張英杰 鞏冠群

（1.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院，江蘇省徐州市，221116；2.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)應(yīng)用學(xué)院，江蘇省徐州市，221008）

在目前的環(huán)保壓力下，煤炭能源高效利用問題日漸突出，煤炭先洗選后使用的意識(shí)逐步深化?，F(xiàn)實(shí)情況是粗精煤顆粒相對(duì)容易脫水，而細(xì)精煤顆粒由于顆粒細(xì)小增加了一系列的未知因素，加大了脫水難度。細(xì)精煤脫水工藝過程比較復(fù)雜，工藝參數(shù)多且作用大小不均，如果能夠抓住主要的影響因素控制對(duì)應(yīng)的工藝參數(shù)，就能夠?qū)崿F(xiàn)細(xì)精煤高效脫水。在前期工作基礎(chǔ)上研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)精煤壓濾脫水的濾液固含量可為細(xì)精煤高效脫水提供重要的數(shù)據(jù)參考，且脫水后濾液固含量與細(xì)精煤脫水工藝條件之間存在密切數(shù)據(jù)關(guān)系。本文的試驗(yàn)研究以濾液固含量作為細(xì)精煤脫水效果優(yōu)劣的評(píng)價(jià)指標(biāo)，研究和揭示細(xì)精煤筒式脫水相關(guān)規(guī)律。

1 細(xì)精煤脫水技術(shù)分析及試驗(yàn)設(shè)計(jì)

結(jié)合當(dāng)前工業(yè)應(yīng)用實(shí)際，細(xì)精煤固液分離的脫水過程主要受到過濾壓力、煤漿濃度和煤樣粒度等因素的影響，其中細(xì)精煤筒式脫水的過濾壓力又分為進(jìn)漿壓力和隔膜壓濾壓力兩類。

研究試驗(yàn)煤樣來自河南永城，為浮選細(xì)精煤，該煤樣微細(xì)粒級(jí)含量較高，小于200目含量的粒級(jí)約占55%，小于80目含量的粒級(jí)已超過90%。煤樣平均灰分為8.9%，煤種為無煙煤夾雜部分貧瘦煤。煤粒度組成百分比以200 目以下所占比例計(jì)算，經(jīng)篩分處理后制漿，煤漿調(diào)制后送入筒式壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾脫水試驗(yàn)?？紤]到實(shí)際操作所帶來的綜合效應(yīng)，設(shè)計(jì)了如下正交試驗(yàn)，見表1。

表1 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)表

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 試驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)表1 所示的結(jié)果，采用美國(guó)Stat-Ease.Inc公司的Design-Expert軟件對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行交互式布局試驗(yàn)，實(shí)際試驗(yàn)設(shè)計(jì)及濾液固含量試驗(yàn)結(jié)果響應(yīng)值見表2。

如表2所示，第一列數(shù)據(jù)為設(shè)計(jì)序列號(hào)，第二列數(shù)據(jù)為根據(jù)Design-Expert交互布局排布的實(shí)際試驗(yàn)執(zhí)行序列號(hào)，濾液固含量作為試驗(yàn)結(jié)果的響應(yīng)值。粒度組成、煤漿濃度、進(jìn)漿壓力及隔膜壓濾壓力在表1的基礎(chǔ)上，根據(jù)各因素可能的交互作用及數(shù)據(jù)點(diǎn)低誤差統(tǒng)計(jì)布局，優(yōu)化設(shè)計(jì)了當(dāng)前試驗(yàn)條件下的4個(gè)因素各自試驗(yàn)水平值，按照優(yōu)化設(shè)計(jì)所得執(zhí)行序列號(hào)進(jìn)行試驗(yàn)，所得的試驗(yàn)結(jié)果濾液固含量響應(yīng)數(shù)據(jù)邊界為0.33g／L 和0.73g／L，因素之間存在交互作用，總體試驗(yàn)結(jié)果比較理想。

2.2 壓濾脫水濾液固含量試驗(yàn)結(jié)果分析與討論

下面給出Design-Expert試驗(yàn)研究相關(guān)數(shù)據(jù)，系列模型方差分析及數(shù)據(jù)建模推薦和失擬檢測(cè)分析 及數(shù)據(jù)建模推薦分別見表3和表4。

表3 系列模型方差分析及數(shù)據(jù)建模推薦

表4 失擬檢測(cè)分析及數(shù)據(jù)建模推薦

圖1 濾液固含量學(xué)生化殘差分布

由表3和表4可知，在當(dāng)前試驗(yàn)條件下，細(xì)精煤壓濾脫水濾液固含量與試驗(yàn)各因素存在較明顯的線性函數(shù)關(guān)系，其它函數(shù)關(guān)系雖在一定程度存在建模可能性，但關(guān)聯(lián)度不高，數(shù)據(jù)結(jié)果不顯著，不宜推薦。

結(jié)合圖1的濾液固含量學(xué)生化殘差分布和圖2的濾液固含量T 檢測(cè)域?qū)?yīng)數(shù)據(jù)點(diǎn)分布的圖形分析可知，圖1所顯示的殘差正態(tài)概率分布圖的數(shù)據(jù)線性分布較好，圖2所對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)點(diǎn)分散分布沒有出線，筒式壓濾脫水效果還是比較穩(wěn)定的和可靠的。

根據(jù)前述試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行模擬運(yùn)算和回歸推導(dǎo)，可以得到濾液固含量和4個(gè)因素之間的函數(shù)關(guān)系，通過實(shí)際試驗(yàn)真實(shí)因素對(duì)筒式壓濾得出濾液固含量表達(dá)式為-2.068×10-2+0.470×10-2×A+0.220×10-3×B+7.778×10-2×C+0.211×D。

圖2 濾液固含量T 檢測(cè)域?qū)?yīng)數(shù)據(jù)點(diǎn)分布

根據(jù)實(shí)際試驗(yàn)設(shè)計(jì)及試驗(yàn)結(jié)果響應(yīng)值，對(duì)于細(xì)精煤脫水濾液固含量的考察，在細(xì)精煤筒式壓濾方式下煤粒度組成、煤漿濃度、進(jìn)漿壓力和隔膜壓濾壓力都是細(xì)精煤脫水濾液固含量的相對(duì)顯著性的變量因素。但通過實(shí)際試驗(yàn)真實(shí)因素對(duì)上式的分析顯示，煤粒度組成影響最大，進(jìn)漿壓力及隔膜壓濾壓力對(duì)濾液固含量影響次之，而煤漿濃度對(duì)濾液固含量影響相對(duì)較小。

3 結(jié)論

浮選細(xì)精煤壓濾脫水的影響因素較多，作用大小各不相同，細(xì)精煤脫水后濾液固含量與煤粒度組成、煤漿濃度、進(jìn)漿壓力和隔膜壓濾壓力等主要影響因素之間存在線性關(guān)系，對(duì)細(xì)精煤壓濾脫水的濾液固含量的研究分析可為細(xì)精煤高效脫水研究提供重要的數(shù)據(jù)參考。

［1］ 劉子瑩.桃山選煤廠壓濾機(jī)改造 ［J］.煤炭技術(shù)，2012 （7）

［2］ 張英杰，鞏冠群，謝廣元等.細(xì)粒煤脫水研究綜述［J］.中國(guó)煤炭，2010 （6）

［3］ 周明遠(yuǎn)，關(guān)杰.浮選精煤熱壓過濾干燥脫水機(jī)理與脫水動(dòng)力學(xué)研究 ［J］.煤炭學(xué)報(bào)，2010（3）