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浅谈筛网沉降离心机在选煤厂的应用
李 彪
（淮南矿业集团 潘一选煤厂 安徽 淮南 232082）
摘要：筛网沉降离心机处理能力大、产品水分低、自动化程度高,是国内外发展起来的比较成熟一种设备，它将沉降离心机和过滤离心机组合在一起，兼具两种离心机的优点，主要用于选煤厂细粒煤泥脱水。本文主要介绍了DMⅠ-1118×3353型筛网沉降离心机的构造和工作原理，及筛网沉降离心机在潘一选煤厂实际应用中的效果评定。
关键词：筛网沉降离心机；选煤厂；工作原理
Screen centrifuge of the settlement in the Coal Preparation Plant
Li Biao
(Huainan Group Gorp.Ltd, Pan–yi Coal Preparation Plant Anhui Huainan 232082)
Abstract: Settlement screen centrifuge capacity, and products with low moisture, high degree of automation is at home and abroad with more mature development of a device, it will settlement centrifuges centrifuge and filter combination, both the two centrifuge the advantages, mainly for coal preparation plant fine coal dewatering. This paper introduces DMⅠ-1118 × 3353 screen-type centrifuge settlement structure and working principle, and the screen centrifuge settlement in the Pan in the practical application of a coal preparation plant evaluation of the effect.
Keywords: screen centrifuge sedimentation; coal preparation plant; working principle
1、潘一选煤厂概况
潘一选煤分厂属矿井型动力煤选煤厂，入洗煤种为1/3焦煤和气煤。1986年12月26日建成投产。原设计生产能力为300万t/a炼焦煤选煤厂，经改扩建，设计规模为600万t/a动力煤选煤厂。目前的选煤工艺是：块煤重介浅槽分选+末煤重介旋流器分选+粗煤泥螺旋分选机分选+煤泥筛网沉降过滤离心机和快开压滤机回收联合生产工艺流程，各主要作业环节数质量及处理的粒度范围见表1。设计入厂原煤灰分为40.18%,其中粒径为100mm～13mm部分进入重介浅槽分选，分选量为27.82%；13mm～2mm部分进入重介旋流器洗选，部分掺配，分选量为24.65%；0.045～2mm进入螺旋分选机分选量为12.23%。洗选产品是动力煤，产率为71.43%，设计产品灰分控制在24.00～28.00%。
表1 各主要作业环节数质量及处理粒度范围表
作业环节
数质量情况
处理物料粒度范围
307#浅槽重介分选机
精煤灰分16.26%，矸石灰分86.82%，精煤r=12.70%，
矸石r=15.12%
+13mm
319#末煤重介旋流器
精煤灰分15.04%，矸石灰分85%，末精煤r=17.27%，
末矸石r=7.38%
1-13mm
338#、339#螺旋分旋机
精煤灰分16.57%，矸石灰分：69.58%，精煤r=8.22%，
矸石r=4.01%
0.045~2mm
342#、343#煤泥离心机
重产物r=8.03%溢流r=0.09%
0.15～2mm

2、筛网沉降离心机的构造和工作原理
整机由入料、主机、传动、保护、润滑、冲洗和排料等部分组成。
该机的脱水包括沉降脱水和过滤脱水两过程。矿浆由入料管给入旋转的转筒中部,受离心力作用,矿浆开始沉降,固体颗粒沉降到转筒内壁,液体越过溢流堰形成主滤液。转筒内装有与转筒旋转方向相同、但速度略低的螺旋推进器。固体颗粒在螺旋推进器的带动下,向前移动,通过转筒内的坡形段,进入筛网段。此为沉降过程。进入筛网段的固体颗粒在离心力作用下,其中剩余的液体通过筛网被排出,形成离心液,固体颗粒在螺旋推进器的作用下继续向前移动,至排料口排除。此为过滤过程。最先进入筛网段的物料,排除部分小于筛网开孔尺寸的颗粒后,在筛网内壁形成过滤“介质”,阻止随后进入的物料中小颗粒被排出,这也是筛网沉降离心机采用大开孔筛网却能够实现小粒级回收的原因。
筛网沉降离心机的脱水兼有沉降离心机和筛网过滤离心机的特点。在沉降段排出大部分液体,形成主滤液,这部分滤液浓度低、粒度细;筛网段进一步脱水,形成筛网液,这部分液体量少、浓度高、粒度大。因此,筛网沉降离心机同其他的粉煤脱水设备(如真空过滤机、加压过滤机、板框压滤机、沉降离心机等)相比,处理能力大,产品水分低,但固体回收率也比较低。
3、DMI公司生产的筛网沉降离心机结构特点
DMI公司生产的筛网沉降离机主要由转筒、螺旋推进器和齿轮组件三部分组成，并具有如下结构特点。
3.1、使用可更换的陶瓷保护片和碳化钨筛网，离心机的耐用性和维修的便利性大大改进。
3.2、差速器的差速在一定范围内，视设备处理量和产品水分的不同要求可调。
3.3、转筒内有可调的溢流堰板，调节筒内液面高度，这样可有效控制转筒内的物料量，保证入料稳定均匀。
3.4、各种保护齐全可靠，主电机、主轴承、液力偶合器、油润滑系统、冲洗系统等具备相应的显示和保护，并通过PLC上传至上位机进行远程控制，调度人员可通过数据界面直接观察到设备的整体运行状况。
筛网沉降离心机的性能参数：
表2 筛网沉降离心机主要性能参数
项 目
筛 网 沉 降 离 心 机
型号
美国DMⅠ-1118×3353型
产品水分
15%----18%
设计处理量
60t/h
处理粒度
0.15----0.045mm
4、筛网沉降离心机的实际应用效果评定
为评定筛网沉降离心机在潘一选煤厂的实际应用效果，我们进行了大量的试验，结合试验的数据（表3、4、5），进行了客观的评价，具体如下：
4.1、指标计算
脱水效率：ηt=(a-b)*(c-a)*100/a*(c-b)*(100-a)*100%
ηt-脱水效率，有效数字取到小数点后第一位；
a-入料质量浓度，%
b-滤液质量浓度，%
c-脱水产品的质量浓度，%
按公式计算得：ηt＝82.3%
按以上公式进行计算，将测出的固体含量数据和计算结果列于下表3中
表3　滤饼的固体产率及脱水效率计算表
入料质量
浓度，%
滤液质量
浓度，%
脱水产品的
质量浓度，%
脱水效率，%
a
b
c
ηt
46.9
7.8
90
82.3

4.2、指标评定
计算结果表明，脱水效率较好，反映了设备脱除了较多的水量，对产品存储、运输及满足用户需求有利。
表4 工艺效果试验报告表
处理能力
吨/时·台
入料
滤液
脱水产品
脱水
效率
产品
水分
设计
实际
a %
Ad %
b %
Ad %
c %
Ad %
ηt %
Mt %
60
47.7
46.9
47.00
7.8
47.3
90
46.09
82.3
16.5

4.2.1、脱水效率：脱水效率的大小直接反映设备的脱水效果的好坏，从脱水效率计算结果(表3)看出，筛网沉降离心机的脱水效率较好。
4.2.2、处理能力：筛网沉降煤泥离心机单台处理能力的大小直接影响全厂煤泥水系统处理的好坏，从表4中看出，该设备单台处理能力实际能力Q=47.7/h/台，处理能力较高，极大的缓解了潘一选煤厂煤泥系统的生产压力。
4.2.3、离心液跑粗：从表5滤液的小筛分试验资料看， -0.045mm粒级物料含量占92.47%,其他高于0.045mm粒级的含量仅为7.53%，跑粗现象不明显。
表5 筛网沉降煤泥离心机入料、滤饼、滤液小筛分试验表
试样名称
入料
360＃产品
滤液
质量(g)
305.00
305.00
305.00
灰分（%）
47.00
46.09
47.3
项目粒度
（mm)
质量(g)
占本级（%）
灰分（%）
质量(g)
占本级（%）
灰分（%）
质量(g)
占本级（%）
灰分（%）
1
2.80
0.92
79.13
8.00
2.65
74.35

1-0.5
7.80
2.56
62.09
21.00
6.97
57.94

0.5-0.25
15.40
5.06
48.90
39.10
12.97
47.90

0.25-0.125
17.30
5.69
37.56
49.10
16.28
37.82
2.80
0.93
40.05
0.125-0.075
26.00
8.55
29.88
61.50
20.40
33.21
8.00
2.64
17.49
0.075-0.045
20.00
6.57
27.88
34.40
11.41
39.19
12.00
3.96
13.01
-0.045
215.00
70.65
50.44
88.40
29.32
57.38
280.00
92.47
49.68
合计
304.30
100.00
46.95
301.50
100.00
46.45
302.80
100.00
47.29

4.3、综合效果评定
筛网沉降离心机投入运行以来，从回收的煤泥产品来看，水分低，效果显著。采用筛网沉降煤泥离心机处理煤泥水回收煤泥，一方面，在入选原煤煤质好的情况下，回收的低水分煤泥可与精煤掺混处理，提高了精煤产率，增加选煤厂的经济效益；另一方面由于该设备属连续工作型设备，处理效率高，显著地降低了煤泥水系统的负荷压力，保证了煤泥回收系统的正常运行，全面改善了全厂系统运行环境，对全厂的煤泥水洗水闭路也是非常有利的。
5、筛网沉降离心机应用前景
筛网沉降离心机是目前除火力干燥以外最有效的粉煤脱水设备。中国煤炭工业在20世纪90年代末期先后多次引进了美国的筛网沉降离心机,但只有兖矿集团兴隆庄矿选煤厂使用的效果较理想,主要原因是筛网沉降离心机的固体回收率较低,不利于资源回收和洗水闭路循环。
近年,随着美国赛吉满公司进入中国市场,筛网沉降离心机又重新得到重视,从2004年开始,赛吉满公司在开滦集团东欢坨矿,淮南集团潘一、潘三矿选煤厂和湘水、红陵等地方选煤厂设计中采用了美国DMI筛网沉降离心机,用于粉煤脱水。与此同时,国内厂家(唐山森普)也开始加工制造筛网沉降离心机,唐山国华、北京华宇等设计单位也开始在设计中采用筛网沉降离心机。
根据中国资源现状和环保政策要求及选煤工艺特点,赛吉满公司和国内设计单位,研究设计了一种新的组合,即筛网沉降离心机与压滤机配合使用。前者作为 200目(或 325目)煤泥的脱水设备,产品水分低,处理能力大,后者作为最终把关设备,保证资源回收和洗水闭路循环。这种新型工艺发挥了两种设备的优点,提高了系统的效率,尤其是在降低粉煤产品水分方面显示了很大优势。通过不断与国外进行技术交流、合作和设备引进,再加上国内加工制造水平的提高,会有越来越多的中国选煤厂使用筛网沉降离心机作为原生煤泥、浮选精煤和尾煤脱水设备。

参考文献：
[1] 邓晓阳,周少雷,解京选等.选煤厂机械设备安装使用与维护.徐州:中国矿业大学出版社, 2004
[2] 筛网沉降过滤离心机与加压过滤机的比较. 产品信息.工作原理.技术资料.实验室资讯、技术平台.2007.6.22
[3] 筛网沉降离心机在美国选煤厂粉煤脱水中的应用.技术应用.实验技术.技术资料.实验室资讯、技术平台.2008.7.17
[4] 潘一矿选煤厂进口设备安装、维护、操作手册.美国赛吉满中国有限公司.2006.9
作者简介：李彪(1982.11－)，男，内蒙古乌兰浩特，2006年毕业于华北科技学院，本科，淮南矿业集团选煤部，潘一选煤厂，助理工程师，13955479221，lb_libiao@
联系地址：安徽省淮南市潘集区潘一矿选煤厂，李彪，232082