1 压滤机的工作原理
在液压缸作用下, 压滤机滤板沿主梁移动压紧, 使相邻滤板间形成封闭的滤室, 煤泥水由入料泵以一定压力从尾板入料孔给入, 借助入料泵提供的压力在过滤介质两侧形成的压力差, 实现固液分离。煤泥颗粒滞留在滤室内, 滤液透过过滤介质从滤板的导水孔排出机外。一段时间后, 滤液不再流出, 过滤脱水过程完成; 停止入料, 依次拉开滤板, 滤饼脱落后, 由压滤机下的运输设备运走, 整个压滤循环结束。
2 影响压滤机工作状况的主要因素
压滤机的工作状况、产品的质量以及压滤机的工作效率主要从入料组成、物理性质、产品水分、成饼性、滤液浓度、工作效率(可以过滤速度来衡量) 等几个方面综合考虑和衡量。在压滤过程中, 矿浆的过滤速度同过滤压力成正比, 与矿浆的粘度成反比,并且随着压滤的进行, 滤饼厚度的增大, 滤室中截留的固体物集合体(*终发展成为滤饼) 的孔隙率逐渐减小, 过滤速度呈下降趋势。另外, 在过滤过程中, 过滤速度与颗粒比表面积S0 的平方成反比。因此, 要保证压滤机高效运行, 须从以上几个因素着手进行分析。
2.1 入料压力
在实际生产过程中, 过滤压力一般是由入料泵提供的(现场也有极小的比例采用泵和空压机联合给料, 在此暂不作探讨) , 所以, 影响过滤速度极为重要的因素就是入料泵的给料压力。给料压力直接影响着压滤机的工况, 而压滤机的分离效果也与之有很大的关系。实际使用中发现, 在压滤脱水过程中, 通过流体静压缩小滤饼的孔隙率, 可排出大部分水分, 但仅仅靠提高流体静压力, 脱水效果并不理想。分析其原因可能在于: 随着压力的增大, 滤饼孔隙率逐渐减小, 滤饼孔隙的饱和度逐渐降低, 但是, 当滤饼的饱和度接近剩余饱和度时,滤饼水分基本不再降低。通过分析滤饼的显微结构可知, 此时颗粒成拱桥结构, 这种结构包含的水分不但很难用常规入料泵所提供的流体静压力排出, 而且会造成设备磨损和故障。
2.2 入料灰分
入料矿浆灰分的高低, 一般是由原煤夹带的泥质页岩等粘土类矿物质在洗选过程中泥化形成的细泥含量决定的, 同样, 矿浆中细泥的含量大小也决定了入料矿浆的粘度, 进而对过滤速度造成影响。但是, 这类因素在现场生产中几乎是不可控的。
2.3入料矿浆的粒度组成
入料矿浆的粒度组成对过滤速度的影响主要取决于其中的细粒级物料含量, 其含量越高, 物料比表面积(S0 ) 越大, 过滤速度也就越低。在实际生产中, 样品分析结果表明: < 01074mm 粒级的物料含量对过滤速度影响尤其明显, 而粗粒级含量虽然有利于过滤速度的提高, 但从以往的实践经验看, 只有当压滤入料中01125～01074mm级物料占80%左右时, 压滤机成饼较为理想; 而在出现跑粗现象时, 即入料矿浆中 015mm粒级物料含量较高时, 压滤机往往会出现跑料、成饼差、卸料难等现象, 而且也会对滤布造成部分损坏。
2.4 入料矿浆浓度
入料矿浆浓度对过滤速度的影响在理论上是容易理解的, 尤其是在入料阶段, 矿浆浓度高,其中的固体颗物含量就高, 相比于较低的矿浆浓度, 滤饼形成速度加快。当入料浓度低时, 细小颗粒极易直接进入滤布孔眼中, 穿过、堵塞或覆盖在上面, 使过滤介质孔眼很快被堵塞。随着料浆浓度的提高, 将会有更多的颗粒接近或到达过滤介质的孔眼, 由于相互干扰, 绝大部分颗粒不能进入孔眼而在其上成拱架桥, 使滤孔可在较长时间内不被严重堵塞 。随着压滤过程的进行,在过滤介质表面形成的滤饼沿入料方向由外向内平均粒度逐渐增大, 滤饼阻力逐渐减小, 使滤饼内侧(靠近滤布侧) 的脱水受到影响, 这种效应随着入料浓度的减小逐渐增强。所以, 入料浓度越低, 滤饼水分越高, 可见料浆浓度对滤饼水分的影响也十分明显。
压滤过程初始阶段滤液带走的固体量*大, 一旦滤饼形成, 就降低了细小颗粒通过过滤介质的概率, 从而降低了滤液的固体浓度, 提高了滤液的澄清度。因而压滤入料浓度低时, 滤液中的固体含量高; 压滤入料浓度高时, 滤液中固体含量较低。另外, 滤饼层结构得到改善。
流体力学理论也表明, 过滤阻力随滤层中截留悬浮物量的增加而增大。即使在截留悬浮物总量相同时, 表层截留与深层截留的过滤阻力增加情况也不同。过滤过程中, 悬浮物如果多被截流在表层,其阻力增加就快; 如果悬浮物能达到滤层深处而被截留, 那么过滤阻力增加得就慢。所以, 在入料浓度较低的情况下, 水头损失也比高矿浆浓度的情况要大, 造成对动力的浪费。
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