煤炭產品脫水用離心機的現狀及其發展
1
概
述
離心脫水是以離心力場實現液
-
固分離的過程
,
其設備主要有各類離心機。
根
據工作原理的不同
,
區分為兩類不同的離心脫水過程———離心過濾和離心沉降
,
與其相應的機型可分為過濾式離心機和沉降式離心機
,
具體分類如圖
1
所示。
在選煤工業中常用的離心機有
:
振動卸料離心機、刮刀卸料離心機、沉降式
離心機以及沉降
-
過濾式離心機
[1,2]
。刮刀卸料離心機主要用於細粒煤脫水
;
振
動卸料離心機主要用於不小於
0 5
mm粒級煤炭產品脫水
;
沉降式離心機
,
主要
用於易泥化的原生煤泥、浮選尾煤、浮選精煤的脫水以及洗水的澄清
,
因其脫水
後產品水分偏高
,
故目前選煤廠用得較少
;
沉降
-
過濾式離心機主要用於浮選精煤
脫水
[3,4]
。
2
煤炭產品脫水用離心機的現狀
與其它脫水機械相比
,
采用離心機脫水設備投資低、
生產能力高
,
脫水效果好
,
耗電小
,
占地麵積少
,
因此
,
離心機的發展和應用一直受到國內外選煤專傢的廣泛
關註。
2 1
振動離心機
振動離心機是具有軸向振動卸料的離心機
,
由轉動部件、振動部件、潤滑系
統、篩籃、機座、機體等部分組成。工作原理為
:
物料經機體上部的給料管運行
到篩籃下部
,
因受離心力的作用而緊貼篩麵
;
在軸向振動力的作用下
,
料層均勻地
沿錐形篩網向篩籃大端移動
,
完成離心脫水過程
;
物料從篩籃大端甩出
,
落入機殼
下部的排料口排出。物料的水分在離心力作用下透過料層和篩縫
,
甩向篩籃四周
並沿殼體壁流向排水口排出。臥式振動離心機的傳動機構使篩籃繞主軸旋轉
,
並
作軸向振動
,
強化瞭物料的脫水作用
,
並促使篩麵上的物料向前移動。
當物料層在
抖動時
,
有助於清理過濾表麵
,
防止篩麵堵塞
,
減輕瞭物料對篩麵的磨損。
振動卸料離心機經幾十年的發展和改進
,
技術不斷完善。
目前
,
臥式振動離心
機篩籃最大直徑可達
1500
mm
,
篩籃錐角在
20
~36°之間
,
分離因素為
60
~
180,
篩籃振幅
1 5
~
10
mm
,
單機處理能力最大可達
400
t
/
h。德國、美國、俄羅斯
等產煤大國都有本國的系列振動離心機產品。
比較著名的有德國產的HSL、
H
SG型臥式振動離心機、
美國CMI公司生產的VC型立式振動卸料離心機以及
澳大利亞約翰芬雷公司生產的VM系列臥式振動離心機
,
目前國內進口較多的是
約翰芬雷公司生產的VM
1400
型離心機。
在國內
,
振動卸料離心機的主導機型為WZL
1000,
有些選煤廠使用TW
Z
1300
型臥式振動離心機和TZ
(
或VC型
)
立式振動卸料離心機等
,
但這幾種
離心機在我國各選煤廠使用情況不佳
,
主要表現在:①振動參數不穩定、調整頻
繁;②主軸承、彈簧、連接螺栓易損壞
,
支座易開裂;③箱體漏油嚴重;④噪聲大。
另外
,
在國內選煤廠使用的振動離心機有WZT
1000(
C
)
型、ZWP
1000
型、
WZY
1400
型、VM
1400
型等。
2 2
刮刀卸料離心機
煤泥刮刀卸料離心機的工作原理為
:
物料通過入料口
,
經給料分配盤進入篩
籃與螺旋刮刀之間
,
在離心力的作用下
,
煤中所含的水透過物料層
,
穿過篩網進入
集水槽
,
從排液管排出
,
脫水後的產品由刮刀卸料。
目前
,
國產的煤泥刮刀卸料離心機有LLL型、
LLL1030×550B型、
XL
1000
型等
,
這
3
種煤泥離心機與澳大利亞約翰芬雷公司
(
CMIPtyLtd
)
生
產FC
1200
型煤泥離心機主要技術特征對比見表
2
。
從表
2
看出
,
同
3
種國產煤泥離心機相比
,
FC
1200
型處理量大
,
篩籃轉速
和刮刀轉速低
,
有效截留粒度更低
,
達到
0 01
mm。從結構上說
,
FC
1200
型煤
泥離心機篩籃傾角為
13°,篩縫間隙為
0 375
mm。篩籃和刮刀以較小的速度差
同向旋轉
,
保證瞭物料在篩籃中的停留時間
,
有利於降低產品水分。
在傳動系統中
,
電機采用臥式傳動
,
用三角帶帶動傳動軸經傘齒輪改向傳動帶動中間軸旋轉
,
轉
速平穩。目前
,
我國的新集礦業集團、兗州礦業集團、大同煤業集團、永煤集團
等先後進口瞭該類設備
,
主要用於重選工藝中粗煤泥回收、脫水。
2 3
沉降過濾式離心機
沉降過濾式離心機是在沉降式離心機的基礎上
,
於
20
世紀
60
年代中期開發
的一種新型脫水設備。
在結構上
,
它是沉降式和過濾式離心機的組合
,
故兼有兩者
的優點。
屬於該類的離心脫水機有美國的Bird型、
德國的洪堡特
維達格型、
蘇聯的HOT
Щ
325
型等。這種離心脫水機轉筒分為兩段
,
第一段為沉降段
,
第
二段為過濾段。煤漿由給料管導入
,
當經過第一段時固體在離心力的作用下形成
沉降層
,
溢流水從溢流口排出。第一段的沉淀層被螺旋推到第二段時在離心力的
作用下進一步脫水
,
產品由排料口排出。沉降過濾式離心機適用於浮選精煤、尾
煤、原生煤泥、旋流器底流以及管道輸煤終端的脫水。
國產的沉降過濾式離心機主要有TCL型和WLG型
,
都已形成系列產品
,
WLG
900
沉降過濾式離心機是
20
世紀
80
年代初由唐山分院研制成功的
,
TC
L系列沉降過濾式離心機是引進美國Bird公司專項技術仿制的。
TCL
1418
型、WLG1100×2600
型與美國Bird公司生產的SB
6400
型離心機技術特
征見表
3
。
沉降過濾式離心機比沉降式離心機的沉淀物水分約低一半。
這種離心機常用
於浮選精煤、浮選尾煤和旋流器底流的脫水。固體回收率可達
95%
以上
,
產品水
分可降至
12%
~
20%,
比真空過濾機濾餅水分低
5
~
10
個百分點
,
所需功率消耗比
真空過濾機低
20%
。
3
煤炭產品脫水用離心機的發展方向
隨著煤炭市場激烈的競爭
,
對煤炭產品水分的要求必將日益嚴格
,
這就對其
脫水設備提出瞭更高的要求。
在我國煤炭產品脫水作業中
,
一方麵
,
同先進的煤炭
生產國相比
,
國產脫水用離心機無論是在設備加工精度、工藝性能、運行可靠性
和使用壽命等方麵都與進口同類設備存在較大差距
;
另一方麵
,
為瞭保證設備的
脫水效果
,
一些大、中型選煤廠則花費大量外匯
,
引進昂貴的進口設備。因此
,
開
發研制大型、
新型、
高效、
高可靠性的煤炭產品脫水用離心機對加快發展我國潔
凈煤技術
,
特別是選煤技術具有十分重要的意義。綜合國內外煤炭脫水用離心機
的發展現狀
,
提出以下幾點建議
:
(1)
開發研制大型化、
可靠性好、
脫水效果好的臥式振動離心機
,
達到操作維
護方便
,
易損件少
,
篩籃使用壽命長等優點。
特別是對細粒煤脫水的大型臥振設備
,
一直受到世界各國選煤界普遍關註
,
在我國有關單位也曾開展過相關研究
,
但至
今仍未實現工業應用。
(2)
刮刀卸料離心機是細粒煤脫水的有效設備
,
與FC
1200
型相比
,
國產同
類設備因結構和材質上的差距
,
導致離心機整機的技術性能、固體回收率等都存
在較大差異。如何吸取和借鑒國外先進經驗
,
改進國產刮刀卸料離心機的結構
,
提高加工精度
,
改善整體性能是該類設備發展的主攻方向。
(3)
沉降過濾式離心機用於浮選尾煤和原生煤泥脫水時
,
因其處理量大
,
產品
水分低
,
大大減輕瞭壓濾機的負荷。
但該機始終未能得到推廣應用
,
一方麵是由於
受到技術水平、
材質和加工精度和制造工藝的限制
,
難以保證質量
,
另一方麵是由
於研制單位不能根據出現的問題
,
去完善和改進
,
提高產品的質量。
上述兩個問題
是發展國產沉降過濾式離心機需要重點解決的問題。
(4)
在對國內外離心機進行充分調研的基礎上
,
分析各機型的優缺點
,
吸收和
借鑒其設計制造的先進經驗。
(5)
加強碳化鎢等耐磨新材料的研究開發
,
同時研究耐磨材料粘接等輔助技
術。
(6)
離心機制造廠傢應努力提高設計加工技術水平和制造精度
,
確保離心機
的質量。
(7)
加強離心機的自動控制
,
建立離心機結構參數的數學模型
,
優化離心機的
結構設計。
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