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常用的煤泥机械脱水方式
2019-04-16

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    煤泥脱水干燥的重要性不仅表现在设备投资中所占的比重,同时还影响到贮运、使用、污染控制和出口商检指标等。因此,煤泥脱水干燥问题日趋突出。
  一、煤水结合的机理探讨
  煤是一种复杂的有机化合物,通过显微镜的观察可以看到:组成煤的较小颗粒直径约为0,002 ^-0,003微米,高约0,0012-r0,0015微米,称之为“晶粒”。由“晶粒”组成的较大粒子的大小约为0,01-v0,02微米,称为“胶粒”。“晶粒”与“胶粒”间构成许多微细孔隙,密布在煤的内部和表面,形成无数的毛细孔,毛细管直径越小,煤中水分越大。
  植物纤维经成煤作用后形成的晶粒和胶粒中的水分是以化合状态出现的,称为“结晶水”,由毛细现象吸附于煤体内部的水分是游离状态,即所谓的“内在水分”。煤的内在水分随成煤期及炭化作用的长短在很大范围内变化,从无烟煤的1}2%到褐煤的50%左右。毛细现象吸附的水分存在于煤体内部,机械作用不能将其脱去,在风干状态下也不能失去内在水分。
  除结晶水和内在水分外,煤的表层尚存在着外在水分,这是一种固体靠分子间力作用把周围介质内的分子、原子或离子吸收到自己表面的“吸附现象”。
  煤的成分极为复杂,存在着不同的煤岩组分和矿物杂质,因而煤的表面具有极性与非极性的不均匀性。存在极性时,煤的表面出现外电场(可正,商负)。非极性时,煤的表面没有电场,但氧化能使煤的非极性表面迅速变为极性。
  水分子是一种非线性结构,也具有极性。由于负电性大的氧原子周围比2个氢原子周围的电子云更密集,因而水分子是永久的偶极子,具有很大的偶极矩。煤水界面上的吸附就是由煤、水这两种特性形成的,它是煤表面水分不易脱除的主要原因之一。
  物理吸附的结果,在煤的表面形成了水分子的吸附和扩散层,吸附层为一薄膜,紧靠煤表面,厚度接近于一个分子,与煤的表面牢固联系,与煤一齐移动。扩散层位于吸附层上,能与吸附层相对滑动。因此,在煤、水相对移动时,滑动面发生在距煤表面约一个分子的距离d处。这时,由于液、固两相移动,滑动层与余下液体间出现一个电位,即所谓的“电动电位”。这种由于物理吸附造成在煤表面形成水分子的吸附层和扩散层的现象,在化学中称为“扩散双电层”。
  二、煤泥脱水常用方式及发展
  分析煤水结合的机理可知:破坏电场力,可使煤表面扩散层以外的表水在很大程度上脱出。机械力是破坏电场力、除去表水较常用的有效措施。
  常用的煤泥机械脱水方式有过滤、压滤、带式压滤和沉降式离心脱水等。
  1.沉降式离心机
  沉降式离心机是用高速回转产生的离心力进行脱水的设备。由于煤的比重比水大,在离心力作用下被甩向离心机的转筒壁,并被螺旋转子刮出。增加过滤段后,沉降的沉渣滤饼在离心力作用下,使水分进一步穿过筛网脱出,其滤饼中的较终水分可达13~22%。 试验表明:采用沉降过滤式离心机可得到比真空过滤机水分低4左右、降低滤饼灰分10%的效果。但固体回收率却比过滤机低2 -V5%,使大量细粒物料进入循环水中。
  沉降过滤式离心机离心强度高,破坏水的吸附势能大。连续工作,处理量大,且通用性大,允许入料浓度和有效脱水粒度在很宽的范围内变化。特别是近年来对能提高固体回收率和降低水分的长筒、高速型离心机的研制已能使它成为可以对细粒物料获得极高产率,而同时保持产品水分比其它脱水系统低4 ^- G%的一种设备,因此极有发展前途。但使用沉降过滤式离心机时入料中小于。,044毫米级含量不应超过4000,否则水分急骤增高,回收率甚低。
  2,真空过滤机
  真空过滤机是较早用于煤泥脱水的设备,目前被广泛地应用于选煤厂中。
  过滤是借助于液体在空隙或毛细管内流动时的机械效应,利用真空泵产生的真空度,克服滤液流动阻力,而使水分脱出。
  在真空状态下抽出水分,和加压下挤出水分相比有以下的不同:1)在张应力的作用下要比压应力作用下脱出煤表面水分容易。2)水的内摩擦力或粘滞力随压强的增高而加大,因而在真空条件下能降低水的粘滞力,提高脱水效果。3)在自然条件下真空度始终小于一个大气压,因而限制了脱水能力的进一步提高,过滤机真空度一般为480^560毫米汞柱。
  近年来对真空过滤的研究表明:入料的粒级组成对过滤效果影响很大,0^-5微米级对过滤影响较不好,5 ^-10微米级次之,随着大于30微米级的增加,过滤效果变好。15-r20微米为中间颗粒,不产生影响。http://www.gzxy666.com/