洗煤厂工艺课件(1).ppt

洗煤工艺基础知识,宝丰能源洗煤厂2010年9月,目录,一、选煤的概念与作用二、中国煤炭分类三、选煤方法的介绍四、宝丰选煤厂洗选工艺五、选煤设备介绍六、评价煤炭可选性的方法七、选煤常用术语,,1、选煤的概念选煤是指将煤和矸石等杂质分离，获得质量不同的产品的过程2、选煤的作用（1）除去原煤中的杂质、矸石，降低灰分和硫分，提高煤炭质量，满足用户需要。（2）把煤质分成不同质量、规格的产品，以便合理利用煤炭，节约能源。（3）在洗选过程中除去矸石，减少无效运输，并为综合利用煤矸石创造条件。（4）煤炭经过洗选可除去大部分灰分和5070的黄铁矿硫，减少燃煤对大气的污染，生产洁净煤炭。,一、选煤的概念与作用,二、中国煤炭分类,1、分类为了合理地开发和利用煤炭资源，必须对煤炭进行科学系统的分类；世界各国对煤炭的分类采用标准不一样。我国煤炭分类采用国家标准GB5751－1986中国煤炭分类它以煤化程度及工艺性能作为分类的标准，将煤炭分为无烟煤、烟煤和褐煤3大类，14小类。A、无烟煤以干燥无灰基挥发分和干燥无灰基氢含量作煤化程度的指标来区分无烟煤的小类，即无烟煤一号、无烟煤二号和无烟煤三号。,B、烟煤采用两个参数来确定类别一个是表征烟煤煤化程度的参数。另一个是表征烟煤粘结性的参数烟煤煤化程度的参数采用挥发分。烟煤粘站性选用粘结指数和胶质层最大厚度或奥亚膨胀度作指标来区分类别。即贫煤、贫瘦煤、瘦煤、焦煤、肥煤、1／3焦煤、气肥煤、气煤、1／2中粘媒、弱粘煤、不粘煤、长焰煤共12类。C、褐煤采用透光率Pm作为为判定煤化程度指标，以区分褐煤和烟煤，并把褐煤划分力褐煤一号和褐煤二号。,煤炭分类表,煤炭分类表,目前国际上以及国内所采用的选煤方法，主要有重介选煤、跳汰选煤、浮选等，下面重点介绍一下重介选煤和浮游选煤。一、重介选煤1、重介质选煤原煤在大于１ｇ／㎝３的不同密度介质（悬浮液）中，按密度差异进行的分选的过程，叫重介质选煤。,三、选煤方法介绍,1.1重介质选煤的特点是（1）分选效率高，95以上，可以提高精煤产率和产品质量。（2）分选粒度范围宽，达300-0.5mm。（3）市场适应性强，对于难选和极难选煤都可以分选出各种不同要求的精煤灰分。（4）生产过程控制中易于实现自动化。1.2影响重介质分选效果的主要因素（1）入选原料煤性质。（2）给煤量。（3）悬浮液密度。（4）悬浮液循环量。2、重介选煤常用的设备与原理实际生产中最常用的主要有以下几种斜轮重介质分选机、立轮重介质分选机、重介质旋流器等。,无压三产品重介旋流器,三产品旋流器工作过程介质以一定的压力由给介管沿切向给入一段旋流器，在入料压力的作用下，在分选筒内产生离心力场，并形成向下的内螺旋流和向上的外螺旋流，此时物料以中心给料方式由入料管给入一段旋流器中进行旋流，在离心力的作用下，颗粒按不同密度沿旋流器中心到器壁迅速分层，小于悬浮液密度的物料向中心聚集，并随内旋流进入溢流口，大于悬浮液密度的物料穿过分选密度界面，向器壁运动，随外旋流经一段底流口到二段旋流器。加重质颗粒在离心力及外旋流的推挤作用下，沿圆筒壁向给煤口方向移动，产生浓缩现象，同时也伴有分级作用，使进入二段旋流器的悬浮液密度升高，自然也提高二段的分选密度，从而有效的对重产物进行分选。（见下图）,三产品旋流器工作过程,悬浮液密度自动控制在重介选煤生产中要使产品质量保持稳定，首先必须要保证分选过程悬浮液密度（分选密度）的基本稳定。这个系统主要是通过装在合格介质泵出水管道上的放射性密度测定仪、合格介质桶中的液位计、合格介质分流箱和合格介质泵进水管道上的清水调节阀等来实现悬浮液密度自动控制。控制过程是当密度计检测到系统悬浮液密度偏低时，将信号输入到合格介质分流箱，使分流箱加大分流量去磁选机磁选，精矿返回合格介质桶，减少了合格桶的水量提高了密度；当密度计检测到系统悬浮液密度偏高时，将信号输入清水调节阀，使清水阀门开大些，增加清水进量，使密度及时降下来；当合格介质桶中的液位计显示桶内液位过低时，提醒操作者需要及时加介加水，以便维持正常生产所需要的液位。否则，将迫使系统停车。,影响重介旋流器工作的因素,1、进料压力2、悬浮液的密度3、入料的固液比（矿粒与悬浮液的体积比）4、旋流器结构参数对工作效果的影响1）圆柱体的长度2）圆锥角的大小3）溢流口的直径4）底流口的直径5）锥比（底流口直径与溢流口直径之比谓之锥比。）6）入料口尺寸7）溢流管插入深度5、重介质旋流器的给料方式6、重介质旋流器的安装,,宝丰选煤厂属炼焦型选煤厂，采用重介加浮选联合工艺，洗水一级闭路循环，设计年入洗量400万吨，小时处理量950吨，工作时间为每天生产14小时，通常夜班生产，白班检修，通过延长生产时间可扩大至600万吨每年。2010年实际入洗原煤511万吨，在西北地区首屈一指。工艺采用50-0mm级原煤不脱泥无压三产品重介旋流器，精煤粗煤泥采用分级旋流器振动弧形筛煤泥离心机回收，尾煤粗煤泥采用浓缩旋流器直线筛回收。入洗本矿原煤时，细煤泥采用浓缩机加压过滤机压滤机回收，入选外来煤时细煤泥浮选。目前洗煤厂设两个生产车间（洗煤储运）和一个检修维护车间。,四、宝丰洗煤厂洗选工艺,储运系统本矿原煤经过矿井准备车间处理后，直接送入选煤厂φ15m入选原煤缓冲仓，事故时送至原煤储煤场。外来原煤由汽车运入厂内，螺旋卸车机卸车（或自卸汽车卸车），经带式输送机运入原煤储煤场储存，原煤储煤场设有斗轮式堆取料机进行堆取料作业。选煤时，原煤储煤场的原煤由堆取料机取料，经带式输送机运入原煤筛分破碎车间，经分级破碎至-50mm，经原煤缓冲仓由带式输送机送入主厂房。矿井煤可以进入经矿井筛分车间进储煤场，也可以经预先处理出块煤和末煤产品，末煤送至万t仓储存，再送至本选煤厂原煤缓冲仓下皮带。矿井预处理的块煤进块煤仓汽车外运，也可以进新增的动筛车间再排矸，块煤返回矿井装车仓亦可以破碎至-50mm后送至选煤厂洗选。,宝丰洗煤厂工艺布置情况,主洗系统进入主厂房的原煤，通过刮板分配，直接给入四组1200/850型无压三产品重介旋流器分选，分选出精煤、中煤、矸石三种产品。精煤经固定筛、脱介筛脱介、离心机脱水后作为精煤产品。中煤经固定筛、脱介筛脱介后，再进入中煤离心机脱水后作为最终中煤产品。矸石经固定筛、脱介筛脱介后作为最终产品。洗煤厂核心厂房主厂房集重介分选系统、浮选系统、加压过滤回收系统、压滤回收系统四个重要生产功能于一体，选后产品通过各自的带式输送机至储煤场、中煤仓、矸石仓储存堆放,1、炼焦煤按月完成公司下达的精煤产量计划。2、精煤灰分达到公司要求，水分≤9。精煤产品批合格率100。3、洗选效率按分选密度0.1含量需达到如下标准,宝丰洗煤厂工艺指标（暂行）,4、中煤-1.4上浮量需达到如下标准马莲台煤≤155、矸石带煤量需达到如下标准⑴0.1含量＜40时，＜5；⑵0.1含量＞40时，＜8；6、浮选精煤抽出率≥75，尾煤灰分≥50；7、生产时间利用率≥90；8、能力利用率保持在≥90；,9、电耗、介耗、水耗、油耗达到如下标准⑴电耗＜10kw.h/t；⑵介耗＜2.3kg/t；⑶水耗＜0.12m3/t；油耗捕收剂、起泡剂总计消耗≤0.32kg/t；絮凝剂＜0.02kg/t；10、快开滤饼水分≤25；11、高频筛筛上物水分≤28；12、加压过滤滤饼水分≤22；13、严格控制浓缩机底流浓度，确保循环水浓度≤5g/l，浮选不开时可控制在20g/l以内，压耙子为重大生产管理事故。,按照设备用途分类1、分选设备重介旋流器1200/850、浮选柱4000*6000。2、分级设备筛分机、滚轴筛、螺旋筛、棒条筛、固定筛、滚筒筛、摇动筛、直线振动筛、圆振动筛、香蕉筛、博后筛等。3、脱介设备固定条缝筛、弧形筛、直线振动筛、共振动筛、香蕉筛等。4、脱水设备弧形筛、直线振动筛、离心脱水机（立式、卧式和沉降过滤式）、加压过滤机、压滤机、干燥机（滚筒式和沸腾床式）等。5、介质回收设备磁选机（顺流式（永磁式）、逆流式、单滚筒和双滚筒）。6、运输设备刮板机、皮带机、渣浆泵。,五、选煤设备介绍,,,,粗粒物料脱水设备分类,弧形筛也是一种固定筛，因筛面呈弧形而得名。一般弧形筛都弯成60，曲率半径为0.5-1.5mm，筛缝为0.5-0.7mm。当物料沿筛面的切线方向以一定速度给入，在离心力和筛条分割作用下，大量的水通过筛缝泄出，并泄出部分细泥。弧形筛的筛缝间隙是实际分离粒度的1.5-2倍，如筛缝为1mm，筛下物的大部分颗粒不超过0.5mm，它是由于物料在弧形筛面上的概率透筛形成的。增加了筛子处理能力，减少筛面堵塞，这是弧形筛较之固定条缝筛的明显优势和逐步取而代之的原因。弧形筛的缺点是筛面磨损严重，安装与维护要求高。采用逆转180筛面方式可有效延长弧形筛寿命。,弧形筛,弧形筛,离心脱水设备用于经过振动筛脱水后的末煤的进一步脱水。这类设备来用离心过滤的原理。即当呈松散体的物料给到旋转筛面后，形成厚度大体均匀的料层滤层随筛篮旋转；受离心力作用，物料水份和部分细料物料穿过料层与筛孔排出，形成脱水产品与离心液。,离心脱水设备,一、振动的作用振动卸料离心机特点是筛篮在绕轴旋转的同时，作轴向振动。振动作用体现在以下几方面1克服筛面运动阻力使物料向前移动并排出。2物料不断得到松散，强化了脱水。3有助于清理筛面，防止筛面堵塞。4减轻物料对筛面的磨损。此外，由于采用振动卸料方式，减小了离心机筛篮半锥角10-15，改变了筛篮结构，进一步改善了设备机械性能与脱水效果；减轻了筛面磨损对物料的机械破碎，放宽了入料粒度上限。,振动卸料离心脱水机,二、结构与工作原理振动离心机由工作系统、回转系统、振动系统、润滑系统四部分构成。工作系统是在离心脱水过程中与物料直接接触的设备部件，这些部件包括受料漏斗、入料管、筛篮、筛座和机壳，它是整个设备工作的核心。物料由受料漏斗经入料管均匀给到高速旋转的筛篮上，并同筛篮一起运动。与此同时，物料受轴向振动作用由入料端向排料端移动，在移动的过程不断受离心力作用排出颗粒间的水分。筛篮孔隙一般为0.5mm，透过筛篮且含有一定细粒固体的为离心液，脱水产品在筛篮大端排出。,卧式振动离心脱水机,细粒物料的脱水方法与设备,压滤机,压滤机种类较多，可分成以下几类,目前选煤厂广泛采用箱式滤机通常称为板框压滤机；带式挤压机曾经试用过，但现已全面淘汰，为进一步降低细粒物料水分，目前正在研究加压过滤机。,1、箱式压滤机箱式压滤机主要由滤板、滤板移动装置、活动头板、固定尾板、液压系统构成。相邻滤板之间由活动头板移动压紧而构成箱式过滤室。入料矿浆由固定尾板经各滤板中心孔进入各滤室，整个压滤过程是在入料矿浆不断传递的压力条件下进行的，滤饼不断充满滤室，滤液则穿过业已形成的滤饼、滤布、滤板泄水沟经滤板排出。箱式压滤机采用间断作业方式。一个压滤循环包括四个阶段，1压紧滤板形成滤室；2给料压滤阶段；3卸饼阶段；4滤布清洗阶段往往采用几个循环后清洗一次。其中给料压滤阶段是决定压滤循环时间，乃至压滤机工作效率的关键因素。,板框压滤机,压滤机过程中的压力是由入料系统提供的。除必须一台搅拌筒外，入料方式有三种1单段泵给料；2两段泵给料；3泵和压缩空气机联合给料，选煤厂多采用单段泵给料。同过滤机一样，压滤机的工作也受到来自入料性质，压滤机性能及操作条件三方面的影响。但在实际中，通常通过提高压滤机入料浓度，入料压力，更换“毯式”滤布等手段来改善压滤机的效率。此外，适宜入料粒度与滤室厚度也是保证压滤机正常工作不可缺少的条件。,耙式浓缩机耙式浓缩机主要由浓缩池、耙架、传动机构、给料装置、排料装置组成。附设有溢流池，底流泵等。耙架把沉淀物送到卸料口。由于池底坡度不大，耙架必须具有足够强度以承受耙送固体沉淀物转矩。自动提耙装置在沉积固体过多时将耙自动提起，避免电机过负荷。底流通过管道及隧道通往浓缩机泵房，由底流泵抽取排放。给料装置多采用带侧孔的中心入料筒，以利于水流平缓运动。,浓缩设备,耙式浓缩机,六、评价煤炭可选性的方法,煤炭可选性指通过分选来改善煤炭质量的可处理性。即，按所要求的煤炭产品质量指标，从原料中分选出产品的难易程度。由此，煤炭可选性与产品质量要求，采用的重力选煤方法，原料煤本身密度组成等性质有关。一般评价煤炭的可选性是根据分选密度的0.1含量来判断的。其具体标准如下,*1.本标准适用于大于0.5mm粒级的煤炭；2.δ0.1含量按理论分选密度计算3.理论分选密度按指定的精煤灰分确定（取小数点后二位）；4当采用的理论分选密度小于1.70g/cm3时，则以扣除沉矸（2.00）g/cm3为100计算δ0.1含量，当理论分选密度等于或大于1.70g/cm3时，以扣除低密度物（-1.50）g/cm3为100计算δ0.1含量。,分选密度的0.1含量是依据可选性曲线来判定的。煤炭可选性曲线是根据煤炭浮沉试验的结果,绘制的一种曲线,它反映了该煤炭各密度级或任一密度物的数量与质量分布规律,用以表示煤炭可选性。可选性曲线的绘制，目前由两种方法一种H-R曲线，由亨利（Henry）于1905年提出，1911年又被列茵卡尔特（Reinhard）作了补充。另一种是由迈耶尔（Meyer）于1950年提出的，称迈耶尔可选性曲线，简称M曲线。目前前一种使用更普遍，尤其是原煤可选性曲性更多采用H-R曲线,50-0.5mm粒级原煤浮沉试验综合表,可选性曲线的绘制与应用,灰分特性曲线（λ曲线）表示浮物（或沉物）产率与其分界灰分关系的曲线。各条曲线的物理意义浮物曲线（β曲线）表示浮物累计产率与其平均灰分的关系曲线。沉物曲线（θ曲线）表示沉物累计产率与其平均灰分的关系曲线。密度曲线（δ曲线）表示浮物（沉物）产率与相应分选密度之间的关系曲线。密度0.1曲线（ε曲线）反映了某一分选密度0.1g/cm3范围内邻近密度物的含量，俗称0.1含量。它反映在这一密度下分割的难易程度。,可选性曲线的绘制与应用,七、煤炭专业术语,煤是植物遗体在覆盖地层下，压实、转化而成的固体有机可燃沉积岩煤炭煤的品种以不同方式加工成不同规格的煤炭产品。标准煤凡能产生29.27MJ的热量（低位）的任何数量的燃料折合为1kg标准煤毛煤煤矿生产出来的，未经任何加工处理的煤原煤从毛煤中选出规定粒度的矸石（包括黄铁矿等杂物）以后的煤商品煤作为商品出售的煤精煤煤经精选后（干选或湿选）生产处理的、符合质量要求的产品中煤煤经精选后的产品、灰分介于精煤和矸石之间的产品洗选煤经过洗选后的煤筛选煤经过筛选加工的煤粒级煤煤经过筛选或精选生产的，粒度下线大于6mm并规定有限下率的产品,限上率筛下产品中大于规定粒度上限部分的质量百分数粒度颗粒的大小限下率筛上产品中小于规定中的粒度下限部分的质量百分数含末率特大块大于100mm的粒级煤中块煤5-50mm的粒级煤小块煤13-25mm的粒级煤混中块13-80mm的粒级煤混块13-300mm之间的粒级煤粒煤6-13mm的粒级煤混煤0-50mm之间的煤末煤0-25mm之间的煤粉煤0-6mm之间的煤,煤粉小于0.5mm的煤煤泥煤经洗选或水采后粒度在0.5mm以下的产品矸石采掘过程中从顶、底部或煤层混入煤中的岩石矸子夹矸夹层在煤层中的矿物质洗矸从洗煤中排除的矸石含矸率煤中大于50mm矸石的质量百分数,结焦性煤经干馏结成焦炭的性能粘焦性煤在干馏时粘结其本身或外加惰性物质的能力塑性煤在干馏时形成的胶质体得粘稠、流动、透气等性能膨胀性煤在干馏时体积发生膨胀或收缩的性能灰黏度灰在熔融状态下的粘度罗加指数一种表征烟煤粘结无烟煤能力的指标R.1粘结指数在规定条件下以烟煤在加热后粘结专用无烟煤的能力表征烟煤粘结的指标Gr.iG抗碎强度一定粒度的煤样自由落下后抗破碎的能力机械强度热稳定率一定粒度的煤样受热后保持规定粒度的性能TS灰渣融性在规定条件下得到的随加热温度而变化的煤炭变形、软化和流动特征物理状态灰熔点胶质层指数一种表征烟煤结焦性的指标，以胶质层最大厚度Y值，最终收缩度X值等表示坩埚膨胀序数以煤在坩埚中加热所得焦块膨胀程度的序号表征煤的膨胀性和粘结的指标,煤样为确定某些特性而从煤中采取的、具有代表性的一部分煤采样采取煤样的过程子样采样器具操作一次或截取一次煤流分断面所采取的一份样总样从一个采样单元取出的全部子样合并成的煤样随机采样在采取子样时，对采样的部位或时间均不施加任何人为的意志，能使任何部位的煤都有机会采出系统采样按相同的时间、空间或质量的间隔采取子样，但第一个子样在第一个间隔内随机采取，其余的子样按选定的间隔采取批在相同的条件下，在一段时间内生产的一个量采样单元从一批煤种采取一个总样的煤量。一批煤可以是一个或多个采样单元,多分采样从一个采样单元取出若干子样依次轮流放入各容器中，每个容器中的煤样构成一份质量接近的煤样，每份煤样能代表整个采样单元的煤质煤层煤样按规定在采掘工作面、深巷或坑道中从一个煤层采取的煤样分层煤样按规定从煤和夹矸的每一自然分层中分别采取的试样可采煤样按采样规定的厚度应采取的全部试样生产煤样在正常生产情况下，在一个整班的采样过程中采出的，能代表生产煤层煤的物理、化学和工艺特性的煤样商品煤样代表商品煤平均性质的煤样浮煤样经重液分选在上部得煤样沉煤样经重液分选在下部的煤样,实验室煤样由总样或分样缩制的、送往试验室供进步一步制备的煤样空气干燥煤样粒度小于0.2mm、与周围空气湿度达到平衡的煤样一般分析煤样标准煤样具有高度均匀性、良好稳定性和准确量值的煤样，主要用于校准测定仪器，评价分析试验方法和确定的特性量值煤样制备使煤样达到实验所要求的状态的过程，包括煤样的破碎、混合、缩分和空气干燥煤样破碎在制样过程中用机械或人工减小煤样粒度的过程煤样混合把煤样混合均匀的过程煤样缩分按规定把一部分煤样留下来，其余部分弃掉以减少煤样数量的过程堆锥四分法把煤样堆成一个圆锥体，再压成厚度均匀的圆饼，并分成四个相等的扇形，取其中两个相对的扇形部分作为煤样的方法,收到基已收到状态的煤为基准ar应用基空气干燥基与空气湿度达到平衡状态的煤为基准ad分析基干燥基以假想无水状态的煤为基准d干基干燥无灰基以假想无水、无灰状态的煤为基准daf可燃基干燥无矿物质基以假想无水、无矿物质状态的煤为基准dmmf有机基恒湿无灰基以假想含最高内在水分、无灰状态的煤为基准maf,恒湿无矿物质基以假想含最高内在水分、无矿物质状态的煤为基准M.mmf分析基（ad）进行煤质分析化验时，煤样所处状态为空气干燥状态。干燥基（d）进行煤质分析化验时，煤样所处的状态为无水分状态。收到基（ar）进行煤质分析化验时，煤样所处的状态为收到该批煤所处的状态干燥无灰基（daf）煤样的这种状态实际中是不存在的，是在煤质分析化验中，根据需要换算出的无水、无灰状态。,工业分析水分、灰分、挥发分和固定碳四个项目煤质分析的总称外在水分在一定条件下煤样与周围空气湿度达到平衡时所失去的水分内在水分在一定条件下煤样达到空气干燥状态时所保持的水分全水分煤的外在水分和内在水分的总和空气干燥煤样水分用空气干燥煤样在规定条件下测得的水分mad分析煤样水分灰分煤样在规定条件下完全燃烧后所得的残留物A挥发分煤样在规定条件下隔绝空气加热，并进行水分校正后的质量损失V焦渣特征煤样在测定挥发分后的残留物的粘结性柱状固定碳从测定煤样的挥发份后的残渣中减去灰分后的残留物FC全硫煤中无机硫和有机硫的总和St恒容低位发热量煤的恒容高位发热量减去煤样中水合燃烧时生成的水的蒸发替热后的热值Qnet.v,,,谢谢,