在煤炭開采與洗選加工過程中,煤泥作為一種重要的副產物大量產生。煤泥具有粒度細、粘性大、灰分高、含水量大等特點,其有效處理與綜合利用一直是煤炭行業(yè)關注的重點。水洗篩憑借獨特的水洗篩分工藝,在煤泥的脫水、脫泥、分級等處理環(huán)節(jié)中得到廣泛應用,對提高煤炭資源利用率、降低環(huán)境污染、增加企業(yè)經濟效益具有重要意義。深入探究水洗篩在煤泥行業(yè)應用的特點,有助于優(yōu)化煤泥處理工藝,推動煤炭行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
一、煤泥的特性
(一)粒度特性
煤泥的粒度分布極為廣泛,從幾微米到幾毫米不等,其中大量顆粒集中在細粒級范圍。這些細粒煤泥具有較大的比表面積,容易吸附水分和雜質,使得煤泥的處理難度增加。
(二)物理化學特性
煤泥的顆粒表面性質復雜,具有較強的親水性和粘性。這是因為煤泥顆粒表面存在大量的含氧官能團,使其容易與水分子結合,形成水化膜,導致煤泥的流動性變差,在儲存和運輸過程中容易發(fā)生團聚和結塊現象。此外,煤泥中還含有一定量的礦物質,這些礦物質的存在不僅增加了煤泥的灰分,還影響了煤泥的燃燒性能。
二、水洗篩的工作原理與結構
(一)工作原理
水洗篩的工作原理基于水洗和篩分的雙重作用。當煤泥進入水洗篩后,首先受到高壓水流的沖洗,水流的沖擊力能夠破壞煤泥顆粒之間的團聚結構,使包裹在煤泥顆粒表面的雜質和細泥分離出來。同時,在篩面的振動作用下,煤泥顆粒在篩面上做跳躍式運動,細泥和雜質隨水流通過篩孔排出,而較粗的煤泥顆粒則在篩面上逐漸向出料端移動,最終實現煤泥的脫水、脫泥和分級。
(二)結構組成
1.篩箱:是水洗篩的主體結構,通常采用高強度鋼板焊接而成,具有良好的強度和剛性。篩箱的內部安裝有篩網,篩網的材質一般為不銹鋼或聚氨酯,具有較高的耐磨性和耐腐蝕性。
2.激振器:通過產生周期性的激振力,使篩箱產生高頻振動。激振器的性能直接影響水洗篩的篩分效果和工作穩(wěn)定性,常見的激振器有偏心塊式激振器和振動電機式激振器。
3.沖洗裝置:由多個高壓噴頭組成,均勻分布在篩箱的上方。沖洗裝置的作用是向煤泥噴灑高壓水流,通過水流的沖洗作用,提高煤泥的脫泥和分級效果。
4.支撐裝置:一般采用彈簧或橡膠減震器,用于支撐篩箱并吸收振動能量,減少設備運行時對基礎的沖擊,降低噪音。
三、水洗篩在煤泥行業(yè)應用的優(yōu)勢
(一)高效的脫泥和分級效果
水洗篩通過高壓水流的沖洗和篩面的振動,能夠有效地將煤泥中的細泥和雜質分離出來,實現煤泥的高效脫泥。同時,根據不同的篩網孔徑設置,水洗篩可以對煤泥進行精確分級,將不同粒度的煤泥分別篩選出來,滿足后續(xù)不同的利用需求。
(二)良好的脫水性能
煤泥的高含水量一直是制約其綜合利用的關鍵因素之一,水洗篩在實現脫泥和分級的同時,還具有良好的脫水性能。在篩面的振動作用下,煤泥顆粒之間的水分被擠出,通過篩孔排出,從而降低煤泥的含水量。經過水洗篩處理后,煤泥的含水量可降低至 20% - 30% 左右,為后續(xù)的干燥、燃燒等利用環(huán)節(jié)創(chuàng)造了有利條件。
(三)適應性強
水洗篩能夠適應不同性質和粒度組成的煤泥。對于粒度較細、粘性較大的煤泥,通過調整沖洗水流的壓力和流量,以及篩面的振動參數,可以有效地改善篩分效果;對于不同產地、不同煤質的煤泥,只需更換合適的篩網,即可滿足相應的分級和脫水要求。這種較強的適應性使得水洗篩在煤泥行業(yè)得到了廣泛的應用。
(四)運行成本低
水洗篩的結構相對簡單,主要部件為篩箱、激振器和沖洗裝置等,設備的維護和檢修相對方便。同時,水洗篩在運行過程中,主要消耗的能源為電能和水資源,其能耗較低。與其他煤泥處理設備相比,水洗篩的運行成本具有明顯的優(yōu)勢,能夠為企業(yè)降低生產成本,提高經濟效益。
(五)環(huán)保性能好
在水洗篩的工作過程中,通過高壓水流的沖洗,能夠將煤泥中的細泥和雜質充分分離出來,減少了煤泥在后續(xù)處理過程中產生的粉塵和污染物。同時,分離出來的細泥和污水可以通過專門的處理系統(tǒng)進行回收和處理,實現水資源的循環(huán)利用,減少對環(huán)境的污染,符合煤炭行業(yè)綠色發(fā)展的要求。
四、水洗篩在煤泥行業(yè)應用的局限性
(一)對細粒煤泥的篩分效果有限
雖然水洗篩在煤泥的脫泥和分級方面具有一定的優(yōu)勢,但對于極細粒煤泥,其篩分效果并不理想。這是因為極細粒煤泥具有較強的親水性和粘性,容易在篩面上形成泥餅,堵塞篩孔,導致篩分效率降低。此外,極細粒煤泥在水流的沖擊下,容易發(fā)生團聚現象,進一步影響篩分效果。
(二)水資源消耗較大
水洗篩在工作過程中需要消耗大量的水資源,用于沖洗煤泥和帶走分離出來的細泥和雜質。在水資源短缺的地區(qū),大量的水資源消耗不僅增加了企業(yè)的生產成本,還可能面臨水資源供應不足的問題。同時,煤泥水洗過程中產生的污水需要進行專門的處理,以達到環(huán)保排放標準,這也增加了企業(yè)的污水處理成本和管理難度。
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