤饼。
4.压滤机合理的操作工序为先进行隔膜压榨工序而后反吹，防止腔内卸压过多。
5.助滤剂可以提高压滤机的脱水效果，但需要注意添加助滤剂后会提高煤浆粘度，若入料泵能力不足将延长单循环时间。
