卧式沉降过滤离心脱水机是基于离心沉降和离心过滤机理发展起来的设备，主要用于固液密度相差较大、液体粘度较小的物料固液分离，被广泛应用于煤炭、化工、医药、石油炼制、食品、冶金等行业。随着重介质选煤技术的发展，卧式沉降过滤离心脱水机在选煤行业逐步得到推广应用，该机主要用于选煤厂旋流器底流、浮选精煤、尾煤和粗煤泥等＜0.5mm细粒级物料的脱水。与加压过滤机、压滤机等细粒物料脱水设备相比，卧式沉降过滤离心机脱水机具有产品水分低、占地面积小、工艺系统简单、入料浓度范围广等特点，但是受主选工艺的选择、机械加工精度、关键零部件使用寿命、维修成本等因素的影响，该设备在我国选煤厂并没有得到大范围的推广和应用。

1 卧式沉降过滤离心脱水机

1.1 结构及工作原理

卧式沉降过滤离心脱水机的工作过程分为离心沉降和离心过滤两个阶段。物料通过给料管进入离心机沉降区，其中的固体颗粒在转鼓产生的离心力（比重力大数百倍）作用下迅速沉降到转鼓内壁上，而物料中的极细颗粒和水形成离心液，从溢流口排出；沉降的固体颗粒由螺旋输送器运送到过滤区，经再次脱水后从排料口排出，此时形成的离心液浓度较高，从大端溢流口排出。

1.2 技术参数

卧式沉降过滤离心脱水机同其他固液分离机械一样，其工作效果受技术参数和物料性质影响。技术参数可分为结构参数和操作参数两种，设备结构参数在产品设计时已确定，工作过程中不可变更，而操作参数在工作过程中可根据物料情况进行调节。

1.2.1 结构参数

（1）沉降段转鼓直径与长度。设备生产能力随转鼓直径的增大而增大，而此段的长度决定了物料在转鼓内停留的时间，停留时间越长，离心液中固体颗粒越少。

（2）半锥角。半锥角即转鼓锥段母线与轴线的夹角，锥角的大小影响固体颗粒的脱水效果，但是加大锥角就要增加轴向推力和输渣功率，而这会加快螺旋叶片的磨损。对应用于选煤厂的卧式沉降过滤离心脱水机来说，半锥角一般取10°～15°。

（3）过滤段转鼓直径与长度。过滤段转鼓直径受溢流圆环影响，应略小于溢流圆环直径，转鼓长度影响脱水效果。

（4）筛缝宽度。筛缝宽度也是影响过滤效果的一个重要参数，筛缝宽度过大产品回收效果较差；筛缝过小，产品水分较大。目前，国内选煤厂应用的卧式沉降过滤离心脱水机多数筛缝宽度为0.35mm。

（5）螺旋叶片导程。螺旋叶片导程影响固体颗粒在转鼓内的停留时间、输送效率、输送功率、螺旋输送器所受的轴向力及叶片磨损程度。螺旋叶片导程较大时，可减少输送功率、轴向力和叶片的磨损，但固相在转鼓内的停留时间短，达不到物料脱水所必需的时间，输送效率低。

1.2.2 操作参数

（1）分离因数。分离因数也称离心强度，该因数是卧式沉降过滤离心脱水机的主要工作参数，加大分离因数可提高设备生产能力，但会增加功率消耗和零部件的磨损。该机国外设备分离因数高于国内设备。

（2）转速差。转速差即螺旋输送器与转鼓间的转速差，转速差大，产品在转鼓内停留时间短，影响产品脱水效果。目前，沉降过滤离心脱水机的转差率一般控制在1.8%～2.5%。

（3）溢流堰高度。实际操作过程中可通过调整溢流堰的高度来改变转鼓内液层深度，从而获得较为理想的脱水效果。

2 应用现状

2.1 国内外主要代表机型

我国选煤厂从上世纪80年代开始使用卧式沉降过滤离心脱水机，该机主要用于浮选尾煤和煤泥的脱水。目前，国内选煤厂应用较多的代表机型为美国的DMI系列和SB系列，一级国内通过引进技术和自主研发形式的TCL系列、WLG系列、LWZ系列。

国外机型的长径比和分离因数大于国内机型，长径比大能有效保证物料的脱水效果。由于国外产品的先进制造技术和新材料的使用，在结构和参数上保证了卧式沉降过滤离心脱水机的处理能力。

2.2 应用效果

国内选煤厂使用数据显示，DMI系列卧式沉降过滤离心脱水机碳化钨转鼓和筛篮的更换周期达10000h；SB系列卧式沉降过滤离心脱水机采用耐磨陶瓷筛网和螺旋，使用寿命可达15000h。通过国内选煤厂卧式沉降过滤离心脱水机的使用可以看出，在处理浮选尾煤、原生煤泥等相同物料时，产品水分和设备处理能力要优于加压过滤机、真空压滤机和高频筛。

在入料浓度相同的情况下，卧式沉降过滤离心脱水机产品水分比高频筛低9个百分点，产品灰分低2个百分点，吨煤电耗低8.8kW·h，工艺效果较好，节能效果显著。

卧式沉降过滤离心脱水机、加压过滤机、板框压滤机都是细粒物料脱水设备，但加压过滤机、板框压滤机所需辅助设备台数较多，占用厂房面积较大，系统综合功率较高（系统功率分别为400kW、500kW、200kW）；卧式沉降过滤离心脱水机单台设备功率较高，但是辅助设备台数少，占用厂房面积小，综合功率较低。

由国内外选煤厂卧式沉降过滤离心脱水机使用情况来看，细粒物料对该机的工艺效果影响较大。根据实际应用和试验研究，认为卧式沉降过滤离心脱水机入料中＜0.044mm粒级物料含量不宜超过40%；若固体产率要达到90%，则入料中＜0.044mm含量不宜超过20%。因此，在细粒物料含量较高条件下，沉降过滤离心脱水机并不能完全作为细粒物料脱水的主要设备，近年来我国各地选煤厂煤泥水系统改造也证明了这一点。

3 存在问题及解决方案

3.1 存在问题

虽然卧式沉降过滤离心脱水机在我国已推广应用30多年，且在浮选尾煤和煤泥脱水应用中优点显著，但始终没有得到有效推广和应用。主要问题表现在如下方面：

（1）我国选煤设备制造企业在制造水平、加工工艺等方面落后于国外先进企业，加工精度、零部件寿命均达不到设计要求，致使设备可靠性较差，所以在设备选型中往往会选择性能较为稳定的其他产品。

（2）我国所用材料的材质与国外相比仍有较大差距，螺旋输送器、筛网等关键零部件使用寿命偏低，耐磨陶瓷片、碳化钨片及粘接工艺不能满足生产要求。

（3）由于主选工艺选择时卧式沉降过滤离心脱水机并没有得到重视，加之设备系统较为复杂，所以研制单位并不能根据现场使用中出现的问题进行不断的改进和完善；售后服务跟不上也是影响该离心机推广的主要原因之一。

3.2 解决方案

为解决卧式沉降过滤离心脱水机在推广和使用中存在的问题，应在制造和使用中解决如下问题：

应充分做好调研工作，在认真总结现有机型优缺点的基础上，不断加强对国外同类产品技术的引进、消化和吸收。加大对新型金属和非金属耐磨材料的研制，加强对粘接工艺的研究；在材料耐磨性能进一步提高的基础上，优化离心机的结构参数。以先进的可视化设计和数字加工技术为依托，改变传统的产品设计手段和加工工艺，不断提高产品的加工制造精度，进而提高产品质量。卧式沉降过滤离心脱水机制造企业应不断提高售后服务水平，根据现场应用中出现的问题及时改进产品性能。完善卧式沉降过滤离心脱水机的控制技术，大力推广和使用工业计算机和DCS控制系统，建立煤质数据库，完善人/机操作界面，从而实现设备控制与入料检测的有效集成。

4 结语

卧式沉降过滤离心脱水机是一种高效细粒物料脱水设备，近年来虽没有得到大范围推广，但目前国内许多煤机研究制造企业已加大了设备脱水技术的研究，部分技术已达到国际先进水平。在未来研究中，国内应加快新技术的研发和新材料的应用，努力缩小与国外同类设备的差距。卧式沉降过滤离心脱水机具有产品水分低、占用厂房面积小、生产管理简单、可实现自动控制程度高等特点，其必将成为大型化和模块化重介质选煤厂细粒煤脱水的首选设备。