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定稿徐超楠论文

定稿徐超楠论文

毕业设计（论文）

（说明书）

题目：

姓名：

编号：

平顶山工业职业技术学院

2014年月日

，，，

平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）评语

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共页

学生姓名：

专业应用化工技术年级级

毕业设计（论文）题目：

评阅人：

指导教师：

（签字）年月日

成绩：

系（科）主任：

（签字）年月日

毕业设计（论文）及答辩评语：

参考文献．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23

摘要

介绍了GPJ-96加压过滤机在八矿选煤厂中的原理及其在八矿的应用效果，分析了影响加压过滤机工作效果的原因，通过技术改造，取得了显著的洗选效果和经济效益，论述了最终撤消干燥系统的可行性。

关键词：

Abstract

TheworkingprincipleofthepressuredfilteranditsapplicationinBakuangCoalPreparationPlantwasintroduced，thenthefactorsofaffectingitsworkwereanalysed，Afterteachnologyreformation，themarkedresultandeconomicbenefithavebeenreceived，andthefeasibilityofrepealingdesiccationsystemwasdiscussedinthispaper.

Keywords:

hyperbaricfilterworkingprincipleimprovingmeasure

前言

加压过滤技术是一项国际公认的先进的固液分离技术，根据这一技术而设计的加压过滤机，是将过滤器置于一个密闭的加压舱内，舱内充有一定压力的压缩空气。

它的使用可以解决因精煤水分过高超标给国家造成的巨额损失，改善寒冷环境地区运输状况。

同时对寒冷地区选煤厂不设干燥设施提供了技术上的可行性，也对节省运费，提高焦炉热效益起到一定作用。

目前，国外只有奥地利能够设计制造;在国内，只有少数的机械厂能独立设计制造。

主要用于浮选精煤、原生煤泥脱水，也可以用于黑色冶金、有色冶金化工（碱厂）轻工、建材、饲料、城市生活污水（泥）等行业的固液分离。

平煤八矿选煤厂位于河南省平顶山市区东部，是一年处理180万吨的矿区型选煤厂。

厂领导班子一向以科技为先导，向管理要效益，靠质量求发展，坚持走质量效益型道路。

投产至今，该厂生产的焦精煤一直保持着"河南省优质产品"称号，先后荣获原煤炭部“部级质量标准化选煤厂”、“国家洗水二级闭路循环厂”、九五期间“平顶山市环保先进单位”等称号。

1985年11月底由我国自行设计并建成投产，厂房占地面积11万平方米，厂房建筑面积2.34万平方米。

　该厂采用跳汰--浮选联合流程的选煤工艺，原煤经筛分破碎到-50mm，再通过跳汰和浮选的方法分选。

主要产品是焦精煤和1/3焦精煤，具有低灰、低硫、高发热量、粘接性好的特点，质量稳定，信誉良好，在中南、华东地区占有相当大的市场份额，并出口到韩国、日本等国家。

原设计能力为三百万每吨双系统生产线，工艺为跳汰粗选—重介质旋流器精选—煤泥浮选，细煤泥压滤回收的联合工艺流程。

改扩建完成后，形成原煤及产品运输的两条线，洗选设备为三线的生产系统，工艺改为无压给料三产品重介质选煤工艺，原生产系统中存在的问题，例如：

滤饼水分高，处理量低，耗电量大，滤布损坏严重等特点，为此在新系统中采用了加压过滤机，通过半年的投入应用表明：

产品水分低，处理量大，经济效益和社会效益显著。

近几年，该厂先后投资几千万元对主要洗选设备进行更新、改造，技术装备水平达到国内90年代先进水平，并引进了在线测灰仪等高新技术设备，不断改进检测手段，提高技术管理水平。

在全面质量管理取得一定成果的基础上，积极宣传贯彻GB/T19000-1994和ISO9000:

1994系列标准，并建立和完善了质量保证体系，确保以高质量的精煤产品竭诚为用户服务。

加压过滤机系统简图

第一章加压过滤机的发展概述

1.1结构原理

加压过滤机是一种高效、节能、全自动操作的新型脱水设备。

它有效地解决了真空过滤机长期存在的生产能力低、滤饼水分高等缺点，同等过滤面积的加压过滤机与真空过滤机相比，前者的生产能力是后者的2-4倍；在处理相同量的物料时，加压过滤机的能耗只有真空过滤机的二分之一左右，节省了大量电力；由于加压过滤机的工作压力是真空过滤机的10倍左右，所以加压过滤机的滤饼水分低，方便了运输，减少了能耗，具有很高的经济效益和社会效益，市场前景广阔。

其中，GPJ60/3加压过滤机荣获部级科技进步一等奖，是1996年度国家级新产品。

GPJ系列盘式加压过滤机1999年被法国科技质量监督评价委员会推荐为高质量科技产品和列为向欧盟市场推荐产品，山东省实施环保产业“三个突破”重点产品。

目前，我厂生产的加压过滤机在沈阳局灵山洗煤厂、沈阳局林盛煤矿、枣庄局柴里煤矿、枣庄局付村矿、枣庄局高庄矿、枣庄局田陈煤矿、安徽淮北芦岭煤矿、山西省西山局镇城底煤矿等单位共计60台套运行状况良好，并得到了用户的高度评价。

加压过滤机主要由过滤机、加压仓、密封排料装置、电气控制系统等组成。

其工作原理实质上是将盘式过滤机置于1个密封的加压舱内，浮选精煤由精矿桶通过入料泵给到加压仓内的槽体内，加压舱内充进一定的空气，经低压风机加压后，使仓内压力达到0.20~0.30Mpa，使煤浆中的煤泥负在滤布上，形成滤饼通过分配阀与通大气的汽水分离器在过滤盘上形成压差，利用正压力使煤浆中的固液进行分离，滤液排之仓外，滤饼随滤盘的旋转经过干燥区由刮刀卸如刮板输送机内收集到排料装置的上仓中。

当达到一定量后，由排料装置间歇排至机外，全过程是自动进行的。

加压过滤机工作原理示意图

1.2工艺特点

加压过滤机可以降低冶炼精煤水分，取消干燥系统。

离心机水分为8.0%加压过滤机水分为10.5%，完全符合国家标准，可以满足冬季生产的要求，能够取消冬季火力干燥系统。

单机处理能力大。

加压过滤机处理能力为70~90t/h台，该厂目前浮选的精煤量为60~70t/h，完全可以用一台GPJ-96加压过滤机取代这就台圆盘真空过滤机和火力干燥系统。

成本费用低。

浮选系统现有设备131台（包括活力干燥系统44台）人员189人，设备电耗、材料消耗费用高，管理费用大，采用GPJ-96加压过滤机的设备台数可以减少84台，人员降低40人，大大降低人工费、材料费、电耗等。

自动化程度高。

GPJ-96加压过滤机滤饼脱落率近100%，不再用人工操作，具备程

序自动控制，参数自动监控调整及故障报警等多功能，操作灵活方便，可大幅度提高生产效率减轻工人劳动程度。

经过考察结合本集团的实践，选用GPJ-96加压过滤机2台，1台生产，1台备用或共同生产。

安装在现有厂房的预留空间内，选择2台喷射浮选机，安装在新厂房六楼，配套设备安装在现有的干燥车间。

加压过滤机生产工艺系统

1.3工艺参数

加压过滤机的主要技术特征：

过滤面积96平方，滤盘直径3米，滤盘个数8个，每盘扇数20扇，滤布为120网目尼龙滤布，主轴转速0.4~1.5每分，加压仓直径8.4米，工作压力0.25~0.60Mpa，主机总功率44KW，设备总重83吨，入料浓度不小于200每升，生产按能力不小于77每小时，产品水分不大于18%，滤饼水分：

处理浮选精煤、原生煤泥，工作压力0.25MPA-0.5MPA，滤饼水分16-20%生产效率：

处理浮选精煤，0.5-0.8t/h；处理原生煤泥，0.3-0.6t/h

主要规格:

GPJ10-120、GWJ12、GTJ8-20

1.3.1入料浓度对过滤效果的影响

1）浓度与粒度影响

浓度明显对与小于0.074mm级含量高、灰分较高的原生煤泥，过滤效果差。

而对于粒度分布较均匀、小于0.074mm级含量较低的过滤效果同浮选精煤基本一样。

单台工作能力达到。

第一次的压滤试验煤泥小于0.074mm级含量降为56.93%，过滤效果明显有了提高处理量提高到433Kg/m.L，成饼较好，水分有所下降。

2）浓度对加压过滤效果的影响

入料浓度由300g/L提高到500g/L以上，处理能力平均提高38.7%，这并不能说明浓度越高越好。

一方面，普通浓度机底流浓度很难达到很高500g/L的水平；另一方面，即使浓度达到较高的500g/L时，但是由于时间底流不排，浓缩时间长，导致部分高灰细泥沉积，也会影响过滤效果。

1.3.2工作压力对加压过滤的影响

进口加压过滤机就是靠里良好的整机性能和0.6MPa的压力达到好的效果。

八矿采用加压过滤机处理量达到500~600Kg/m.L，于参如动力煤销售给电厂。

以八矿选煤厂为例：

在未添加任何药剂的情况下，滤饼产量只有125~160Kg/m.L，加入分子量为800万的聚丙烯酰胺和有机的复合阳离子絮凝剂后，处理量大幅度增加达到388Kg/m.L.

加压过滤机入料系统

第二章加压过滤机工作效率影响因素

加压过滤机以其产品水分低、生产能力高、可实现自动控制等特点，近几年来在选煤行业的应用日趋广泛，大有替代版的势头。

根据选煤厂现有工艺系统设备的实际情况，本次技改可在不影响生产的情况下，即在主厂房干燥机房的位置上安装加压过滤机，不影响现在使用的干燥机的正常运行。

这样就解决了技改与生产的矛盾，达到了技改与生产两不误的效果。

在集团公司的领导支持下，经过两个月的紧张施工，全部技改工程完工，加压过滤机一次调式成功，投入生产使用。

从投入使用的实际生产情况看，改造后工艺系统的处理量有所提高，洗水浓度小于40g/L，整个冬季产品水分小于10%，没有发生冻车现象，技改达到了预期的目的。

2.1影响机器的因素

2.1.1工作压差的影响。

工作压差是煤泥吸附和干燥的重要参数，压力越高，吸附越多，水分越低，处理能力增大，但相应设备电耗增加，滤布损坏严重，加压过滤机利用内外的压差作用，使水透过过滤介质排出，形成滤饼，积聚到一定的厚度后由刮刀卸下。

压差越大，滤饼水分越低，同时滤饼水分而增加。

进口的加压过滤机就是靠良好的过滤效果。

八矿选煤厂采用的这种加压过滤机处理原生煤浆，滤饼水分低适于掺入动力煤中销售给电厂。

2.1.2入料浓度的影响

入料浓度低时，滤饼薄，水分低，耗风量大，处理能力低；入料浓度高时，滤饼厚，水分高，好风量小，处理能力但应防止入料浓度超限，出现滤饼过厚，提前脱落的情况，适宜的浓度应在200~300每升，浓度不是越高越好，一方面，普通浓度机底流浓度很难达到很高的水平；另一方面，即使浓度达到较高的时，但是由于时间底流不排，浓缩时间长，导致部分高灰细泥沉积，也会影响过滤效果。

2.1.3主轴转速

浮选精煤脱水时间从吸附到干燥应不低于60秒，对应的转速应为1每分，当在提高转速增大处理能力是，会因反吹时间太短，滤饼脱落不净时处理能力降低，实践证明，反吹卸料时，转速应小于1.2每分。

2.1.4入料性质

入料力度组成会直接影响加压过滤机的处理能力。

对该厂采用120网目尼龙滤布而言，当大于0.125mm含量小于35%时，处理能力会下降到正常值的20%以下，目前，加压过滤机的滤滤布有不锈钢的滤布和单丝尼龙滤布。

进口过滤机采用进口尼龙布，而国产的加压过滤机多采用不锈钢的滤布，单丝尼龙布加工精度高，光滑、透气性与弹性好，更有利于反吹辅助卸料，而且滤液浓度低。

不锈钢的网加工较粗糙，滤液固体含量较高，大于20g/L。

在煤浆中加入高分子的絮凝剂作为助滤剂，有利于细粒的吸附并形成絮团，减少了细颗粒对过滤介质的堵塞现象，改变了矿浆中的颗粒结构、疏松了多孔的絮团降低了过滤阻力，滤饼孔隙多、结构好，脱水效果得到明显的改善。

特别是生产中粗粒级煤泥和细粒级煤泥的入料比例（入料粒度组成）是对加压过滤机的产品水分和处理能力的主要影响之一（这也是是否选择该类过滤设备的主要因素）。

对此，该厂就生产效果较稳定时分别对浮选入料和浮选精矿采样作筛分资料分析。

通过对筛分资料的分析，对该厂采用120网目尼龙滤布而言，当大于0.125mm含量小于35%时，处理能力会下降到正常值的20%以下，-0.075mm含量控制在45%-55%为宜。

另外，灰分对滤饼水分的与产率的影响由图2所示，当浮选精矿在12%以下时才能保证水分和处理能力要求。

2.2影响因素的分析过程

加压过滤机在生产过程中存在一定的风险，所以它的故障也是存在的，下面以图表形式给出。

压滤机的主要故障及处理方法

主要故障

原因

处理方法

滤液出黑水

滤布破损、泄露

更换、缝补滤布

喷流煤泥水

滤板压密不严，板面夹有煤泥杂物，滤布褶皱和滤布厚度不均

清除煤泥杂物，清洗滤布，调平滤布

开始过滤不久，

喷射煤泥水

过滤工作压力上升太快

逐步上压，清除泵流量可适当回流

尾板偏转大

滤板底部夹有煤泥，

底部滤板增厚

冲洗滤布，改缝滤布

头板位置过缓

高低压油泵上油不正常

检修滤油器，排出泵内空气，检查高低泵性能

头板爬行移动

油缸存在空气

打开油缸放气，反复排气

油缸高压端泄压时振动噪声大

急剧关闭或打开高压油路通路，产生液压冲击

调节回路侧截流开闭口大小，减缓流速

拉板装置频繁冲击滤板手把，也不返回

拉板油压不高，不足，

压力继电器不动作

调节继电器弹簧和调速阀流量，增加油路压力

拉板装置碰到滤板手把后不返回

电器中的锁扣继电器不动作

（小芯杆卡死）

拨动锁扣继电器小芯杆

影响的工作效果因素有很多的：

浓度、力度、压滤时间、入料压力、等等。

在操作维护中要考虑很多：

高低压泵联合给料，先用给压泵得到一定数值时，在启用高压给料泵，待高压给料泵启动后再关闭低压泵。

要经常检查滤板、滤网、和滤布的工作情况。

定期给设备间需，保持设备的整洁，防止漏油现象；液压系统使用机油可用电热器提高油温。

经常检查锁扣继电器和压力继电器动作的灵活性。

2.3工艺性能与技术指标

QXM（A）Z—400

QXM（A）Z—300

QXM（A）Z—200

QXM（A）Z—150

QXM（A）Z—100

过滤面积/m2

400

300

200

150

100

滤板尺寸/mm

2500×2000×70

2000×2000×70

2000×1500×66

1500×1500×66

1500×1500×66

滤板块数/块

43

38

38

41

28

过滤容积/m3

8.6

6.2

4.4

3.5

2.3

入料压力/MPa

0.5~0.60.6~0.70.7~1.0

0.5~0.60.6~0.70.7~1.0

0.5~0.60.6~0.70.7~1.0

0.5~0.60.6~0.70.7~1.0

0.5~0.60.6~0.70.7~0.8

主机配用功率/kw

39.2

39.2

32.2

24.2

13.2

主机外形尺寸/mm

8200×4700×4200

7700×4200×4200

7616×3200×4185

7880×3200×3685

5836×3200×3685

主机重量/kg

39720

37200

32500

20850

18750

设计处理能力/t./h

30~40

22~30

15~18

11~14

7~10

产品外在水分/%

18~22

18~22

18~22

18~22

18~22

滤液固体含量/g/L

≤0.5

≤0.5

≤0.5

≤0.5

≤0.5

自动压滤机是在基础压滤机的基础之上重新设计的制造的，与原来的机器比较主要特点是滤板的顶紧，拉开和卸饼都是按一定的程序自动进行的。

新型压滤机的尾板与主梁采用连接，允许有5度的偏转，并在头板底部开有给料孔，可根据煤泥的成饼情况取舍使用。

表上为压滤机的技术特征。

第三章压滤机的生产运行及改进措施

加压过滤机使近年国际上出现的细粒浆体物料脱水的高薪技术。

我国研制的60平方米圆盘加压过滤机已于1994年10月通过鉴定，浮选精煤滤饼水分在20%左右。

加压过滤机实质上是将一台圆盘真空过滤机置于密封的圆筒内，将过滤机动力有真空的改为压缩的空气进行过滤的一种固液分离装置。

煤浆液面给以0.3~0.5的压缩空气，滤扇腔连通能够大气。

煤浆受压缩空气挤压在滤扇外表形成滤饼，滤扇转至脱水区脱水后在卸料区用刮刀卸下，脱落的滤饼有过板输送到集中排料仓，用密封排料装置间歇排出。

滤液经滤液罐排走，整个过程自动进行。

加压过滤机在八矿选煤厂投产后，厂技术人员对其运行效果进行了检测和分析，并与该厂使用的XMZG120/1250精煤压滤机进行了对比，结果表明，各项技术指标基本达到预期效果，加压过滤机的使用效果在产品水分，处理能力上明显优于精煤压滤机。

作为一种高效、节能、全自动化的新型脱水设备，加压过滤机用于浮选精煤脱水具有明显的优越性。

该厂目前浮选精煤量为60~70，完全可以用1台加压过滤机取代现有9台圆盘真空过滤机和火力干燥系统。

成本费用低、浮选系统有设备131台（包括火力干燥系统44台）人员189人，设备电耗、材料消耗费用高，管理难度大，采用加压过滤机的设备台数可以减少至84台，人员可降至40人，大大降低人工费、材料费和电耗等。

自动化程度高，加压过滤机滤饼脱落率近100%，不再用人工操作，具备程序自动控制，参数自动监控调整及故障报警的等多功能，操作灵活方便，可大幅度提高生产效率，减轻工人劳动程度。

经过考察结合本集团的实践，选用这种加压过滤机2台，1台备用或共同生产。

安装在现有的新厂房5层，预留空间，选择2台喷射浮选机，安装在新厂房六楼，配套设备安装现有的改造车间。

由于采用加压过滤机的处理能力比原生的煤浆可行，但与浮选精煤加压过滤指标相比，加压过滤处理原生煤浆的处理量偏低，滤饼水分偏高。

为改善原生煤浆的处理量在煤泥水处理流程设计和选煤场中生产管理中必须考虑诸如入料浓度组成、浓度、工作压力、添加助滤剂等因素对加压过滤机效果的影响，有针对性的改善加压过滤机的入料条件，选择合适的技术参考。

加压过滤机投入运行后，经过调试，处理能力基本达到了设计要求，1台压滤机可

代替原有2台精煤压滤机。

滤饼水分达到了预期效果。

从近一年的使用情况看，加压过滤机滤饼水分保持在16%-18%之间，比精煤压滤机下降近8%，总精煤水分下降1%；操作简便，工人劳动强度低，整个操作过程全部采用计算机控制，无需人工捅料、人工开关阀门等，降低了工人的劳动强度，减少了操作人员，整机维护量小，性能可靠。

经处理过的煤呈松散状，易于均匀掺入煤炭产品中。

3.1运行中存在的问题

3.1.1个别电控气动阀门易损坏，该厂采取以下4条措施

1.尽量减少气动的阀门用量。

如将槽放空阀改为手动阀门，引出仓外。

2.每次生产前先手动检查阀门，做到提前发现问题。

3.通过在关路上的检查开口，观察各气动阀在生产中是否正常。

4.上下滤液阀常因停车后处于关闭状态，使管路中的煤泥水因长时间停机而将阀门致死，需防水放掉。

3.1.2排料装置间断排料时煤量过大，已造成压产品皮带事故

该厂加压过滤厂房受高度限制，无法再用圆盘给料机，而将滤饼直接排到刮板输送机上，经转载后转至产品皮带，充分利用刮板机输送能力大的特点，在槽相上焊了阶梯式分煤装置，妥善解决了排料不均的问题。

3.1.3观察孔迎结水而看不清舱内情况

观察孔上结冲刷水，弹舱内压力较高，定压水箱内的水压元达不到这一压力。

场内有独立的高压风源，咐在管路中加了一个加压罐，满足了观察孔小流量水冲洗和高压力的要求。

3.1.4加压过滤机因处理浮选精煤来料的性质不同

根据时间处理能力发生变化，只是入料缓冲池冒泡沫，由于泡沫层厚出现泵打空的现象，因而在缓冲池上加了喷水，即可消除死泡沫，亦可稀释来料，调整排料周期，方便稳定操作

3.2运行中的改进措施

3.2.1低压风机经常高温停机，压力不足（不稳）

增加循环水冷却塔，进行冷却降温，杜绝了风机因高温停机，保证了加压仓压力充足。

调节上、下滤液阀开启程度，控制加压仓压力损耗；调整过滤机压力调节闸，保证反吹风与仓内压差稳定，利于滤饼的干燥和脱落；船形闸上下密封圈经常检查，防止漏气，保证压力的稳定；经常检查高压风控制管道和阀门，保证畅通、灵活，防止误动作和不动作，提高系统的可靠性。

3.2.2生产中因浮选操作及上一环节的控制出现失误导致浮选精矿粒度组成和入料浓度不稳定，影响处理能力。

浮选入料浓度的控制，是进行浮选操作的前提，也关系到系统水平衡。

生产中在脱介喷水上进行调节，保证浮选入浮浓度控制在80—100g/L；精矿浓度的控制是靠浮选司机操作控制，利用浓度壶进行每小时检测一次，并且浓度控制在170—240g/L的合格率在80%以上，作为车间对浮选司机的工艺纪律进行考核来保证精矿浓度的稳定。

需要浮选司机和操作人员实际中不断总结提高。

3.2.3在浮选精矿粒度方面，由于矿井煤质的变化，大于0.125mm含量在一段时间内仅占32%，没有达到加压过滤机要求。

措施：

对精煤煤泥离心机的筛蓝进行更换，由原来的0.25mm筛缝改为0.35mm，使入浮煤泥中大于0.125mm含量占35%以上。

3.2.4精矿池内泡沫层厚出现加压过滤机入料泵打空现象，导致处理能力下降。

措施：

调整浮选药剂添加比例和操作，间歇控制浮选精矿由缓冲池到精矿池放料，这样可以将精矿池原有泡沫层打散，必要时在精矿池上加喷水，既可消除死泡沫，亦可稀释来料，达到调整排料周期的目的。

3.3其他改进工作

3.3.1取消反吹风阀内弹簧

反吹系统工作原理是：

反吹电磁阀接到反吹信号后开始工作，将反吹风阀内膜片与阀盖间的气体排出。

由于膜片与阀体间的气体压力高于反吹阀内的弹簧压力，使反吹风阀内盖板被打开，反吹风进入滤板腔。

此时反吹风压力比仓内压力高0103～0106MPa，足以将滤饼吹落。

当反吹电磁阀接到停止信号时，反吹风包内的气体通过电磁阀管路进入膜片与阀盖之间的腔体，在这部分气体压力和弹簧压力共同作用下，盖板盖住排风管，即停止反吹。

1）反吹系统结构

反吹系统由反吹风阀、反吹电磁阀、反吹风包、反吹调节阀、气水分离器、管路等组成。

反吹阀由阀体、阀盖、膜片、盖板、排风管、进风管等组成。

2）反吹过程中的问题

当滤饼自然脱落效果不好时，启动反吹系统。

加压过滤机圆盘主轴上的滤液管旋转至吹落区，接到反吹信号后，反吹风由反吹风阀进入分配头，再经过与之对应的滤液管进入扇形滤板腔内，将滤板上形成的滤饼吹落。

主轴上有20根滤液管，每根滤液管经过吹落区时，理论上反吹风应将与之相连通的滤板上的滤饼吹落。

但观察发现，不是每根滤液管经过吹落区时，反吹风都能吹落滤饼。

当仓压为0122～0125MPa时，每相隔一根滤液管，反吹进行一次；当仓压再低时，每相隔两根滤液管反吹进行一次。

这说明反吹过程存在问题。

3）取消反吹阀内弹簧的依据

反吹阀内弹簧的作用：

反吹时，弹簧有助于减缓膜片上升速度；反吹停止时，弹簧有助于增大反吹阀上腔的压力，使盖板压紧排风管。

4）取消反吹弹簧后的效果

自2004年12月取消反吹弹簧后，反吹过程工作正常，效果良好