快开式隔膜压滤机技术特点及优点
1.1 　快开式隔膜压滤机技术特点
    快开式隔膜压滤机摆脱了传统厢板式压滤机仅靠流体静压力进料挤压脱水,它在入料初期的工作过程和传统厢板压滤机一样,它们所需时间就是图1 中标示的过滤时间。当过滤期间结束后,传统厢板式压滤机采用继续向滤室内压入滤浆,即过滤压榨期间。这时只在入料口附近有滤液流动,此时滤液流动方向的变化导致了滤饼中颗粒压缩压力分布的变化,从而降低了滤饼的含水率。快开式隔膜压滤机选择了过滤期终了即停止入料,将图1 中标示的厢板式压榨时间放弃(这一期间过滤效率低、耗时长,占单循环时间60 %～70 %) ,缩短了单循环时间,从而达到过滤效率最佳化。快开式隔膜压滤机对滤饼进一步脱水采用压缩空气充填隔膜,由隔膜变形所产生两维方向的压力破坏颗粒间形成的拱桥,将残留在颗粒空隙间的滤液挤出;滤饼中的毛细水则用强气流进行穿流置换,进一步排出滤饼中的毛细水,最大限度地降低滤饼的水分。这一阶段所需时间就是图1 中标示的隔膜压榨时间。   

1.2 　快开式隔膜压虑机的优点
    由于快开式隔膜压滤机采用了高压强流体进料挤压脱水、隔膜压榨脱水和强气流穿流滤饼脱水及一系列优化设计,因此具有以下优点:
    1) 多液压缸端面压紧。多液压缸大面积同步均匀压紧滤板,滤板受力均匀,密封好,不喷料。
    2) 采用多端口进料。设备从头部、尾部同时进料,进料速度快,布料均匀,成饼效果好,解决了传统厢板式压滤机单口进料速度慢、不均匀、容易出现滤腔缺料、滤板损坏等问题。
    3) 滤板面优化设计,煤泥通流大,液阻小,滤液排出通畅,流量大。
    4) 滤板分三段拉开,采用圆环链拉开滤板组设计,滤板十几块一次拉开,既保证了效率,又做到与传统厢板式压滤机一样的生产能力条件下,机体总长度较之小1/ 4～1/ 5 ,占地省。
    5) 采用滤板快速拉开合拢机构。滤板拉开时采用链传动、合拢时采用液压缸传动,既实现了快速卸料,又保证了滤板快速、可靠地压紧。同时这种拉开合拢设计保证了卸料时滤板抖动,卸料彻底;合拢时滤板不抖动,避免了滤布折损大的问题,提高了生产效率。
2 　快开式隔膜压滤机试验参数及特点
    快开压滤机在处理粒度范围- 0.5 mm ,浓度为300～500 g/ l 的浮选精煤和原生煤泥时,生产能力为0.12～0.15 t/ m²·h。快开式隔膜压滤机一个工作循环包括滤板合拢压紧、进料一次脱水、压缩气体二次脱水、强气流反吹、滤板拉开卸料,整个循环需10 min 左右。ZKG15002U 快开式隔膜压滤机处理刘家口选煤厂原生煤泥( - 0.1 mm) 的试验结果如表1 所示。
    
    1) 从表1 的试验数据可以得出:滤饼平均水分26.64 % ,小时处理能力33～40 t/ h (按过滤面积250 m² 计算,每小时5～6 个循环) 。
    2) 快开压滤机工艺简单,循环周期短,有效提高了压滤机的工作效率。该设备总功率为140 kW , 自动化程度高、运行成本低。
    3) 快开过滤机占地空间小,结构简单,易损件少,维修方便。
3 　加压过滤机试验参数及特点
    加压过滤机在处理粒度范围- 0.5 mm ,浓度为200～300 g/ l 的浮选精煤时,生产能力为015～018 t/ m²·h ,处理同浓度的原生煤泥的生产能力为0.3～0.6 t/ m²·h 。加压过滤机一个工作循环包括成饼、脱水、卸料、反吹,整个循环需3～4 min。GPJ 加压过滤机处理刘家口选煤厂原生煤泥( - 0.1 mm) 的试验结果如表2 所示。
    
    1) 从表2 的试验数据可以得出:滤饼平均水份为24.13 % ,处理能力为40～45 t/ h (按过滤面积120 m² 计算) 。
    2) 加压过滤机总功率为900 kW(包括附属设施) ,在煤泥进入罐体之前需要二次加药(加药量在300 g/ t) ,相对运营成本较高。
    3) 加压过滤机设备庞大,占地面积大,结构复杂,易损件多,维修困难。
4 　快开式隔膜压滤机和加压过滤机成本及经济效益分析
4.1 　设备价格
    GPJ / 120 m² 加压过滤机成套设备价格为587 万元,加上运输、安装、设计及不可预见费,总计745 万元; ZKG20002U/ 300 m² 快开式压滤机成套设备价格为170 万元, 加上运输,安装,设计及不可预见费,总计195 万元;投资增加550 万元每年折旧支出为3.67 ×10⁵ 元(按15 年折旧) 。

4.2 　经济核算
    取38 t/ h 的煤泥都作为中煤产品出售,每降低418.4 kJ 扣10 元,每降低1 %的水份发热量升高292.88 kJ ^{[1 ]} 。
    取工作制度^[2 ] :20 h/ d、300 d/ a。
    1) 降低水分2 %的收入
    
    2) 销售减少2 %水分节省的运费(朔州到秦皇岛的运费为98 元/ t ,运程约1300 km)
    38 ×20 ×300 ×2 % ×98 = 41469 ×10⁵ 元
    3) 销售减少2 %支出(中煤的结算价格为270 元/ t)
    38 ×20 ×300 ×2 % ×270 = 1.231 ×10⁶ 元
    4) 耗电量增加700 kW/ h 的支出(朔州工业用电为014 元/ kW·h)
    20 ×300 ×700 ×014 = 1.68 ×10⁶ 元
    5) 每吨煤增加300 g 絮凝剂的支出(价格为0.015 元/ g)
    38 ×20 ×300 ×300 ×0.015 = 1.026 ×10⁶ 元
 4.3 　综合成本核算
    以快开式压滤机为基准,计算加压过滤机成本及经济效益累计差:
    - 3.67 ×10⁵ + 3.192 ×10⁶ + 4.469 ×10⁵
    - 1.231 ×10⁶ - 1.680 ×10⁶ - 1.026 ×10⁶
    = - 66.51 ×10⁴ 元
    即快开式隔膜压滤机运行一年可节省约66万元。
5 　结论
    快开压滤机在刘家口选煤厂于2006 年6 月初投入运行,2 个月内共压煤饼3680 余板,产煤泥18000 吨,使用效果较好,达到了预期的改造目的。改造后的煤泥水处理系统,大幅度提高了煤泥的处理能力,煤泥水系统能够满足原煤全部入洗的要求,保证了产品煤稳定的质量。
通过实际生产运行,我们可以得出以下结论:
    1) 快开式隔膜压滤机的成套设备价格是加压过滤机的1/ 3 ,其运行成本是加压过滤机的1/10 ;快开式隔膜压滤机所出煤饼水分较普通厢板式压滤机降低了近4 个百分点,有效地提高了经济效益和社会效益。
    2) 快开压隔膜滤机是近年来非常适合煤泥脱水的过滤设备。该设备在全过程中实现了自动控制进料、卸料等功能;在结构上解决了快速卸料,提高了工作效率,使其在煤泥过滤中得到了广泛推广应用。