煤泥回收的颠覆性技术———超高压压滤机

煤泥回收的颠覆性技术———超高压压
滤机
摘要:超高压压滤机与传统厢式压滤机相比，根据煤泥粒度组成和水分特性
的不同，煤泥滤饼水分一般可降低5%～10%，发热量可提高1.05～2.51MJ/kg，
最终煤泥产品呈现完全的“松散”状态。

采用超高压压滤机后，炼焦煤选煤厂的
煤泥可全部掺入中煤销售，动力煤选煤厂的煤泥可部分或全部掺入最终产品煤或
单独销售，大大提高了副产品煤泥的经济附加值，可大幅度增加选煤厂的经济效益。

同时，避免了煤炭资源浪费和煤泥运输、储存过程对环境造成的污染。

已经
建成的几座选煤厂超高压压滤项目均实现了“无泥化”生产。

关键词:超高压压滤机;钢制滤板;工作压力;滤饼厚度;超低水分;泥变煤
1概述
煤泥是选煤厂对原煤进行洗选加工过程的副产品。

对于动力煤选煤厂煤泥一
般是指原生煤泥，炼焦煤选煤厂煤泥一般是指浮选尾煤煤泥。

一部分煤泥粒度组
成较粗的选煤厂可采用加压过滤机回收，少数选煤厂煤泥采用带式压滤机回收，
绝大多数选煤厂的煤泥回收和关键把关设备都是采用板框式压滤机。

近年来，许多选煤厂为解决煤泥落地问题，采用了新型隔膜式压滤机、穿流
式压滤机等，试图通过二次压榨、空气穿流等技术来降低煤泥水分。

从总体上看，除个别选煤厂取得较理想效果外，大部分选煤厂煤泥的水分降低幅度有限。

在以上背景下，部分选煤厂从煤泥减量化入手，大量采用弛张筛、交叉筛等，通过原煤预先脱粉来实现煤泥的减量化。

这些措施整体上有一些效果，但都没有
从根本上解决煤泥的出路问题。

为了解决煤泥回收产品水分高、粘性大难题，近期国内有设备厂商另辟蹊径，借鉴污泥回收行业部分技术经验，开发出专门适用于选煤厂煤泥回收的超高压板
框压滤机。

该型压滤机采用远超常规板框式、隔膜式压滤机的入料压力、压榨压力，大幅度降低了煤泥产品的水分，配合煤泥破碎机将煤泥产品破碎成“干粉状”，完全具备掺入产品煤销售的条件。

该项技术在华东、陕北、彬长等地区的应用效果表明，超高压压滤机的煤泥
水分可以比普通板框式、隔膜式压滤机的煤泥水分平均降低5%～10%左右，发热
量提高1.26～2.09MJ/kg，为选煤厂实现“无泥化”生产，在解决选煤厂煤泥出
路问题的同时，也都取得了可观的经济效益。

2超高压压滤机技术特征
高压隔膜压滤机机架由止推座、油缸座、两侧梁板和油缸组件组成，所有滤
板均装配在侧梁板上，并可沿侧梁板上导轨作水平方向移动，两侧梁板上配装滤
板移动装置，能自动完成拉板和脱料工作，滤板4块1组，实现快速脱料。

油缸
在液压系统驱动下推动压紧板将所有滤板压紧在机架中，达到液压系统工作压力
后进入自动保压状态，随后开始进料过滤，进料结束后，向水模滤板通入高压压
榨水压榨滤饼，降低煤泥滤饼含水率。

以滤板规格为2000mm×2000mm的超高压压滤机为例，说明超高压压滤机与
板框式、隔膜式等普通压滤机在机体结构和工艺系统方面的主要区别如下:
(1)普通隔膜式板框压滤机的滤板材质一般为高分子聚合材料，滤腔厚度一
般为30～35mm。

超高压压滤机的滤板为可承受超高工作压力的铸钢材质，滤腔厚
度达到60mm，滤饼体积比传统压滤机几乎增加了1倍。

全钢滤板不但耐压强度高，而且工作寿命长，使用寿命可达3a以上;
(2)普通压滤机的顶紧、回程液压油缸为共用，一般采用单缸或双缸。

超高
压压滤机则为16液压油缸，其中，顶紧12缸，回程4缸。

顶紧油缸为慢速缸、
回程油缸为快速缸。

(3)超高压压滤机的工作面积可达800m2，而所谓的高分子材质超高压压滤机
的工作面积一般只能达到300～400m2，工作面积不到本机的一半。

因此，单台超
高压钢制压滤机的处理能力更大;
(4)普通隔膜式压滤机的隔膜与高分子滤板结构上复合为一个整体，超高压
压滤机的隔膜则为聚氨酯薄膜式单独设置;
(5)普通压滤机的入料压力一般为0.6～0.8MPa，超高压压滤机的入料压力一
般为1.2～1.5MPa，基本为普通压滤机的1.5～2.0倍。

(6)普通压滤机入料一般采用机体尾部集中进料或者头、尾部分别进料，超
高压压滤机则采用滤板侧部分散进料，每块滤板都有进料管。

因此，进料速度更快，进料时间更短。

普通压滤机通常为明流、暗流二种排液方式，超高压压滤机
则为明流、滴水排液2种方式相结合，滤液排出速度也更快。

超高压压滤机与普
通隔膜式压滤机的工作循环时间接近，一般为40～50min，但处理能力可达
1.5～
2.0倍，滤饼水分可降低5%～15%，发热量提高1.26～
3.35MJ/kg;
3超高压压滤系统配套设备
(1)入料泵:超高压压滤机入料配套可采用单级或双级离心泵，也可以采用压
力较高的隔膜泵。

其中，双级离心泵适用浓度高、流量大、高扬程的工况，入料
压力可达到1.2MPa以上。

(2)压榨泵:超高压压滤机压榨可选用高压力、小流量的多级离心泵或往复泵，该泵最高工作压力应该达到10.0MPa以上。

(3)破碎机:超高压压滤机的煤泥滤饼水分低，厚度大，煤质特性已经接近
“块煤”，采用锤式破碎机可取得较满意破碎效果。

(4)控制系统:每套超高压隔膜压滤系统自带1套PLC控制系统，该系统可以
对压滤机工作的顶紧、入料、保压、压榨、回水、松开、卸料等过程进行全自动
化的程序控制，过程控制参数可根据实际的煤质指标进行人工调整。

控制系统还
带有压滤机智能入料、智能排序卸料等功能，使得压滤车间现场基本可实现无人
值守。

4超高压压滤机的应用
陕北朱家峁选煤厂原设计煤泥回收采用普通板框式压滤机回收，煤泥水分在28%～33%之间，由于煤泥水分高、发热量低，常年就地低价销售，既影响选煤厂
的经济效益，也污染了环境。

为此，选煤厂决定采用超高压压滤机取代普通板框
式压滤机进行煤泥脱水，取得了非常明显的效果。

选煤厂每年实际生产湿煤泥量约为11万t/a，设计采用1台800m2超高压压
滤机，最大处理煤泥能力可达20万t/a。

超高压压滤机比普通厢式压滤机的煤泥
水分按平均降低8%考虑，湿煤泥单价按当地实际就地销售单价65元/t计算，压
滤机运行成本按12元/t考虑，压榨后的干煤泥形态为“粉状”，全部掺入产品
煤销售，吨煤泥售价根据发热量按当地煤炭市场价格进行折算，约合450元/t。

某超高压压滤机设备厂商还利用小型超高压工业试验型压滤机对陕北某大型
矿区多座选煤厂的煤泥进行了超高压压滤试验。

试验结果表明，与普通厢式压滤
机相比，超高压压滤机的煤泥水分降低幅度可达3%～7.5%，发热量可提高约
0.63～1.67MJ/kg，其它选煤厂的煤泥产品水分降低幅度介于二者之间。

但是，
所有选煤厂压滤后的煤泥产品经过破碎处理都可以呈现“松散”状态，只要产品
煤的质量要求允许，都可以非常均匀地掺入最终产品煤。

5结语
超高压隔膜压滤机的机体结构、工艺运行条件等与传统的板框式压滤机有着
很大不同，除了滤板腔室厚度增加近1倍外，还大幅度提高了压滤机的压榨工作
压力，达到5.0～10.0MPa，成为实现“泥变煤”过程的关键技术因素，这在某种
程度上可视为是煤泥回收的“颠覆性”技术，未来应该具有广泛的市场应用前景。

从目前的实际使用结果看，其煤泥产品降低水分的幅度略小于煤泥火力干燥，但是不用燃烧煤炭产生热烟气，不存在环保问题，运行成本也低于煤泥火力干燥。

对于采用传统板框式压滤机工作效果不佳或者煤泥火力干燥使用受到限制的选煤厂，超高压压滤机是一种可行的替代方案，应给与高度重视。