重介质分选系统（精选7篇）
重介质分选系统 篇1
哈拉沟选煤厂是隶属于神华神东煤炭集团的大型矿井选煤厂, 处理能力14.0 Mt/a。现有生产系统:200～13 mm粒级块煤经3 mm脱泥后采用重介质浅槽主再选工艺分选;小于13 mm粒级末原煤经1.5 mm脱泥后由Φ1 400的大直径有压两产品重介质旋流器分选;小于1.5 mm粒级煤泥经旋流器分级后, 1.5～0.2 mm粒级粗煤泥由煤泥离心机脱水;小于0.2 mm粒级细煤泥由加压过滤机脱水回收。正常生产时, 主要产品有小于50 mm粒级特低灰精煤、混煤 (再洗中煤、筛下末煤、粗细煤泥的混合物) 和矸石 (汽车排弃) 。系统运行过程中, 由于重介质悬浮液自动控制系统调节不灵活, 影响了块煤系统的生产指标, 为此, 选煤厂对该系统进行了优化改造, 确保了洗选系统工艺参数的稳定, 保证了精煤质量的稳步提升。
1 重介质自动控制系统运行情况
哈拉沟选煤厂块煤重介质系统工艺流程见图1。从图中可以看出, 该系统比较复杂, 由于设计有矸石再洗系统, 因此在运行过程中, 重介质悬浮液密度及液位检测与自动控制系统的运行方式更加灵活, 系统运行相对稳定。
1.1 悬浮液密度检测
哈拉沟选煤厂块煤系统所使用的密度计为γ 射线密度计。该密度计主要由γ 射线发射源、γ 射线接收器两部分组成 (见图2) 。发射源用铅封装着137 Cs放射源, 安装于悬浮液管路的一侧, 接收器安装于另一侧。其工作原理为:从发射源发出的γ射线粒子一部分穿透悬浮液及其管壁, 到达接收器的电离室, 另一部分则被悬浮液和管壁吸收;保持恒温的电离室内装有一对200VDC 电极, γ射线进入电离室后对室内充有的特殊气体进行电离, 产生一个信号;此信号经过现场仪表分析运算后作为密度值, 再转换为4 ～20 mA信号传输至PLC[1]。
1.2 悬浮液液位检测
哈拉沟选煤厂块煤系统所使用的液位计型号为IDP10-AF1C01F, 该液位计由桶内的压力探头、桶外变送器及液位显示装置构成, 可现场显示桶内液位值。其工作原理为, 随着桶内液位的变化, 作用于桶内的压力膜盒所受压力也随之变化, 感应出不同的压力信号, 该信号通过变送器产生一个4～20 mA信号, 传输给PLC模块, 经过运算后显示出压力值。
1.3 悬浮液分流装置
哈拉沟选煤厂块煤系统合格介质分流过程主要通过分流箱实现。该分流箱主要由合格介质入料管、分流挡板、驱动装置及分流管道四部分组成。其工作原理为, 当合格介质系统需要分流时, 驱动装置推动分流箱内的分流挡板运动, 通过挡板位置的变化改变合格介质的出料方向, 从而实现分流。分流箱结构示意图见图3。
哈拉沟选煤厂块煤系统共有介质分流箱五个:2个主洗块煤系统合格介质分流箱, 1个稀介质磁选机精矿分流箱, 1个加介磁选机精矿分流箱, 1个再洗系统合格介质分流箱。
1.4 悬浮液密度、液位的自动控制
悬浮液密度、液位的自动控制可通过分流、补水、补加介质来完成。首先必须设定能够维持重介质浅槽系统正常运行的最低液位值, 以此值作为分流过程的终止点;其次必须设定最高密度值, 即运行密度标准, 以此值作为补加介质过程的终止点。主要方法为:
(1) 当液位值高于设定值, 密度值低于设定值时, 先进行分流操作, 待液位值达到设定值后, 停止分流;随后补加介质, 直至密度值达到设定值, 停止加介。
(2) 当液位值低于设定值, 密度值高于设定值时, 先进行补水操作, 当密度值达到设定值后, 停止补水;若液位仍低于设定值, 则补加介质。
(3) 当液位值、密度值均高于设定值时, 根据液位量进行分流操作。通过调整磁选机精矿分流箱, 将合格介质分流至再洗合格介质桶, 以保证主洗合格介质系统工艺参数达标。
(4) 当液位值、密度值均低于设定值时, 进行补加介质操作, 直至系统工艺参数达标。
由于系统内设计有再洗合格介质分流箱及稀介质磁选机精矿分流箱, 因此液位、密度自动调整系统相对灵活, 使得系统工艺参数调整更加快速、高效。
2 介质系统存在的问题
2.1 介质补加能力不足
哈拉沟选煤厂补加介质过程较为复杂。介质粉与水的高密度混合物由离心泵给入加介磁选机, 经磁选后的精矿, 即高密度悬浮液通过精矿分流箱选择性地进入目标系统。本厂采用的磁选机最大处理能力为112 m3/h, 与生产系统悬浮液的使用量相比, 该磁选机介质处理能力较低。当系统初始密度较低, 需要大幅提升系统悬浮液密度时, 无法满足生产需求。
2.2 补水点不合理
设计之初, 合格介质桶的补水点设置在合格介质泵的泵前管道上。当合格介质桶密度高于设定值需要补水时, 自动补水阀随即打开, 向泵前入料管道内补水, 此时, 补加的清水与悬浮液并未完全混合, 当此部分悬浮液经过密度计时, 所检测的瞬间数值可能低于理想状态下的悬浮液密度值, 从而导致补水过程终止。当补加的清水在系统内与原有悬浮液充分混合后, 密度值可能仍高于设定值。
3 优化改造
针对生产过程中出现的问题, 哈拉沟选煤厂对块煤悬浮液自动控制系统进行了一系列改造, 实现了该系统的高效平稳运行。
3.1 增设浓介质桶
考虑到介质系统补加介质能力问题, 在系统内安装浓介质桶。在介质系统密度、液位均达到生产标准时, 加介磁选机仍处于运行状态, 其精矿进入浓介质桶进行存储, 并在浓介质桶下方鼓风搅拌, 防止介质板结。当需要向介质系统内补加介质时, 浓介质桶下方阀门自动打开, 预先存储的合格介质通过分流箱补加入目标系统。改造后大幅提高了悬浮液密度的提升速度, 从而保证了精煤质量的稳定。
3.2 补水点改造
将原有合格介质泵泵前的管道补水点改至合格介质桶上方。当合格介质桶密度高于设定值, 需要补加清水时, 补水阀自动打开, 补加清水伴随脱介筛下回流的介质同时进入合格介质桶, 形成一定的混合搅拌作用。此部分介质经合格介质泵进入管道后, 密度计所检测出的密度值将更趋近真实值。经过改造, 系统的补水量得到有效控制, 工艺参数更加真实。
4 结 语
哈拉沟选煤厂通过优化改造, 提升了悬浮液密度及液位检测与自动控制系统的运行效率, 保证了块煤介质系统工艺参数的稳定, 保证了重介质浅槽分选系统的精煤质量。
参考文献
[1]任晓迪, 朱艳军.安太堡选煤厂重介悬浮液密度及液位检测与自动控制系统应用实践[J].选煤技术, 2012 (2) :64-68.
[2]陈雷宏.望峰岗选煤厂煤泥重介质分选系统改造及工艺分析[J].煤炭加工与综合利用, 2012 (1) :9-12.
[3]赵树彦.高效简化重介质选煤技术的发展[J].煤炭加工与综合利用, 2007 (5) :9-12.
重介质分选系统 篇2
重介质分选槽 (浅槽) 为重介质分选设备, 单机为两产品分选机, 可用于分选原煤、矿石 (矿渣) 等, 其分选粒度为13～150mm, 处理能力高达500t/h以上。重介质分选机是根据阿基米得原理, 将被分选原煤在一定密度的悬浮液中按密度差异进行分层和分离的设备。其工艺过程是:经预先筛分后的原煤 (一般大于13mm或6mm) 进入充满重介质悬浮液的槽体中进行分选。悬浮液的密度自动调节, 密度小于悬浮液的物料 (精煤) 浮至液面, 在水平流的作用下, 随排料口的溢流排出;密度大于悬浮液的物料 (矸石和高灰分煤) 沉至槽底, 由排矸刮板从排料口排出, 从而得到两种不同密度的产品。重介浅槽分选机主要包括槽体、排矸装置、漏斗等。槽体上设有重介质入口、原煤入口、精煤出口、矸石出口。该机具有结构紧凑、分选精度高、占地面积小、操作方便等优点, 用于大型选煤厂的块煤排矸, 可代替人工手动选矸, 消除繁重的体力劳动;与重介旋流器配合在大型选煤厂用于洗选大粒度级煤炭, 可弥补重介旋流器只选小粒度级煤炭的不足。与重介选煤工艺配合, 提前预选矸, 可提高系统的处理能力, 减少系统磨损, 增加系统寿命, 使系统指标易于控制和稳定。W16F54型重介质分选槽 (浅槽) 是我厂在高定位技改时安装的, 在这一段时间的使用过程中, 浅槽出现了一些故障。我们对故障进行了总结、分析, 同时制定了相应的处理方法。为了便于今后的检修工作, 减轻工人的劳动强度, 降低设备成本, 对一些零件的结构又进行了设计、改进, 如轴承等。
1重介质分选槽故障分析及处理
运转的设备难免会发生一些故障, 为了能够更好的生产, 我们就要对故障进行快速的应急处理, 采取合理的处理方法, 减少事故的影响时间。本人对浅槽的故障及处理方法做简单的总结, 如下: (1) 开车或开车运转过程中, 皮带打滑。可能分选槽底、刮板有异物卡压;刮板刮底板耐磨衬板;刮板链与滑道啮合不好;停车检修。开车前要加强设备的检查, 开车过程中要加强对设备的巡视工作, 发现故障, 及时处理, 以免事故的恶化。 (2) 电机损坏:电机烧毁, 更换。应当定期对电机检修, 定期对电机轴承加油, 保证使用电压稳定, 加强供电保护。 (3) 减速机损坏:减速机打开检查, 修理。减速机应定期进行检修, 轴承定期加油, 轴承损坏需及时更换;机箱内要按时加油、换油, 保证油量充足, 油质清洁;传动齿轮磨损严重, 要及时更换。 (4) 轴承过热:轴承过热有以下几种可能:油质不良, 换油;油量不足, 向轴承内注油;轴承过渡磨损, 修理、更换;轴瓦过紧, 进行调整;供油管堵塞, 检修或更换。 (5) 头轮组、随动轮组、尾轮组、滑道磨损。磨损严重, 应及时更换。使用的介质是磁铁矿, 对设备的磨损比较严重。在生产的过程中司机应加强巡视, 同时, 机电工应加强对设备的检修工作。 (6) 刮板链断裂:刮板链磨损严重, 应定期检查, 及时更换;刮板链过松, 垂度过大, 刮横梁, 导致链条疲劳断裂, 应调节链条松紧;刮板链与滑道啮合不好, 链条拉断, 检查滑道、链条有无变形, 同时调节链条松紧;刮板刮底板耐磨衬板, 将底板与耐磨衬板联接的沉头螺栓拧紧, 如若衬板磨损严重, 应及时更换;还有可能是刮板链本身质量有问题, 做备件时要选择好厂家进货。 (7) 刮板链错牙走斜及刮板弯曲:松开尾部螺旋拉紧装置, 调整后再拉紧, 并要保证两侧刮板链张紧度一致;对于弯曲的刮板应及时更换。 (8) 大块异物卡堵刮板:停车, 取出异物后再开车。 (9) 箱体漏:应及时处理, 否则将耗费磁介质, 影响分选效果;同时影响厂房清洁。
为了减少事故的发生, 应该加强对设备日常的巡视检查工作, 每日对刮板螺栓正常检查、紧固;新更换的传动轮片应进行螺栓防松处理, 进行正常的紧固, 防止因轮片松, 导致链条拉断事故;做好计划性检修工作, 掌握各个零件的更换周期, 及时对磨损严重的、到周期的零件进行更换。
2零件结构改进的探讨
通过对零件结构的设计、改进, 提高了工作效率, 降低了故障率, 方便了检修, 减轻了工人的劳动强度。
2.1螺旋拉紧装置改进尾部的螺旋拉紧装置, 利用它可以调节链条的松紧度, 使设备运转达到最佳状态;可以更方便的进行锚链、刮板的检修、更换。但是W16F54型重介质分选槽的螺旋拉紧装置存在不合理之处, 此装置采用螺杆配合螺帽来传动, 螺杆是小螺距细牙螺纹, 在实际使用中费时费力, 而且细牙也容易损伤, 给检修工作带来了较大的劳动量, 同时增加了检修时间。我们对这个结构进行了改进, 把小螺距细牙螺纹的螺杆螺帽改成大螺距的单线梯形螺纹的螺杆螺帽。这样就大大减少了工人的劳动量, 同时也为我们的检修工作赢得了更多的时间。
2.2齿轮轴承改进W16F54型重介质分选槽的齿轮轴承为滚动轴承。由于滚动轴承与轴的配合是过盈配合, 所以配合力大, 这就使得轴承的拆卸比较困难, 拆卸时间较长, 也有可能在拆卸过程中损坏轴承和其他零件。为此, 我们设计了轴承专用拆卸工具, 其工作原理如图1所示。两个丝杠将前、后挡板连接在一起, 轴承和千斤顶位于两个挡板的中心线上, 在千斤顶力的作用下, 轴和轴承渐渐脱离。该轴承拆卸专用工具的使用, 使得轴承得到了很好的拆卸, 节省了轴承拆卸的时间, 同时也减轻了工人的劳动强度, 保证了设备的正常检修。为了更方便的检修、更换轴承, 我们尝试对轴承进行改进, 将原来的滚动轴承改为剖分式滑动轴承。改后的剖分式滑动轴承, 比滚动轴承更容易拆卸。我们改进的轴承结构为上、下轴瓦, 当下轴瓦磨损严重时, 可以将上、下轴瓦对调使用, 即降低了成本, 又减少了更换的时间。同时, 费用降至原费用的1/3。由于W16F54型重介质分选槽是国外的设备, 各零件的尺寸均为英制, 使得零件的互换性降低, 备备件的时间增长, 同时, 各零件的成本也较高。因此我们自行设计了齿轮、链条、刮板, 在本厂内厂进行加工, 或在国内的厂家加工, 还尝试将减速机也更换为国产。这样就降低了设备成本, 缩短了供货时间, 更有利于我们的检修工作。
3结论及建议
通过对分选槽的结构改进, 提高了工作效率, 降低了故障率, 产品质量得到较好的控制。在生产的过程中, 我们应该对每一台设备的检修工作不断的进行总结、完善, 保证设备的正常运转, 生产的连续运行。对于上面讲到的备件的国产化, 现已经在国内各大企业进行研制, 有的已经投入到了正常的使用当中。
摘要：总结和分析了W16F54型彼得斯重介质分选槽的故障, 并制定了相应的处理方法。通过对零件结构的设计、改进, 提高了工作效率, 降低了故障率, 方便了检修, 减轻了工人的劳动强度。
关键词：重介质分选槽 (浅槽) ,故障,处理
参考文献
[1]所燕武, 刘建新, 吾付德.MZC-16型浅槽重介质分选机的改进[J].选煤技术.2005 (8) :27～28.
重介质分选系统 篇3
关键词：重介质,旋流器,分选效果
0 引言
重力分选过程是在一定的介质中进行, 若分选介质的密度大于1g/cm3时, 这种介质即为重介质, 煤在该介质中分选即重介质选煤。重介质选煤具有分选效率高、分选精度高、密度调节范围宽、适应性强、分选粒度范围广、生产过程容易实现自动化等特点, 适于难选煤和极难选煤, 而得到广泛应用。
1 重介质旋流器选煤原理与特性
重介质旋流器是一种结构简单, 无运动部件和分选效率高的选煤设备。由于旋流器本身无运动部件, 因而其分选过程完全是靠自身的结构参数与外部操作参数的灵活配合来实现最佳分选精度, 这是旋流器选煤与其它选煤方法截然不同的突出特征。在重介质旋流器分选过程中, 物料和悬浮液以一定压力沿切线方向给入旋流器, 形成强有力的旋涡流;液流从入料口开始沿旋流器内壁形成一个下降的外螺旋流;在旋流器轴心附近形成一股上升的内螺旋流;由于内螺旋流具有负压而吸入空气, 在旋流器轴心形成空气柱;入料中的精煤随内螺旋流向上, 从溢流口排出, 矸石随外螺旋流向下, 从底流口排出。空气柱的形成机理为:由于底流管和溢流管直接与大气连通, 进入旋流器的两相流以强烈的螺线涡运动, 当切线速度增大到临界速度时, 旋流器各出口产生一定的阻力, 形成内部的旋转流场, 引起轴向负压, 空气由溢流管和底流管进入旋流器, 在轴向负压驱动和流体对流传输的共同作用下逐渐发展成为贯通的空气柱。当颗粒密度大于悬浮液密度时, 颗粒在悬浮液中半径为r处所受合力为正值, 颗粒被甩向外螺旋流;否则, 颗粒被甩向内螺旋流;从而把密度大于介质的颗粒和密度小于介质的颗粒分开。在旋流器中, 离心力比重力大几倍到几十倍, 因而大大加快了分选速度, 并改善了分选效果。
重介质旋流器选煤特性显著。其旋流器结构多样化, 按其分选产品数分为两产品重介质旋流器、三产品重介质旋流器等;按分选物料的给入方式可分为有压和无压两类。另外, 其选煤工艺多样化, 即针对不同的原料煤特点和产品结构需求, 灵活地将原料煤脱泥、煤泥重介、浮选、粗煤泥回收等工艺与重介质旋流器工艺进行组合, 以取得低投入高产出的效果。由于重介质旋流器选煤的特点, 其适用范围非常广泛, 可适应各煤种、不同可选性的煤质条件。尤其对其它选煤方法难以精选的难选、极难选煤、煤泥含量大的末煤, 能达到精确分选的效果。
2 重介质旋流器分选效果的影响因素
影响重介质旋流器分选精度的因素可分为两大类:其一是由实际工艺条件及分选设备本身所决定的生产中不易变动的因素, 如入料煤质特征、旋流器入料口的形状、直径等结构参数等;其二是一定程度上可以调整的因素, 比如入口压力、矿浆入料量、入料方式等。
2.1 入料煤质特性
重介质旋流器是一个封闭的、相对容积很小的分选容器。对于两产品旋流器, 有一个入口两个出口, 其进入和排出的瞬间体积流量相等。底流口和溢流口排量的分配, 在一定的条件下是基本固定的, 但当入选原煤的密度组成发生变化时, 例如高密度物含量增加, 那么要求底流固体排出量增加, 溢流固体排出量相对减少, 但底流口的排放能力有限, 因而会将一部分中等密度的煤颗粒和重介质挤向溢流口排出, 使实际分选密度升高。因此, 入选原煤密度组成的变化会引起旋流器分选密度的波动, 结果必定降低综合分选效率。
2.2 旋流器的结构参数
重介质旋流器直径的选择应该符合处理能力的要求, 对应于某一个最低的矿浆体积通过量, 应满足分选离心力的要求, 使要分离的重产物从底流口排出。值得注意的是, 选择直径较大的旋流器虽然可以改善分选效率, 但却可能造成浪费。旋流器圆筒段的高度增大, 旋流器的总容积和总长度都增加, 在一定范围内对分选有利。过短会增加入料短路进人溢流的几率, 影响轻产物质量。底流口直径与入料中重产物 (砰石或中煤) 的比例有关。增大底流口。在相同条件下会降低实际分选密度, 精煤产率相应降低。底流口减小则会相应提高实际分选密度。溢流口直径通常与底流口直径保持一定比例关系。在其他条件不变的情况下, 溢流口直径缩小会降低实际分选密度, 使部分原本应进入溢流的轻颗粒从底流口排出。入料口的形式和直径对分选有重要影响。目前多数重介质旋流器采用螺旋线或渐开线入口, 入料口尺寸增大, 若超过旋流器的处理能力 (特别是重产物排出能力) , 分选效率会受到损失;人料口尺寸减小, 则会降低入料粒度上限。
2.3 重介质悬浮液的稳定性
保持重介悬浮液的质量和稳定性对重介质分选系统的正常运行至关重要。重悬浮液在旋流器内的浓缩对分选效率影响很大, 磁铁矿粉粒度较粗时会发生过分的浓缩。为保持良好的分选, 介质的浓缩度愈小愈好。在实际生产中, 除了避免使用太粗的磁铁矿粉, 并使循环介质中保持一定量的煤泥外, 有时还可以往介质中添加少量粘土或一些天然的或人工合成的稳定剂。
2.4 循环介质量
重介质旋流器的容积很小, 重介质和煤在其中的停留时间基本相同, 只不过数秒钟的时间。为保证有效分选所必需的液固比, 重介质旋流器的循环介质量相对较大。不同粒度和密度的原煤, 循环介质量一般在吨原煤3~5倍, 对于三产品重介质旋流器而言, 循环介质量有时还可能超出此上限。重介质旋流器的分选效率受液固比的影响较大。
4.2.3 工程周例会
固定工程周例会时间, 工程科与建设单位 (个别时候设计单位也参加) 共同参与, 会议上对一个星期的工程进度进行通报, 并沟通解决施工中存在的问题, 通过这样的碰头会, 一方面加大了与建设单位的沟通力度;另一方面能现场有效率的解决施工中遇到的问题。
4.2.4 工程纠偏
通过现场检查与每月报表的提交情况, 月末对本月工程计划执行情况进行清查, 因为非我方原因不能按计划竣工的及时填写《工程延期单》。
4.3 工程完工
将和建设单位确认的进度偏差分析表报工程技术部;所有计划工程中, 所有延期工程均附有《工程延期单》。每月月末提报报表情况, 按要求开展实施, 工程技术部将提报的报表整理归档。
参考文献
[1]汪晓秋.选煤总厂无压三产品重介质旋流器入料方式的改进[J].江西煤炭科技, 2010 (1) .
[2]张力强.大型多供介三产品重介质旋流器的理论研究[J]选煤技术, 2008 (4) .
重介质分选系统 篇4
1 煤质分析
滕图选煤厂近期主要入洗原煤煤质资料见表1 和表2。从表1 可以看出,0. 5 ~ 0. 3 mm粒级为主导粒级,占原生煤泥总量的51. 62% ,占全样的12. 76% ,其最终灰分高低将对精煤产品的数质量有较大影响。
从表2 可以看出,1 ~ 0. 3 mm粒级灰分为27. 96% ,高于原煤灰分,若不进行分选或分选效果不明显直接掺入精煤产品将会导致精煤产品灰分升高。而且小于1. 6 kg/L密度级占本级49. 32% ,灰分为10. 24% ; 大于1. 80 kg / L密度级占本级29. 08% ,灰分为58. 81% ; 中间密度级含量相对较少,仅占本级21. 6% ,因此便于分选。
注: 原生煤泥占原煤总量的24. 72% 。
根据现场经验,由于旋流器自身结构影响,大直径旋流器对粗煤泥的分选效果不太明显。旋流器半径r与重介质切向速度VT存在以下关系:VTrn= 常数,即切向速度随半径的增大而减小,而旋流力场又与切线速度的平方成正比,因此大直径旋流器的旋流力场随半径增大而减小,造成对细粒级物料的分选效果下降。重介质旋流器的分选下限与入料压力、旋流器结构等因素有关,目前,其有效分选下限为0. 5 mm[2]。
滕图选煤厂选用的是3NWX1100 /780A型无压三产品重介质旋流器,直径较大,对小于0. 5mm粒级的分选作用有限。据煤质资料及经验数据,若不经其他设备分选,大于0. 5 mm粒级粗精煤泥灰分有时可以达到18% 。若直接掺入重选精煤,则精煤背灰严重,不符合最大产率原则,经济效益损失严重[3],因此粗煤泥灰分过高问题亟须解决。
2 工艺流程制定
一般粗煤泥采用的处理方式包括: 煤泥重介质分选、粗煤泥返回主选系统分选、螺旋分选机分选、水介质旋流器分选和TBS分选[4]。
煤泥重介质系统入料为精煤弧形筛分流。由于该选煤厂煤质波动大,需要对煤泥重介质旋流器进行频繁调节。煤泥重介质需要全部进入磁选机,导致介耗大大增加。而且煤泥重介质系统需要增加一台旋流器泵,使电耗大大增加。
若使粗煤泥返回主选系统再选,由于大直径旋流器自身的特点决定了对粗煤泥的分选效果较差,返回主选系统后分选效果低的问题仍然得不到彻底解决。
螺旋分选机分选工艺无运动部件,无需动力,也无风、水、介质等辅助材料,但由于分选精度低,分选密度高,处理能力小,对煤质波动适应性差,一般可用于粗煤泥的粗选,不能用于该厂粗煤泥的低密度分选。
TBS干扰床分选机是一种利用上升水流在槽体内产生紊流形成干扰沉降的分选设备。由于颗粒的密度不同,其干扰沉降速度存在差异,从而为分选提供了依据。沉降速度大于上升水流速度的颗粒进入干扰床槽体下部,形成由悬浮颗粒组成的流化床层,即自生介质干扰床层。入料中密度小于干扰床层平均密度的颗粒将浮起进入溢流,通过溢流堰排出,成为轻产物。密度大于干扰床层平均密度的颗粒穿透床层进入底流,通过底流排料口排出,成为重产物[5]。
TBS作为一种新型粗煤泥分选系统,本身无运动部件,动力消耗少,无需介质,只需上冲水形成稳定床层进行分选[1]。在粒度上下限比例为1∶ 4 时,分选效果较好,最佳分选粒度范围是1~ 0. 25 mm。TBS用水量少( 10 ~ 20 m3/ ( m2·h)工作面积) ,能实现低密度( 1. 4 kg /L) 分选,其可能偏差Ep值可达0. 12 kg /L。在永煤集团城郊选煤厂等几座选煤厂的使用效果良好,因此本厂确定选用TBS作为粗煤泥的分选设备。
经过对比分析煤质资料、各种粗煤泥处理方式以及本厂原煤煤质波动情况,制定了图1 所示的粗煤泥处理工艺流程。
工艺一: 当粗精煤泥灰分与精煤产品灰分相差不大时,则粗精煤泥直接经过振动弧形筛、煤泥离心机脱水掺入精煤产品。
工艺二: 当粗精煤泥灰分高于精煤产品灰分较多时,精煤磁选尾矿经水力旋流器浓缩分级,底流进入TBS分选,TBS溢流经振动弧形筛、煤泥离心机脱水后掺入精煤产品。
是否采用TBS分选机分选粗煤泥与入洗原煤粒度、灰分特性以及用户对精煤产品灰分的要求密切相关。这就要求工艺系统中水力旋流器底流流向便于切换。在水力旋流器的底流管道上设置三通,且在分出的两条管道上各安装一个电液动闸阀。当粗煤泥需要进TBS分选时,首先打开去TBS的闸阀,然后关闭去振动弧形筛的闸阀,使物料进入TBS分选。溢流进入振动弧形筛、煤泥离心机脱水,底流进入高频筛脱水。当粗煤泥无需分选时,打开去振动弧形筛的闸阀,关闭去TBS的闸阀,物料直接通过振动弧形筛、煤泥离心机脱水。
3 工艺效果
为增加脱介效果,降低介耗,脱介筛筛缝选为1 mm,因此磁选尾矿粒度上限为1 mm。经过水力旋流器浓缩后,旋流器底流浓度达到适合TBS入料的浓度要求,约60% ~ 70% ,水力分级粒度为0. 3 mm,1 ~ 0. 3 mm物料进入TBS。
通过现场对TBS入料及出料的检验,结果显示分选达到了预期效果。表3 为TBS分选效果的检测结果。
从表3 可以看出,经过TBS分选后溢流物料灰分达到11. 64% 。若矸石存在泥化现象,溢流物料经过振动弧形筛脱水后会脱去部分高灰细泥,灰分继续下降1% ~ 2% ,使得溢流产品灰分与重选精煤灰分相近,消除了重选精煤背灰现象,符合最大产率原则,提高了精煤产率。
4 结语
利用TBS及振动弧形筛、煤泥离心机分选处理粗煤泥的工艺流程,在滕图选煤厂取得了良好的效果。分选后粗精煤泥的灰分、水分达到了精煤产品的要求,可掺入精煤产品,提高了精煤产率,消除了重选精煤背灰严重的问题,具有良好的经济效益及社会效益。
参考文献
[1]赵良兴.孟南庄选煤厂工艺制定及生产实践[J].洁净煤技术,2011,17(3):12-15.
[2]谢广元.选矿学[M].徐州:中国矿业大学出版社,2011.
[3]路迈西.选煤厂技术管理[M].徐州:中国矿业大学出版社,2008.
[4]齐正义.粗煤泥分选工艺分析[J].选煤技术,2008(2):46-48.
重介质分选系统 篇5
关键词：三产品重介质旋流器,动力煤,分选,粒级,工艺效果
随着三产品重介质旋流器在我国的推广,目前重介质选煤工艺已成为主导选煤工艺,加速了我国选煤技术的发展。目前我国已成为世界选煤第一大国。
三产品重介质旋流器的重要特点之一是能够以单一低密度悬浮液分选出高密度的纯矸石,减少了宝贵的煤炭资源损失。其分选原理是合格悬浮液以一定压力进入第一段旋流器后,在离心力作用下,密度为1 kg/L的水趋向于内旋流,大部分随轻产物(精煤)排出,与此同时粒度较粗的磁铁粉则随重产物进入第二段旋流器,使得悬浮液密度增高,并且旋流器圆锥部分也对其起到浓缩作用(见图1)。由此,三产品重介质旋流器选煤工艺舍弃了高密度悬浮液系统,节省了动力消耗、基建投资和营运费用。
三产品重介质旋流器分选炼焦煤工艺已是成熟、先进的工艺技术,在分选动力煤领域也有广阔的应用前景。在不变更旋流器工作压力和结构参数的条件下,只要将其第一段轻产物(炼焦精煤)和第二段轻产物(中煤)合并在一起就能够分选出动力精煤和高密度纯矸石(见图2)。还需指出的是,其他重介质选煤设备难于分选出高灰分纯矸石,原因是高密度悬浮液的稳定性不易控制。
鉴于当前三产品重介质旋流器在动力煤分选领域尚未普遍推广,生产试验资料较少,为便于选煤厂建设的可行性论证和设计时准确可靠地进行选煤工艺数质量计算,笔者以三产品重介质旋流器分选炼焦煤的生产试验数据为基础,进行简便计算,即可较好地预测动力煤分选的工艺效果。
1 分选炼焦煤的生产试验数据
以老屋基选煤厂3GDMC1400/1000 AI型无压给料三产品重介质旋流器分选炼焦煤的单机生产试验为案例,列出50～0.5 mm综合粒级分选结果,见表1。
首先,要验证这些资料是否可靠。根据GB/T15715-1995《煤用重选设备工艺性能评定方法》所规定的数据检验,求得计算入料和实际入料各密度级产率的方差(见表2)。
计算入料和实际入料各密度级的均方差计算式如下:
undefined
式中:N——浮沉试验时的密度级数,取N=10;
M——分选产品数,取M=3。
则:undefined。
当重介分选均方差小于1.4时,国标认为数据有效,可靠可信,能予引用。
根据表1中的原料煤密度组成,绘制可选性曲线(见图3),由图表可知:
(1)原料煤的灰分为27.44%,其中大于2.00 kg/L的矸石产率为22.82%;
(2)小于1.40 kg/L低密度级产率较多,当动力精煤灰分为10.15%时,其理论精煤产率为75.62%。
(3)虽然1.40～1.80 kg/L中间密度级产率为11.95%。当理论分选炼焦精煤的密度为1.436 kg/L时,±0.1含量(扣矸)高达26.20%,按照GB/T16471-1996《煤炭可选性评定方法》标准,判定其可选性为较难选煤;而当理论分选动力精煤的分选密度为1.789 kg/L时,±0.1含量(扣矸)仅为2.29%,其可选性为易选煤。
该厂分选炼焦精煤的指标见表3,从中可知重介质旋流器工艺分选效果是令人满意的。
如此低劣的原料煤,经由旋流器分选后获得了令人满意的分选效果(见表3)。需要指出的是,该厂为保证中煤能达到商品动力煤的发热量指标,调整了第二段旋流器的底流口直径和在线调节器的插入深度,即人为地将实际分选密度控制在1.745 kg/L的水平。
2 模拟三产品重介质旋流器分选动力煤效果
2.1 50～0.5 mm综合粒级分选效果
根据表1数据,将各密度级的精煤产率(第5纵栏)和中煤产率(第8纵栏)相加,即得相应动力精煤产率。将各密度级的精煤灰分(第6纵栏)和中煤灰分(第9纵栏)进行加权平均运算,即得相应动力精煤灰分。
矸石的各密度级产率(第11纵栏)与计算入料中相对应的各密度级产率(第15纵栏)的百分比值,即为模拟动力煤分选的分配率。
以上简要计算结果见表4,并以此绘制了分配曲线(见图4)。
由于表4中动力煤相应密度的分配率和表1中第二段旋流器大于1.50 kg/L各密度级的分配率(第18纵栏)非常接近,所以绘制的分配曲线、可能偏差、实际分选密度也近于相等。其原因是动力煤的分配率是各对应密度级矸石的产率与计算入料产率的百分比值,而炼焦煤的第二段分配率是各密度级的矸石产率与第二段入料的相应产率(表1中13栏)的百分比值。对于大于1.50 kg/L的各密度级而言,表1中13栏和15栏的数值差别甚小。
为便于对比,将模拟动力煤分选的各项指标一并列在表3中。
2.2 各粒级的分选密度
对于动力煤选煤厂的设计,必须要有各粒级分选效果的数据,其理由如下:
(1)为了尽可能满足市场需求和增加企业效益,通常要按粒级生产各类动力精煤产品。
(2) 在选煤厂设计中,按粒级分别进行数质量流程计算,有利于工艺设备(如末煤离心机)和输送设备的选型。
(3)重介质旋流器的可能偏差是选煤工艺数质量计算中最为重要的指标,只以综合粒级的Epm值来进行计算过于简单。因为此值是某一特定原料煤按各粒级比例反映出的综合效果。若原料煤粒度组成偏粗或偏细,必然导致实际生产结果与计算指标偏离。
根据试验数据,采用上述综合粒级简要模拟计算方式也可取得各粒级分选效果(见表5)。
3 结 语
采用三产品重介质旋流器分选炼焦煤的试验数据经简便计算,就可以真实地模拟动力煤分选的工艺效果。
根据GB/T15715《煤用重选工艺性能评定方法》,对于重介选煤设备常采用两项指标:
(1)可能偏差——三产品重介质旋流器分选动力煤的可能偏差非常近似于分选炼焦煤第二段的可能偏差。
(2)数量效率——分选动力煤时,分选密度大幅度提高,±0.1含量相应减少,原料煤的可选性得以改善,所以数量效率也随之增大,趋于100%。
重介质分选系统 篇6
1 重介质旋流器工作原理
重介质旋流器分选是目前选煤厂应用最为普遍的一种选煤方法,对于难选煤和极难选煤有较为理想的分选效果[1]。其分选基本原理为阿基米德原理在离心力场中的应用。物料和悬浮液同时沿切线给入旋流器,在旋流器内形成强有力的漩涡流,旋流器中心为具有一定负压的空气柱,沿空气柱周边形成上升的内螺旋流,沿旋流器内壁形成向下的外螺旋流。在离心力的作用下低密度物料进入内螺旋流上升至溢流口,排出成为精矿;高密度物料进入外螺旋流从底流口排出,成为尾矿[2]。
2 工艺流程对比
高阳煤矿选煤厂一期两产品(主再选)和二期三产品重介质旋流器分选工艺流程如图1、图2所示。
从两者工艺流程看:
(1)三产品重介质旋流器是用一种密度的悬浮液一次分选出3种产品[3],其二段悬浮液由一段旋流器浓缩而来,只需一套合格悬浮液系统,而两段两产品工艺则需要配置两种密度的悬浮液才能分选出3种产品,需要两套合格悬浮液系统;
(2)三产品旋流器的一段底流产物是直接进入二段旋流器进行分选,而两段两产品工艺的一段底流产品则需要进行脱介脱水后与二段合格悬浮液混合再进入二段旋流器进行分选。
与两段两产品工艺相比,三产品工艺省掉一个高密度悬浮液制备、循环及回收系统和物料运输系统,前期基建投资少,布置简单紧凑,设备少,易于管理[4,5]。
3 分选效果对比
高阳煤矿选煤厂主要产品为九级冶金焦煤,精煤灰分指标为9%~9.5%,由于粗煤泥分选机精煤灰分较高,因此为了控制最终精煤产品质量,重介精煤灰分需要控制在8.0%~8.5%范围内。为了对比分析两种工艺的分选效果,选取10个月生产数据(表1、表2)进行对比分析。
对比表1、表2数据可以看出,当两种分选工艺的精煤灰分都控制在要求范围之内时:与两段两产品旋流器分选工艺相比,三产品旋流器工艺的中煤损失(小于1.4 g/cm3密度级含量)平均高出1.19个百分点,中煤灰分平均高出3.46个百分点,中煤中大于1.80 g/cm3密度级含量平均高出9.38个百分点,且中煤灰分波动范围比较大,矸石带煤量平均低0.12个百分点。主要原因如下。
(1)三产品旋流器一段分选效果差于主选两产品旋流器,一段底流错配物含量高,导致中煤损失偏高。
(2)当原煤性质发生变化时,三产品旋流器一段分选可以通过调整合格悬浮液密度来控制精煤灰分,但二段分选密度在线不可控,需要靠离线更换不同尺寸底流口或者调整溢流管插入深度来实现,调整较为困难并且滞后,导致中煤指标无法得到精确控制,灰分波动较大,中煤中大于1.8 g/cm3密度级含量偏高[6]。而两段两产品分选工艺则可以通过在线精确调整二段分选密度来适应煤质波动,达到对中煤灰分的高效控制。
4 经济效益对比
为对比两种工艺的经济效益,对两种工艺的电耗和介耗进行了测算对比。两产品主再选工艺的电耗为7.34 k W·h/t,介耗为2.15 kg/t,三产品旋流器分选工艺的电耗为7.13 k W·h/t,介耗为2.00 kg/t,按照年入洗量500万t原煤计算,三产品旋流器分选工艺比两产品主再选工艺每年可节约电耗费用73.5万元,介耗费用75万元。
当块精煤灰分要求为8.5%时,两产品主再选工艺实际块精煤产率为58.76%,中煤产率为10.16%,而三产品旋流器分选工艺块精煤产率为58.65%,中煤产率为10.54%,按照年入洗500万t原煤计算,两产品主再选工艺比三产品旋流器分选工艺每年可增加精煤产品收入161.7万元。而中煤产品收入,三产品旋流器分选工艺比两产品主再选工艺每年多收入99.8万元。综合两者可以得出,两产品主再选工艺比三产品工艺每年可增加产品收入61.9万元。
综合电耗、介耗费用及产品收入可以得出,三产品重介旋流器分选工艺比两产品主再选工艺可以获得更高的经济效益。
5 结论
与两段两产品分选工艺相比,三产品分选工艺具有系统简单、基建投资小、便于管理的优点,缺点是二段密度在线不可控,分选效果比两产品分选工艺差。因此当入洗原煤煤质稳定且对中煤灰分要求不高时,采用三产品重介质旋流器分选工艺可以取得很好的经济效益。如果入洗原煤煤质变化大,客户对产品质量要求较高,则采用两段两产品重介旋流器分选工艺更灵活、精确。对于高阳煤矿选煤厂,由于只入洗本矿生产原煤,原煤性质稳定,中煤产品也能符合客户要求,因此三产品重介旋流器分选工艺更适合高阳煤矿选煤厂,且可获得较高的经济效益。
摘要：从工艺流程、分选效果和经济效益三方面对高阳煤矿选煤厂有压两产品和有压三产品重介质旋流器的分选工艺进行了对比分析。
关键词：选煤厂,重介质旋流器,两产品,三产品,分选效果
参考文献
[1]于宇,赵树彦.大直径有压给料三产品重介质旋流器在动力煤选煤厂的应用研究[J].煤炭加工与综合利用,2011(1):1-5.
[2]谢广元.选矿学[M].徐州:中国矿业大学出版社,2001.
[3]宋晓.全球规格和单机处理能力最大的3DMC1500/1100AP型有压给料三产品重介质旋流器通过技术鉴定[J].煤炭加工与综合利用,2010(6):56.
[4]段丁杰,范肖南.新型有压给料三产品重介质旋流器在顾桥选煤厂的应用[J].煤炭加工与综合利用,2012(2):40-42.
[5]张新民,李振涛.有压大直径两产品重介旋流器的应用探讨[J].煤炭工程,2013,45(11):13-15.
选煤厂重介质自动加药系统设计 篇7
煤炭资源是我国主要的能源, 约占到整个能源结构的70%左右[1]。原煤未经洗选而直接燃烧容易产生碳硫化合物而形成酸雨, 而且原煤直接长距离运输同样增加铁路运输负担。因此, 国家积极倡导和鼓励发展洁净煤技术, 选煤是实现煤炭高效利用的首选方案, 正在起草规划的《煤炭发展“十二五”规划》草稿中, 国家鼓励原煤的全部入洗, 大力发展煤炭的洗选技术[2]。
目前我国选煤的主要工艺有重介质选煤、跳汰选煤、浮选、干法选煤及其他辅助工艺[3]。在洗选8级精煤情况下, 跳汰分选难以选出合格的精煤产品, 而重介质选煤工艺普遍采用磁铁矿粉与水配制的悬浮液, 利用阿基米德原理实现精煤与矸石的分选, 具有较好的效果[4]。由于重介质选煤是一个复杂的分选过程, 因此影响重介质选煤的因素较多, 主要由原煤特性、给煤量、悬浮液密度、悬浮液流量等。本文利用煤泥分选技术、计算机技术、传感器技术, 根据入选煤泥量, 对悬浮液的添加量进行控制, 实现选煤厂重介质分选自动加药。
2 自动加药系统设计
重介质分选工艺涉及到介质密度、悬浮液液位、旋流器入选压力等多种物理参数的监控和显示, 因此为了保障重介质分选生产过程的可靠性、稳定性和精确性, 保证精煤质量及提高精煤产量[5], 本文设计了一种选煤厂重介质自动加药控制系统。
重介质分选自动加药系统主要由传感器、控制器、执行器等仪器设备构成, 形成管理层、控制层、设备层三级控制结构。管理层主要由带组态软件的触摸屏组成, 管理层能够根据传感器测量的参数调整控制参数, 同时也能够提供人机友好的操作界面;控制层主要为西门子PLC控制器, 为控制系统的决策中心, 主要数据存储、逻辑判断、自动运行等任务;而设备层主要由密度计、磁性物质含量计、电动阀、液位计、变频计、执行器以及压力变送器等组成, 主要完成分选工艺参数的感知。
煤泥由入料管直接给入一段旋流器中内旋流, 在离心力作用下颗粒按密度大小沿旋流器中心到器壁进行分层, 小于分选密度的物料向中心聚集, 并随内旋流进入溢流口, 继而流向弧形筛、磁选机等分选设备, 并通过分流箱来控制重介质中的煤泥含量。对于重介质悬浮液, 利用液位计来指示浓介质桶中重介质悬浮液的量, 并利用电动阀来控制添加稀释水的量来控制重介质悬浮液的密度, 同时利用磁性物含量计检测重介质悬浮液磁性物的浓度, 并用于相关煤泥含量的计算。自动加药系统能够对重介质悬浮液的密度、重介质煤泥含量、重介质桶液位以及旋流器压力进行实时检测。
3 结论
针对煤矿选煤厂的重介质加药问题, 本文对重介质自动加药系统控制结构进行设计, 并分析了重介分选工艺和控制流程, 为选煤厂重介质加药自动控制系统研制提供依据。
摘要：煤炭洗选技术对于发展洁净煤具有重要意义, 本文设计了一种选煤厂重介质自动加药控制系统, 分析了加药系统的管理层、控制层、设备层三级控制体系结构, 继而设计了重介质分选工艺及其控制流程。
关键词：选煤厂,重介质分选,自动加药,系统
参考文献
[1]钱鸣高.煤炭的科学开采[J].煤炭学报, 2010, 35 (4) :529-534.
[2]国家发展改革委员会.煤炭工业发展“十二五”规划[R].2012.
[3]张明旭.选煤厂煤泥水处理[M].徐州:中国矿业大学出版社, 2005.
[4]刘文秋, 李海军.渡市选煤厂工艺改造与实践[J].煤炭工程, 2009, 4:19-21.