How to choose the filter plate and filter cloth for coal processing filter presses

着 我 国 选 煤 技 术 的 飞 速 发 展，选 煤 厂 厂 型 越来 越 大、分 选 效 率 不 断 提 高、细 粒 级 煤 炭 量 增 加、煤质变差以及煤泥增多等问题也随之而来，这 就 对煤 泥 水 处 理 系 统 的 把 关 设 备———压滤机提出了更高要 求。从２０世 纪 末 开 始，厢式压滤机因为其可靠的 性 能 开 始 代 替 加 压 过 滤 机，成为了煤泥脱水的主力 设 备。隔膜压滤机又因产能大、高 效 率、经 济 实 用、性价比高以及更优越的脱水效率 进 入 了 选 煤 行 业。由于要求商品煤水 分 小 于９％，使 得 隔 膜 压 滤 机 迅 速 在 选 煤 行 业 内应 用，并极大地推动了压滤机的改进和更新，涌 现出 一 批 以 快 开 式 压 滤 机 和２．５ｍ大 型 滤 板 为 代 表的新型高效压滤机。本文就煤用压滤机的基本要求和特征以及目前选煤行业在压滤机应用方面的关注点和发展趋势，结 合 压 滤 机 滤 板 和 滤 布 的 选 择 因 素 进 行 了 综 合阐 述。

1煤用压滤机的基本要求和特征

（１）设 备 大 型 化。采 用 大 型 滤 板 和 短 配 置 不 仅可 以 减 少 占 地，同时由于滤板组件变短导致压差传递 次 数 减 少，压 差 容 易 被 阻 断，在 增 加 处 理 量 的 同时还可以减少因成饼不均匀所产生的危险压差。快开式压滤机在滤板组件中间增加了金属驱动板，可彻 底 阻 断 压 差 的 传 递，延长滤板和整个压滤机的寿 命。

（２）运 行 快 速 化。要 求 压 滤 机 入 料 快、排 液快、卸 饼 快 以 及 更 换 滤 布 快，这就有利于大型压滤机 采 用 多 端 口 入 料、明 暗 流 同 时 排 液、过 滤 面 设 计优 化、缩短隔膜挤压技术的过滤周期以及带入料靴的 板 布 分 离 结 构 等 措 施 的 实 现。而对于特大型的压滤 机，采用高位槽入料法更为合适。在 过 滤 初 期，选用高位自流的方法向压滤机无障碍入料，实 现 快速 过 滤，无 需 进 料 泵 可 以 大 大 节 省 能 耗；过 滤 后 期则 采 用 小 流 量 高 压 泵，可 降 低 成 本。

（３）系 统 可 靠 性。在 使 用 压 滤 机 时，除 了 要 求液 压 系 统、拉 板 系 统、洗布系统和集液翻板系统等可 靠 之 外，及时知道滤布的损坏情况和发现损坏滤布的确切位置对整个工艺的稳定运行也是非常重要的。将德国连恩舍过滤有限公司发明的三通取样阀应 用 到 压 滤 机 中，可以在不影响工艺流程的情况下，精 确 发 现 损 坏 滤 布 的 确 切 位 置，避 免 滤 布 损 坏带 来 的 一 系 列 问 题。

２煤 用 压 滤 机 及 滤 板 选 择

２．１厢 式 压 滤 机厢式压滤机主要依靠入料泵提供的液压驱动力进 行 脱 水，悬 浮 液 泵 入 压 滤 机 后，首先在滤腔两侧的滤 布 表 面 形 成 滤 饼，然后不断向滤腔中间增厚。连续液相的存在是保持液压驱动力的前提，所 以 滤饼 中 心 始 终 存 在 一 个 浓 度 高 于 入 料 浓 度、并 以 液 体为 连 续 相 的 固 液 混 合 体，俗 称“囊 心”。“囊 心”的大 小 与 煤 泥 的 性 质（如 颗 粒 大 小、灰 分、泥 化 程 度等）有 着 很 大 的 关 系。“囊 心”的 存 在 会 影 响 滤 饼的 水 分，并 阻 碍 卸 饼。对 于 相 同 的 煤 泥，采 用 高 压入 料 可 减 小“囊 心”的 存 在，然而提高入料的压力在 很 大 程 度 上 会 导 致 危 险 压 差 的 出 现。现 有 两 个 途 径 可 以 减 少 危 险 压 差 出 现 的 几 率，一 是 通 过 增 加 滤 板 基 板 的 厚 度，二是通过增加滤板支 撑 凸 台 的 数 量 或 直 径。选 择 压 力 时，通 常 要 考 虑滤 板 的 承 压，目前滤板的压力等级分为０．８ＭＰａ、１．６ＭＰａ和 更 高 压 力３个 额 定 压 力 档 次。这 些 等 级均 是 在 常 温 下 进 行 分 类 定 义 的，忽略了温度对滤板承 压 能 力 的 影 响。

２．２隔 膜 压 滤 机与厢式压滤机的区别在于隔膜压滤机中滤板有２个 可 前 后 移 动 的 过 滤 面（隔 膜），当 过 滤 工 序 完成 后，在隔膜与基板之间形成的挤压腔中，通 入 挤压 介 质（如 压 缩 空 气 或 液 体），可对滤饼进行二次挤 压，使 得“囊 心”在二次挤压的作用下均匀脱水，形成含水率更低和更加均匀的滤饼。由 于 隔 膜滤板挤压的压力与相邻的隔膜滤板的工作压力相等，二者压力可以相互抵消，所 以 隔 膜 滤 板 即 使 在更高的二次挤压作用下对滤饼进行深度脱水时也不会 形 成 压 差，不 会 造 成 滤 板 的 基 板 变 形。一 般 情 况 下，隔膜滤板的挤压介质采用压缩空气 或 不 可 压 缩 液 体（例 如 水）。当 挤 压 压 力 低 于０．８ＭＰａ时，选 用 压 缩 空 气 较 多，主 要 原 因 是 由于０．８ＭＰａ的 空 压 机 价 格 相 对 低 廉，选 择 余 地 大，而且压缩空气单元的控制系统简单且成本较低；当挤 压 压 力 大 于１．６ＭＰａ，使 用 压 缩 空 气 作 为 挤 压 介质的安全隐患较大，为 了 安 全 考 虑，不 可 压 缩 液 体成 为 首 选。但是使用不可压缩流体作为挤压介质时也 有 一 个 缺 点，特 别 是 在 高 压 挤 压 完 成 前，由 于 滤饼的压缩性近乎消失，挤 压 压 力 会 迅 速 升 高，为 了控 制 压 力，设 计 的 压 榨 单 元 较 为 复 杂，成 本 较 高。

２．３干 燥 压 滤 机随着对滤饼含水率的要求越来越低，仅靠提高隔膜挤压压力这种机械脱水方法已经很难达到要求，此时干燥压滤机应运而生。干燥压滤机是将隔膜压滤机和热力干燥合二为一的一种设备，某些情况下可以将滤饼水分脱至１％以下，干燥压滤机由机架、干 燥 滤 板（混 合 组 件）、加热系统以及真空冷凝等系统组成。干燥滤板组中的隔膜滤板不作任何改变，而 其 中 厢式滤板的材料换成了导热系数更高的金属材料。由于 聚 丙 烯 隔 膜 滤 板 的 最 大 工 作 温 度 为１００°C，为 了提高干燥的温差驱动力，通 常 采 用 真 空 泵 将 过 滤 腔室 抽 至－１０～－２０ｋＰａ的 真 空 状 态，降 低 滤 液 的沸 点。同 时 采 用 加 热 系 统 循 环 加 热 水 至８０°C～９５°C，并从下端将水泵入干燥滤板，带 盘 形 的 热 水 流道的干燥滤板，以 保 证 干 燥 板 处 于 较 高 的 传热 温 度，并 采 用 热 力 学 的 方 法 降 低 滤 饼 水 分。在 干燥 阶 段，必 须 保 持 隔 膜 处 于 挤 压 状 态，保 证 滤 饼 始终完全紧贴干燥滤板，没 有 空 气 缝 隙，保 证 传 热 效率。如果隔膜没有对滤饼进行挤压，就 会 随 着 不 断脱水 而 收 缩 变 薄，滤饼则有可能与干燥滤板脱离，导致滤饼处于悬空状态，干 燥 并 不 充 分。所 以 干 燥时，压滤机必须处于挤压、加 热、真 空 三 者 同 时 工作 的 状 态。

２．４滤板与压滤机的压紧力当滤板组件在压滤机中压紧时，塑 料 的 滤 板 及滤 布 会 被 压 缩，并且操作温度的变化也会造成滤板及滤布材料的热膨胀和冷收缩。由 于 有 很 大 的 伸 缩量，所 以 压 紧 力 在 长 度 方 向 上 应 有 伸 缩 的 补 偿 功能，这个伸缩补偿功能主要由压滤机的压紧装置来完 成。压滤机的压紧装置所产生的压力不仅要抵消过 滤 压 力 和 挤 压 压 力，而且还必须保证过滤腔室的密 封 性，所 以 在 压 滤 机 工 作 时，必须保证有一个有效的 最 小 压 紧 力Ｆｍｉｎ，同时为了防止滤板的永久变形 和 机 架 的 过 载 损 坏，根据操作压力和温度的不同，必 须 将 压 紧 力 限 制 在 最 大 压 紧 力Ｆｍａｘ以 下。压滤机的操作压紧力必须介于Ｆｍｉｎ和Ｆｍａｘ之 间。压 紧力 太 小，会 导 致 板 间 漏 液，物 料 挤 出，而 极 端 情 况下 会 导 致 设 备 损 坏，还有可能影响人身安全。

滤 布 的 选 择从 材 质 上 讲，聚丙烯的使用范围最广，耐 酸 碱性 优 良，而且在市场上作为可选的透气率范围也最广；尼 龙 滤 布 有 更 好 的 耐 磨 蚀 性 能，所 以 在 煤 泥 和精 煤 过 滤 中，一 般 尼 龙 布 作 为 首 选；涤 纶 布 则 能 在１５０°C的 温 度 下 工 作，当 然ＰＥＥＫ的 耐 温 性 更 好，可 以 达 到２００°C。一般情况下精煤过滤的滤布透气率 在６００～７００Ｌ／ｍ２·ｓ，而 原 生 煤 泥 则 选 用 透 气率 在２５０～４００Ｌ／ｍ２·ｓ的 单 丝 尼 龙 滤 布。在 滤 布背 面 安 装 大 透 气 率 的 底 布，可延长滤布的寿命１０％～２５％。对滤布做砑光处理可以减小其与滤饼的 实 际 接 触 面 积，从而降低滤饼在滤布上的附着力，有 利 于 自 动 卸 饼，同时砑光处理还可以将滤布的 透 气 率 向 下 做 一 些 调 整。然而尽管过度的砑光处理 可 以 使 滤 布 的 表 面 更 加 光 滑，但对滤布的强度和寿 命 明 显 有 害。

结 语

压滤机作为煤泥水处理系统的把关设备，必 须具 有 设 备 大 型 化、运行快速化和系统稳定可靠等基本 特 征。随着对泥饼含水率越来越低的要求，对 煤用 压 滤 机 的 要 求 也 逐 步 提 高，干燥压滤机应运而生并 逐 渐 在 煤 泥 脱 水 中 推 广 应 用。滤板是压滤机的核心 部 件，过 滤 中 起 到 非 常 重 要 的 作 用，因 此 选 择 滤板 时，一定要综合考虑温度和压力的影响。正 确 的压紧力是保证压滤机系统正常工作和使用寿命的一个 前 提，尼龙单丝滤布是煤矿用压滤机的首选。

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