垃圾分选（精选4篇）
垃圾分选 篇1
1 引言
改革开放以来, 我国的经济实力和城市化进程都有了飞速的发展, 快速发展的同时也带来了史无前例的城市生活垃圾处理问题。随着我国经济发展、人口增长及城市化进程的加快, 我国城市生活垃圾的总产量每年都保持一定的增长速率, 生活垃圾总产量迅速增加且一直居高不下[1]。它所带来的一系列相关问题日益凸显, 现已受到社会各界广泛关注。如何形成一条合理的、高效的、可靠的、经济的、符合我国国情的生活垃圾综合处理工艺, 实现垃圾的减容化、减量化、资源化、无害化, 实现生活垃圾的可持续发展是我国在环保产业上面临的最大问题[2]。
2 我国城市生活垃圾产生及收集状况
根据中国统计局公布的数据 (表1) 我们可以看出, 随着我国城市化进程的推进、城市人口总量的增加, 我国城市生活垃圾的总产量正在不断增加, 垃圾清运工作的压力也在不断加大。截至2010年底, 全国设计城市和县城生活垃圾年清运量2.21亿t, 生活垃圾无害化处理率63.5%, 其中设市城市77.9%, 县城27.4%[3]。目前, 我国垃圾分类收集推广率较低, 没有专门的垃圾分类收集、分类运输机制[4], 我国垃圾收集出现了先分后混、直接混合收集等尴尬现状。废旧电池、杀虫剂、药品等有害生活垃圾未专门分类收集, 可见我国城市生活垃圾的组份与发达国家相比有自己的特殊性。
数据来源:中国统计年鉴2001~2007[5]
目前, 我国垃圾的收集方式仍普遍采用混合收集或直接运输的方式。这种方法在我国已经存在有10多年, 在一定程度上减轻了生活垃圾的二次污染。由于我国垃圾处理产业起步相对较晚, 目前我国城市生活垃圾处理厂的数量和处理工艺及处理力度远不能适应我国城市生活垃圾的快速增长的要求。许多城市的生活垃圾甚至没有经过前分选处理就直接露天堆放或填埋。“十二五”规划中的相关政策将促进我国环境卫生保护产业的飞速发展, 极大地改变我国混乱的城市生活垃圾处置现状。本文着重综述了我国城市生活垃圾的处置现状、垃圾分选设备以及生活垃圾综合处理前分选工艺。
3 我国生活垃圾主要处置方式
我国生活垃圾的处理方式的选择与城市的地理位置、能源结构、经济发展水平、城市人口密度、国家政策及环保意识等因素密切相关。目前我国城市生活垃圾主要的处理措施有露天堆放、高温堆肥、卫生填埋、焚烧处理和垃圾综合处理等处理方式。尤其是高温堆肥、卫生填埋和焚烧处理是当今世界各国通用的处理方法[6]。
3.1 露天堆放
露天堆放是我国与许多发展中国家普遍存在的严重问题。露天堆放一般设置在城乡结合地带, 随着垃圾的日积月累, 垃圾围城的现象日益严重。
该堆放场没有配备气体导排、滤液处理及防渗设施, 不但会对水体、空气造成严重的污染, 而且会严重破坏周边生态环境[7]。露天堆放对垃圾成分中的可回收物质是一种浪费, 同时难以降解的塑料、玻璃等物质的堆埋, 加大了自然降解的难度。由于场地有限, 目前已无法满足不断增长的城市生活垃圾的堆放场地需求。垃圾的混合堆放大大加长了自然降解的周期和难度, 垃圾产生的滤液可能会污染地下水、伴随细菌的大量繁殖、产生有毒气体及沼气, 严重时可能引起爆炸事故。国际上已经明令禁止简易填埋, 但在城镇, 还是最主要的垃圾处理方式[8]。随着我国对环保产业的重视, 环保技术的创新, 露天堆放将会得到有效的控制。
3.2 高温堆肥
堆肥处理生活垃圾技术在欧美等发达国家起步较早, 由于高效的分类收集技术, 此处理技术目前已达到了工业化应用的水平。此项技术的优点是, 处理等量的有机垃圾的投资比单纯的焚烧处理大大降低, 所以目前在国际上比较受欢迎。堆肥的质量主要受有机废物中养分的含量、温度、废物粒度、湿度、pH值及处理工艺等综合影响。目前, 在我国, 由于城市生活垃圾没有彻底完成分类回收且垃圾综合前处理分拣不彻底, 所以我国的堆肥质量和销量一直没有赶上发达国家, 市场内受欢迎度一度低迷[9]。鉴于此, 我国堆肥处理产业应考虑走高端产业化处理的新道路, 提高堆肥质量来带动农民使用堆肥的积极性[10]。随着垃圾综合前处理技术、分选设备、分选工艺的不断创新, 高温堆肥技术将进一步得到推广, 处理量将逐渐增加。
3.3 卫生填埋
目前, 我国有95%以上的城市生活垃圾采用填埋处理[11]。生活垃圾卫生填埋处理技术比较成熟、运行成本低、最易管理维护而且可以处理所有种类的垃圾。因此, 广泛被世界各国采用。我国某城市生活垃圾卫生填埋场如图2所示。
卫生填埋已经成为我国多数城市生活垃圾处理起步阶段的主要处理方式[12]。但是, 许多可以回收利用的生活垃圾资源 (如:塑料、纸类、废铁、玻璃等) 被填埋浪费了, 没有实现生活垃圾的资源化、减容化、减量化。这种处理方式容易发生重金属的积累、填埋场爆炸、滤液泄露等事故, 对生态平衡也构成一定威胁[13]。同时, 这种处理方法需要大量的土地资源, 给土地资源紧张的大中城市进一步加重了用地负担。我国垃圾厂没有很好地利用压实技术、分选技术来减容、减量, 使得一些垃圾填埋厂未到设计使用年限就已填满, 加剧了我国城市用地紧张度。“十二五”规划中明确规定, 积极发展垃圾处理产业, 逐步减少垃圾卫生填埋量, 朝着零填埋努力。
3.4 焚烧处理
垃圾焚烧比垃圾填埋能更好地节约垃圾处理用地, 废物中的有毒有害物质在高温焚烧下氧化分解[14]。因此, 可同时实现废物无害化、减量化、资源化。我国主要焚烧垃圾的锅炉有流化床焚烧炉、机械炉排炉、回转式焚烧炉。随着城市能源结构的调整, 居民生活水平的提高, 城市生活垃圾中有机物的含量正在不断上升, 垃圾组成由“多灰、多水、低热值”, 向“少灰、高热值”方向发展, 以焚烧为代表的垃圾处理技术正在我国大力发展, 成为一个新兴的环保产业。目前焚烧处理方式已经成为我国垃圾处理方式中继卫生填埋后的第二大处理技术方式[15]。“十五”期间, 我国已在天津、上海、杭州、哈尔滨等大城市建成垃圾焚烧发电厂30座, 按照我国“十一五”规划, 拟建和在建的垃圾焚烧发电厂还将有60座。“十二五”规划中正大力发展这种处理技术, 计划在全国范围内兴建一批焚烧处理厂, 利用焚烧产生的热能来发电, 从而提高能量的循环利用率, 在一定程度上缓解城市用电和用地的紧张[16]。土耳其Mustafa Kara在图比塔克马马拉研究中心 (TUBITAK MRC) 研究了土耳其大力发展的垃圾衍生燃料RDF制备技术 (自签订《京都议定书》后) , 此项技术对我国节能减排、降低焚烧气体的污染、发展经济、加快城市化进程有一定的促进作用[17], 因而正在被国内各大城市引进。我国城市生活垃圾中有机物含量和含水率高达50%~60%不利于充分燃烧, 而且焚烧设备一次性投资大、运行成本高且焚烧生活垃圾所产生的二噁英等有害气体的净化问题已经成为我国环保工程人员面临的重大课题[18], 因此通过高效的综合分选技术来筛选出有机物、提高焚烧垃圾的热值, 将是我国垃圾焚烧发电产业又一亟待解决的难题。
3.5 垃圾综合处理
垃圾深度综合处理即垃圾贮存发酵与精细分选。首先通过垃圾贮存发酵来降低垃圾含水率, 提升垃圾低位热值。然后进入精细分选环节, 依据垃圾分组进行回收、填埋、堆肥、焚烧等处理, 实现垃圾处置无害化、减量化、资源化和稳定化。综合处理技术正在我国悄然兴起, 它是一种先进的处理方法, 它将高温堆肥、卫生填埋、焚烧处理技术的优点和长处结合起来, 大大提高了垃圾处理的效率[19]。该技术可同时实现回收可循环利用的资源、焚烧可焚烧的不可回收物质、将有机物堆肥处理、填埋剩余的废物及焚烧炉渣, 可做到可循环利用物质的最大化回收利用, 减少垃圾的填埋量。该技术可以避免单一处理的缺点, 大大降低了合理处理的难度[20]。某公司城市生活垃圾综合处理工艺流程如图3所示。
我国城市的生活垃圾构成较复杂, 含水量高且有机废物比例大, 精细分选不仅可以减少填埋处理的垃圾量, 还能提高焚烧处理的效率和经济效益。某公司采用先进的生活垃圾资源化自动分选技术, 该技术结合了机械、自动控制等手段, 整个工艺系统自动化程度高, 无需人工直接接触垃圾, 将混合生活垃圾严格分选为橡塑、纺织类、玻璃、金属、砖瓦陶瓷、灰土渣等物质类别, 达到垃圾分选的高效率、高精度、安全化作业, 分选后的生活垃圾一部分资源性回收, 另一部分通过筛分, 分离为高热值垃圾和易腐有机物, 分别进入焚烧处理和堆肥处理系统。分选系统大大减少了垃圾处理量, 达到垃圾资源化利用的同时提高了后续垃圾焚烧处理和堆肥处理的质量和效率, 减少了对环境和人体的二次危害。
4 城市生活垃圾的主要分选设备及综合分选工艺
4.1 城市生活垃圾主要分选设备
我国城市生活垃圾的主要分选设备有:破袋设备、筛分设备、重力分选设备、磁选设备 (图4) 、光电分选设备和涡电流分选设备。垃圾筛分设备主要有:应用于垃圾粗破碎前的格筛和棒条筛分选设备两种;针对我国袋装生活垃圾的特点, 主要新型的生活垃圾破袋机有:剪切式生活垃圾破碎机[21]、旋转剪切式破碎机[22] (图5) 。应用于破袋后的分选设备有卧式旋转滚筒筛、立式滚筒筛和叶片滚筒筛[23]。重力分选的常用技术是风力分选技术, 目前世界上常用的有卧式风选机和垂直风选设备[24]。随着环保工程技术的发展, 旋风除尘技术和锁气器在风选系统中的应用越来越广泛, 大大提高了垃圾重力分选的效率。
从图6可以看出该风选机是通过这个送风系统送风和抽风的方向不同来形成一个正负风压, 从而在风选机 (图7) 中能使轻质物质随着负风压被抽送出来, 而重物质则在重力的作用下掉落下来, 实现重物质和轻物质的分选。该分选工艺环节选出的轻质物质品质高, 可以直接打包压缩销售给废品回收公司。因此, 该分选工艺具有相当经济效益。
目前, 在发达国家城市生活垃圾分选装备技术相当成熟, 拥有垃圾分选的成套处理技术和成套预处理及处置系统。德国积极发展垃圾分选技术及垃圾发电技术, 从2006年开始就实现了垃圾的零填埋, 甚至需进口大量垃圾来维持垃圾发电厂的正常工作[25]。垃圾衍生燃料技术 (RFD技术) 作为日本政府正在推广的垃圾处理方式、方向, 目前正受到中国的广州、深圳等大城市作为先进的垃圾处理技术在追捧[26]。
4.2 城市生活垃圾分选工艺概述
目前, 我国的分选工艺流程相对落后, 且需要大量的人工。图8某垃圾分选处理厂人工分选台主要分拣经过风选后的重物质中的经济价值高的可回收物质, 如橡胶、书本等。由图9可以看出, 这个分选工艺流程中需要大量的人工, 因此分选效率不高而且经济效益不大且工人工作环境条件差。
因此, 我国城市生活垃圾的集约化、机械化的分选工艺将会作为今后一段时期内混合收运的生活垃圾的预处理手段的发展方向, 能够在对生活垃圾进行资源化回收的同时有效缓解后续处理设施的压力。曹占强等人[27]对我国现行的主要垃圾分选工艺进行了对比研究, 提出了基于综合处理的合理分选工艺;邓明萌等人[28]对选矿技术在我国城市固体废弃物分选工艺中的应用作了大量的研究;孙晓杰等人[29~31]分别对生活垃圾分类收集现状和处理方法、旋风分离技术、袋装垃圾处理技术作了深入的研究并制定了一套工艺流程;张荣等人[32]研究了基于资源回收、堆肥发酵及填埋处置为一体的自动化工艺。由于以上分选工艺都不够完善, 中间流程还需大量人工, 因此大大降低了分选的效率, 不能满足我国持续增长的垃圾总产量需求。
我国城市生活垃圾的成分相当复杂, 其中含有许多废旧塑料、可回收纸类、金属及玻璃等有价值的可回收物质, 如果没有合适的综合处理工艺, 将会大大加大处理难度、耗费巨额的资金而达不到预期的处理结果[33]。我国垃圾综合处理分选工艺起步较晚, 与发达国家成熟的处理技术有很大的一段差距[34]。因此我国城市生活垃圾处理工艺将在很长一段时间内基于混合收运生活垃圾的方式下, 朝着自动化、机械化、系统化、集约化、高效化、高精度化的工艺发展。基于我国城市生活垃圾成分复杂、含水量高的特点, 结合我国目前拥有的先进的前处理机械及“十二五”中大力提倡的垃圾焚烧发电技术、垃圾堆肥技术, 笔者设计出了一条对生活垃圾综合分选前处理的新工艺, 如图10。
图10中的工艺是结合我国现有垃圾前分选装备而设计的, 破袋机的使用节约了分选工艺中用于破袋的劳动力, 提高了破袋的效率;振动给料机制的沿用可大大提高筛选的效率;对小件垃圾设计两级磁选的独特工艺能彻底选出其中的磁性物质, 而大件磁性垃圾在电磁场中容易选出, 因此设立一级磁选就足够选出该成分;该工艺流程中共有5处废铁、废纸、废塑料、废有色金属的回收仓, 这可大大提高生活垃圾中可回收物质的回收力度, 同时分门别类地回收有利于更进一步的精确分选。该系统中设有3处填埋料回收仓, 大大减少了垃圾的填埋量。该工艺中只对分选出的大件有机垃圾进行堆肥处理而对小件的有机生活垃圾进行堆肥处理, 这样处理的最大优点在于能避免小件的无机废弃物、细小重金属混入堆肥中, 有利于高品质的有机肥的生产。
该工艺与我国现有的工艺流程相比, 预期精度更高、分选力度更大、分选效果更明显, 优先使用了我国较成熟的分选机械, 大大节约了工艺成本, 节省了大量劳动力。同时, 大量分选机械的应用不但提高了垃圾分选的机械化、自动化程度, 也将提高分选效率。由图10我们可以看出, 该工艺结合了废物资源回收、垃圾填埋、垃圾焚烧发电及垃圾堆肥技术。该工艺加大了对废铁、废纸、废塑料、非磁性金属的回收力度和精度;工艺中有选择地对大件有机垃圾进行堆肥, 预期可提高堆肥的质量, 减少重金属元素及其碎沙石、玻璃等的混入。同时, 低热值的无机物和有机物的回收与堆肥, 可大大提高剩余可燃物的热值、降低可燃物的含水率[35]。因此, 该工艺流程预期可大大提高分选效率和精度, 显著提高我国生活垃圾分选前处理能力, 减少垃圾的填埋量, 减轻我国填埋场的压力。希望该工艺流程能为我国垃圾处理产业提供一定的工艺理论参考。
5 我国城市生活垃圾资源化对策与建议
城市生活垃圾素有“城市矿藏”之美誉, 是我们身边一个正在不断增长的资源[36]。实践证明, 经济地、合理地开发城市生活垃圾是可行的也是必然的。目前, 世界上已经有许多城市生活垃圾回收分选处理厂在运行, 对我国城市生活垃圾资源化水平、资源化效率低下的现状具有一定的借鉴作用。
城市生活垃圾处理的关键是解决垃圾分选问题。我国的环保产业专家应积极研究各个地方的垃圾成分特点, 制定合理的、经济的处理工艺流程, 开发出分选专用工程机械, 从而使我国的废物资源真正进入良性循环。在此, 对我国未来环保产业提出几点建议。
(1) 立足国情, 走具有中国特色的环保产业道路。建立垃圾收费回收制度, 提倡净菜进城, 从源头有效减少生活垃圾的产量。
(2) 完善我国垃圾分类机制, 将垃圾分类进行彻底。加大环保教育宣传力度, 让环保理念深入人心, 鼓励人人参与垃圾分类行动, 从而降低垃圾综合分选前处理的难度。
(3) 积极引进发达国家先进的分选技术, 加强自主创新力度, 走高速、高效、高精度的垃圾分选之路。
垃圾分选 篇2
城市生活垃圾风力分选中流场的数值模拟
为了提高城市生活垃圾风力分选效率,应用气固两相流的.基本理论,并采用流体力学专用软件FLUENT模拟城市生活垃圾风力分选流场的固相颗粒的平均速度.数值模拟表明,在合理的风速下,城市生活垃圾颗粒大小和颗粒浓度是影响垃圾风选效果的主要因素,数值模拟结果与试验分析基本吻合.从而得出此理论在城市生活垃圾风力分选中有一定实用意义.
作 者：纪俊红 郭仁宁 李锐平JI Jun-hong GUO Ren-ning LI Rui-ping 作者单位：辽宁工程技术大学,机械工程学院,辽宁,阜新,123000刊 名：辽宁工程技术大学学报(自然科学版) ISTIC PKU英文刊名：JOURNAL OF LIAONING TECHNICAL UNIVERSITY(NATURAL SCIENCE EDITION)年，卷(期)：24(z2)分类号：X705关键词：城市生活垃圾 气固两相流 数值模拟
CSS粗煤泥分选机分选试验研究 篇3
1 CSS 粗煤泥分选机理及分选过程
CSS粗煤泥分选机是基于成熟的干扰沉降原理,根据物料密度差异进行分选的设备。物料在上升扰动水流作用下形成自生固体流动床层,实现轻重物料的分离,从而分选出精煤和矸石。矿浆首先给入缓冲桶,经入料平稳装置进入分选机体内,与由顶水自稳定系统产生的上升水流相遇而形成流化床层。当达到稳定状态时,入料中沉降速度小的颗粒会浮起,进入溢流成为精煤,入料中沉降速度大的颗粒则穿过床层,由底流口排出成为沉物[5,6]。
2 CSS 粗煤泥分选机在田庄选煤厂的应用实践
田庄选煤厂属于矿区型炼焦煤选煤厂,技改前采用重介质—浮选工艺。原煤经双层分级筛分级为大于16 mm块煤,2. 5 ~ 16 mm末煤和小于2. 5 mm粗煤泥。块煤进入斜轮分选机分选,末煤进混料桶经重介质旋流器分选,小于2. 5 mm粗煤泥由角锥沉淀池分级,最终0. 5 ~ 16 mm粒级全部进入末煤系统采用重介质旋流器分选,小于0. 5 mm煤泥进入浮选系统。实际生产中由于分级旋流器分级精度低,常常造成浮选精煤跑粗。同时部分细粒煤会进入重介质系统影响重介质旋流器分选效果及介质回收,增加了介耗和煤泥水系统的负担。为减轻重介质系统压力,提高细粒精煤产率,田庄选煤厂引进了两台CSS粗煤泥分选机,又将原0. 5 mm脱泥筛更换成1 mm脱泥筛。改造后的工艺流程如图1所示。
2. 1 CSS 各产品筛分试验
投入生产后,使用CSS对选煤厂的粗煤泥进行分选,多次采集入料、精煤和尾煤样品,并进行筛分、浮沉试验。大于0. 5 mm筛分试验结果如表1所示。小于0. 5 mm筛分试验结果见表2。
根据表1和表2中的数据,绘制入料、精矿、尾矿粒度曲线,如图2所示。
由图2可知,入料和精矿粒度分布较为均为,而尾矿粒度主要集中在大于0. 25 mm。入料、精矿粒度均匀说明物料解离较为充分,有利于创造合适的分选环境。由表1和表2可知: 溢流中大于0. 5 mm含量可达24. 46% ,灰分为11. 74% ,可燃体回收率达到84. 75% ,说明该粒级的分选指标达到较好水平; 入料中小于0. 25mm粒级含量为37. 79 % ,说明入料中该粒级含量较高,不利于分选。精矿中该粒级含量可达35. 24% ,在不考虑泥化的情况下,该粒级中有93. 25% 物料进入溢流,即分选过程中该粒级几乎未得到分选; 小于0. 5 mm粒级可燃体回收率综合可达96. 75% ,在不考虑粒级的影响下,有利于实现精煤产率的最大化,但是较高的回收率也说明该粒级未得到充分分选。
2. 2 CSS 各产品浮沉试验
分别对大于0. 5 mm和小于0. 5 mm入料、精矿、尾矿进行浮沉试验,结果如表3和表4所示,浮沉综合表见表5。
由表5可知,精矿中小于1. 5 kg /L含量达到75. 76% ,为主导密度级,小于1. 3 kg / L含量为34. 25% ,灰分为5. 90% 。若灰分控制在20% 以内,分选密度应在1. 4 ~ 1. 5 kg /L之间,说明该分选机在低密度情况下有利于生产出低灰精煤。根据各粒级平均密度级分配率绘制分配曲线,如图3所示。从图中可以看出: 分配曲线走势较为平缓,分选效果相对较差,究其原因,小于0. 25mm物料在分选机内几乎未得到有效分选,造成整个分配曲线较为平缓。通过分配曲线和表中数据可得到以下分选指标: Ep值为0. 243 kg /L,未达到较好 的0. 1 ~ 0. 13区间, 数量效率 为83. 20% ,不完善度I为0. 344,说明该分选机未达到最佳分选状态,可以通过改善入料状况、分选机操作参数等提高分选效率。
由筛分和浮沉数据可知,粗煤泥分选入料中仍有高达37. 79 % 的细粒级物料,该部分物料在分选机中几乎未得到分选,影响着最终的分选指标。按照目前的工艺,选后溢流脱泥可降低精矿中细粒级物料的含量,保证精煤指标,技改后的指标有利于实现精煤产率最大化。入料中小于0. 25 mm细粒含量较高,说明上一分选环节分级效率低,可在CSS粗煤泥分选机系统增设若干组高效分级旋 流器,优化粗煤 泥分选机 的入料组成。
3 结 语
( 1) 由试验数据可知,小于0. 25 mm粒级物料在CSS分选机中不能得到有效分选,佐证了该设备最佳分选粒级应为1 ~ 0. 25 mm。
( 2) CSS粗煤泥分选机适宜低密度分选,在实际生产中应设置合理的分选密度。
垃圾分选 篇4
关键词：选煤厂,粗煤泥,TBS干扰床分选机,脱泥,改造
1 选煤厂概述
石板选煤发电厂是1989年5月建成投产的矿区型选煤厂, 经过不断技术改造, 目前, 原煤处理能力为1.80 Mt/a。选煤工艺为原煤预先脱泥, 50~1 mm粒级煤采用双供介无压三产品重介旋流器分选, 1~0 mm煤泥进入斜板沉淀池, 其底流进入TBS分选系统分选出精煤, 溢流进入浮选系统, 尾煤浓缩压滤回收。近年来因原煤质量的变化, 导致TBS分选机对粗煤泥的分选精度变差。尽管该厂在操作制度上, 如水量、水压、分选密度等做了大量工作, 但分选效果仍然不理想。这表明TBS的设备参数已经不能适应目前的煤质变化, 需要对设备进行调整和改造。
2 粗煤泥分选工艺现状
该厂粗煤泥分选原则工艺流程见图1。原煤脱泥筛下物首先进入斜板沉淀池, 沉淀池底流进入分级旋流器。分级旋流器底流进入一台直径为3 m的TBS干扰床煤泥分选机分选, TBS溢流进入精煤磁选尾矿桶经渣浆泵输送至328号旋流器组分级浓缩, 浓缩底流经煤泥振动弧形筛脱泥、脱水后, 再由煤泥离心机脱泥、脱水, 形成的末煤与主洗精煤产品混合运至精煤仓。
3 TBS系统存在的问题
3.1 原煤煤质变化
由于近年来各矿井下采煤机械化程度的提高, 原煤煤质变化较大。据统计, 2013年各矿原煤合计灰分较2009年高出5.34%, 而且煤泥灰分也增加了4.33%, 说明2013年煤质比2009年TBS投入使用时变差了很多。
3.2 煤质变化后TBS分选精度和效率分析
TBS溢流小筛分试验结果见表1。从表1可以看出, TBS溢流中大于0.5 mm级产率为0, 而0.25~0.5 mm级含量很低, 只占12.07%。TBS主要的分选粒度为0.25~1.5 mm, 对小于0.25 mm粒级分选效果极差, 因此大部分小于0.074 mm的高灰细粒物随顶水成为溢流, 而大部分低灰粗颗粒损失在底流中。
TBS底流小筛分试验结果见表2。由表2可知, TBS底流中大于0.25 mm级占72.22%, 底流产物的灰分为43.02%, 与原生煤泥灰分相当, 说明TBS分选精度低, 分选效果差, 基本定义为分级设备, 因此末精煤的产率低、灰分高。
3.3 TBS精煤系统脱泥效果分析
TBS精煤脱泥后最终灰分高达15%, 然而大于0.25 mm粒级灰分仅为9.81%, 说明高灰细泥物料去除不彻底而污染末精煤, 导致TBS精煤灰分偏高。为平衡最终精煤产品灰分, 在实际生产过程中只能降低重介主洗精煤灰分, 从而造成重介主洗系统精煤损失过大, 产品质量不稳定。
4 改进措施
4.1 采用可调式溢流堰, 提高溢流产率
为了便于TBS桶内低灰粗粒级物料的排放, 2013年6月选煤厂将TBS精煤溢流口的固定溢流堰改为可调式溢流堰, 可根据煤质变化调节溢流堰高度, 增加了控制TBS粗煤泥分选机产品质量的途径, 更适应南方煤质变化大的原煤。通过对溢流堰高度进行多次探索, 寻找最佳高度。不同的溢流堰高度时TBS溢流测试结果见表3。
由表3可以看出, 随着溢流堰高度的降低, TBS溢流中大于0.5 mm级含量也随之增加, 底流灰分随之增加, 但是当溢流堰降低140 mm后, 粗精煤灰分高达18.37%, 灰分偏高;在溢流堰降低120 mm时, 大于0.5级含量达到21.76%, 底流灰分达68.74%, 粗精煤灰分10.89%, 分选效果最佳。
将TBS溢流堰调整为低于原溢流堰高度120mm后, 精煤溢流排放量增加, TBS底流灰分大幅度增加。表4是TBS改造后溢流及底流小筛分试验结果。
由表4可以看出, 精煤中大于0.5 mm级粗颗粒含量明显增加, 占溢流的17.13%, 灰分为7.54%, 说明低灰的粗颗粒得到了较好地回收, 精煤产率大幅提升, 且底流灰分高达68.74%左右, TBS分选效果得到明显改善。
4.2 粗煤泥降灰提质
降低溢流堰高度后, TBS溢流量明显增加, 同时高灰细泥物也在上升水流作用下成为溢流产品。通过以上分析, 为降低溢流精煤灰分, 必须脱除TBS溢流中的高灰细泥物。为此, 对精煤弧形筛进行了改造:首先在329/330号振动弧形筛上分别增加一排喷水管, 通过喷淋强化物料透筛, 脱除高灰细泥;其次将振动弧形筛的筛板换成筛条棱角更加尖锐的筛板, 以增加物料通过时的阻力, 提高透筛效果, 从而有利于末精煤的脱水和脱泥。
脱泥筛改造前后筛上物小筛分试验结果见表5。从表5可以看出, 329/330号筛上物 (精煤) 中小于0.25 mm粒级含量 (髙灰细粒) 从改造前的46%左右降低为改造后的20%, 其灰分也从改造前的21%左右降低到改造后13.68%左右。经过精煤泥离心机强化脱水和脱泥, 最终末精煤灰分从原来的15%降低到11%左右, 具有明显的降灰提质效果。
4.3 TBS改造后操作制度的探索
为了进一步提高TBS干扰床的分选精度, 同时稳定TBS的分选效果, 根据煤质情况和不同的生产组织, 在保证产品质量的前提下, 对TBS的操作参数进行了探索。经过一段时间的生产, 发现TBS水量在160~170 t/h、分选密度为1.55kg/L时, 末精煤质量以及生产管理都能取得较好的效果。改造后在固定操作参数条件下, TBS底流分级小浮沉试验结果见表6。由表6可以看出, TBS水量在160~170 t/h、分选密度1.55kg/L时, 底流灰分为70%左右。大于0.5 mm粒级中小于1.5 kg/L含量为9%左右, 灰分为13%左右;0.25~0.5 mm粒级中小于1.5 kg/L的含量为0.3%左右, 灰分为7%左右。TBS底流中可回收的轻产物已经很少, 有时0.25~0.5 mm粒级中小于1.5 kg/L的含量为0。因此该TBS的操作参数有利于提高TBS干扰床的分选精度, 应作为工艺纪律下发洗煤车间执行。
5 改造取得的效果
5.1 TBS溢流末精煤产率增加
自2013年6月TBS干扰床改造后, TBS溢流量明显增加, 改造前后TBS溢流小筛分试验对比见表7。由表7可以看出, 溢流中大于0.5 mm级含量增加了30%左右, 溢流末精煤产率也增加约3%, 并且溢流灰分降低, 说明改造效果明显。
5.2 TBS溢流降灰明显
通过在329/330号振动弧形筛上分别增加一排喷水管;并将振动弧形筛的筛板换成筛条棱角更加尖锐的筛板, 强化末精煤的脱水和脱泥。小筛分试验 (见表7) 表明, 329/330号筛上物 (精煤) 中小于0.25 mm粒级含量 (髙灰细粒) 降低了25%左右, 灰分降低了7%左右, 降灰提质效果明显。
5.3 TBS底流损失明显降低
改造前后TBS底流分级小浮沉试验对比见表8。由表8可以看出, TBS底流灰分从原来的40%左右上升到70%左右, 提高了30个百分点;大于0.25 mm粒度级中小于1.5 kg/L含量从原来的38%左右降低到9%左右, 降低了约29个百分点。试验表明, TBS底流中小于1.5 kg/L密度级损失率显著降低。
多次试验和统计数据表明, 采用优化后的粗煤泥分选工艺, 末精煤产率明显提高。同时, 通过强化粗煤泥降灰措施, 也有效提高了精煤产品质量。
6 经济效益
整个改造主要是在原有设备的基础上进行, 没有另外增加设备, 只是在原有设备上进行切割以及自行加工少量管道部件, 故投入较少。
通过资料分析, 总精煤产率平均提高了0.7%左右, 按年入洗180万t计算, 每年约增加精煤量1.26万t, 精煤与中煤的差价为450元/t左右, 每年可增加销售收入约567万元。
7 结语