采用水力旋流器和螺旋分选机处理粉煤的工艺计算与选择.pdf

文章编号 1001 - 3571 2007 04 - 0115 - 05 采用水力旋流器和螺旋分选机处理粉煤的工艺计算与选择 李建光 1 ,夏云凯 2 1 1开滦集团有限责任公司,河北 唐山063000; 21泰戈特公司,美国 匹斯堡PA15220 摘要水力旋流器和螺旋分选机是国外常用的粉煤分选设备。对于高灰或者难选粉煤,宜采用两段 分选。文章通过对四种常用流程的模拟计算,确定了适宜的流程和条件,并分析了其优、缺点和适 用范围。将此种工艺加在重介旋流器与浮选之间,为国内选煤厂设计和管理提供了新的思路。 关键词水力旋流器;螺旋分选机;粉煤;模拟计算;工艺 中图分类号TD94811 文献标识码 B 收稿日期 2007 - 04 - 03 作者简介李建光1965 - ,男,河北省迁安市人,硕士,高级 工程师, 1989年毕业于中国矿业大学,现任开滦煤业公司副总工 程师。电话0315 3021571。 随着煤炭开采机械化程度的提高,原煤中粉煤 含量越来越大。因此,在选煤厂中粉煤处理系统显 得越来越重要。在国内,一般采用015mm分级、 脱泥, 015 mm级进入重力分选系统,而13mm粒级重介 立轮主、再选,13～015mm重介旋流器粒级主、 再选,015mm粒级浮选。经过取样分析及计算, 13mm原煤粒度组成如表1所示,其中110～ 0115mm粒级浮沉组成如表2所示,可选性曲线如 图1所示。 表1 钱家营选煤厂13～0mm粒级粒度组成 粒度/mm产率/灰分/ 13～34810431141 3～11615323133 1～0151513421131 015～0125416819102 0125～01125413117184 01125～01075212919170 01075818119197 合计10026108 表2 110～0115 mm粒级浮沉组成 密度级/kgL - 1 产率灰分 浮物累计 产率灰分 1120～1130361876154361876154 1130～11402212610100591137184 1140～1145817015150671838182 1145～1150610219108731859166 1150～11553166241637715110137 1155～11602187271848013710199 1160～11703111351148314811189 1170～11802183381448613212176 1180～11901182591748811413173 1190～21001174621268918814167 2100～21203126661389311416148 2120～21301152711059416617135 2130～214051348014210010020173 合计10020173 511 第4期 2007年8月 选 煤 技 术 COAL PREPARATI ON TECHNOLOGY No14 Aug12007 图1 110～0115 mm粒级可选性曲线 2 粉煤分选工艺模拟计算 211 两段水力旋流器主、再选工艺 此工艺采用两段水力旋流器,其中二段水力旋 流器的入料为一段水力旋流器的底流,两段水力旋 流器的溢流合并到一起作为最终精煤产品,如图2 所示。在一、二段水力旋流器分选密度分别为 1135、1140、1145、1150、1155kg/L的 条 件 下, 精煤产率、灰分、综合分选密度、Ep值见表3。 CC1最终精煤量; CC11一段水力旋流器精煤量; CC21二 段水力旋流器精煤量; REF1旋流器底流量;F1系统入料 量; P1综合精煤产率; P11一段水力旋流器精煤产率; P21 二段水力旋流器精煤产率 图2 两段水力旋流器主、再选工艺流程图 表3 两段水力旋流器主再选工艺模拟结果 一段分选密度/ kgL- 1 一段Ep1 二段分选密度/ kgL- 1 二段Ep2 分选密度/ kgL- 1 Ep 精煤产率/ 精煤灰分/ 113501135 5113501135 511465 701118 4601859195 113501135 5114001152 011498 801126 86412410132 113501135 5114501168 511534 201137 96712410173 113501135 5115001185 011571 801151 16918511116 113501135 5115501201 511611 401165 87211611161 114001152 0113501135 511498 801126 86412410132 114001152 0114001152 011529 901132 16711410163 114001152 0114501168 511563 301140 26917510199 114001152 0115001185 011598 701150 77210611138 114001152 0115501201 511636 001162 97410811179 114501168 5113501135 511534 201137 96712410173 114501168 5114001152 011563 301140 26917510199 114501168 5114501168 511594 701145 67210112129 114501168 5115001185 011628 201153 47410311164 114501168 5115501201 511663 501163 27518512102 115001185 0113501135 511571 801151 16918511116 115001185 0114001152 011598 701150 77210111138 115001185 0114501168 511628 201153 47410311164 115001185 0115001185 011659 801158 77518011194 115001185 0115501201 511693 101166 17714212128 115501201 5113501135 511611 401165 87211611161 115501201 5114001152 011636 001162 97410811179 115501201 5114501168 511663 501163 27518512102 115501201 5115001185 011693 101166 87714212128 115501201 5115501201 511724 501171 47818512159 212 两段水力旋流器循环工艺 一段水力旋流器的底流作为二段水力旋流器的 入料,二段水力旋流器的溢流返回一段水流旋流器 循环,一段水力旋流器的溢流作为精煤产品,如图 3所示。 此工艺中,二段水力旋流器作为扫选,不生产 最终产品,因此可以适当增高分选密度,以保证分 选效果。各种工艺条件下的模拟分选结果列于表4。 611 第4期 选 煤 技 术 2007年8月25日 表4 两段水力旋流器循环分选工艺模拟分选结果 一段分选密度/ kgL- 1 一段Ep1 二段分选密度/ kgL- 1 二段Ep2 分选密度/ kgL- 1 Ep 精煤产率/ 精煤灰分/ 113501135 5113501135 511415 101103 4551049134 113501135 5114001152 011430 201101 2571359144 113501135 5114501168 511444 301100 0591429155 113501135 5115001185 011457 601099 6611249167 113501135 5115501201 511470 201099 7621819178 114001152 0113501135 511458 201118 0601219190 114001152 0114001152 011473 201114 7621329199 114001152 0114501168 511488 001112 86411910110 114001152 0115001185 011502 301111 76518610121 114001152 0115501201 511516 001111 36712910133 115001185 0113501135 511545 101150 46717310195 115001185 0114001152 011559 901145 06914511103 115001185 0114501168 511575 201141 07110311112 115001185 0115001185 011590 401138 27213611123 115001185 0115501201 511605 301136 37315411134 115501201 5113501135 511589 901167 57015411146 115501201 5114001152 011604 201160 97210611153 115501201 5114501168 511619 101155 87315411162 115501201 5115001185 011634 301152 17417711172 115501201 5115501201 511649 301149 47518511183 CC1最终精煤量; CC11一段水力旋流器精煤量; CC21二 段水力旋流器精煤量; REF1旋流器底流量;F1系统入料 量; P1综合精煤产率; P11一段水力旋流器精煤产率; P21 二段水力旋流器精煤产率 图3 两段水力旋流器循环工艺 213 水力旋流器精选、螺旋分选机扫选工艺 这种工艺采用水力旋流器和螺旋分选机实现主 再选,两种设备的精煤合并为最终产品。工艺流程 如图4所示。 虽然水力旋流器和螺旋分选机都属于重力选设 备,但二者的分选特点不同。水力旋流器适用于低 密度分选,生产低灰分精煤,而螺旋分选机在正常 处理量的情况下适用于高密度分选,精煤产品灰分 较高,要降低分选密度就必须降低处理能力。这种 工艺的计算结果列于表5。 CC1最终精煤量; CC11一段水力旋流器精煤量; CC21二 段螺旋分选机精煤量; REF1螺旋分选机尾矿量;F1系统 入料量; P1综合精煤产率; P11一段水力旋流器精煤产率; P21二段螺旋分选机精煤产率 图4 水力旋流器精选、螺旋分选机扫选工艺 711 第4期 李建光等采用水力旋流器和螺旋分选机处理粉煤的工艺计算与选择 2007年8月25日 表5 水力旋流器精选螺旋分选机扫选工艺计算结果 一段分选密度/ kgL- 1 一段Ep1 二段分选密度/ kgL- 1 二段Ep2 分选密度/ kgL- 1 Ep 精煤产率/ 精煤灰分/ 113501135 51150301150 011559 701127 47015910184 113501135 51155301155 011597 301133 27313411121 113501135 51160301160 011637 301139 47518011159 113501135 5117001170 011727 701153 67919812141 113501135 5118001180 011813 301166 18313313128 114001152 01150301150 011584 601129 47215511107 114001152 01155301155 011619 401133 37419611140 114001152 01160301160 011656 501138 17711311176 114001152 0117001170 011736 501149 38018712152 114001152 0118001180 011822 901162 18319213135 114501168 51150301150 011612 401134 47414211136 114501168 51155301155 011644 501136 37614911165 114501168 51160301160 011678 901139 37814111197 114501168 5117001170 011753 801147 98117012167 114501168 5118001180 011835 501159 38415113146 注3 表示降低螺旋分选机处理能力的情况下获得的分选结果 214 水力旋流器精选螺旋分选机扫选循环工艺 这种工艺采用螺旋分选机精煤返回水力旋流器 循环的方式,充分利用水力旋流器低密度分选、生 产低灰产品和螺旋分选机高密度分选、防止精煤损 失的特点,实现了难选粉煤的高效分选。工艺流程 如图5所示。各种工艺条件下的计算结果列于表6。 3 分析 311 产率比较 通过模拟计算,四种流程都可以满足精煤灰分 小于11的要求。但由于工艺和分选条件不同, 精煤产率也有很大差别,其中两段水力旋流器主再 选工艺最高产率69175 ,两段水力旋流器循环工 艺最高产率67173 ,水力旋流器精选、螺旋分选 机扫选工艺最高产率70159 ,水力旋流器精选螺 旋分选机扫选循环工艺最高产率76139。因此, 最适合的分选工艺是水力旋流器精选螺旋分选机扫 选循环工艺。四种工艺最佳工艺条件列于表7。 CC1最终精煤量; CC11一段水力旋流器精煤量; CC21二 段螺旋分选机精煤量; REF1螺旋分选机尾矿量;F1系统 入料量; P1综合精煤产率; P11一段水力旋流器精煤产率; P21二段螺旋分选机精煤产率 图5 水力旋流器精选螺旋分选机扫选循环工艺 表6 水力旋流器精选螺旋分选机扫选循环工艺计算结果 一段分选密度/ kgL- 1 一段Ep1 二段分选密度/ kgL- 1 二段Ep2 分选密度/ kgL- 1 Ep 精煤产率/ 精煤灰分/ 113501135 511600116511494 901088 7671149192 113501135 511700117011528 701086 77019310125 113501135 511800118011562 201085 97319310159 113501135 511900119011594 701085 97613910191 113501135 521000120011626 101086 27813111122 114001152 011600116511537 701099 17019310145 114001152 011700117011573 001096 07411810177 114001152 011800118011608 301094 47617811110 114001152 011900119011642 901093 87819011142 114001152 021000120011676 501093 88015711173 114501168 511600116511599 601114 07318310194 114501168 511700117011615 701105 97616811124 114501168 511800118011652 101103 17910011156 114501168 511900119011688 301101 78018211189 114501168 521000120011723 701101 28213412120 811 第4期 选 煤 技 术 2007年8月25日 表7 四种工艺最高产率结果比较 一段分选密 度/kgL- 1 一段 Ep1 二段分选密 度/kgL- 1 二段 Ep2 分选密度/ kgL- 1 Ep 精煤产率/ 精煤灰分/ 两段水力旋流器主再选114501168 5114001152 011563 301140 26917510199 两段水力旋流器循环工艺115001185 0113501135 511545 101150 46717310195 水力旋流器精选、螺旋 分选机扫选 113501135 5115001150 011559 701127 47015910184 水力旋流器精选、螺旋 分选机扫选循环 113501135 511900119011594 701085 97613910191 412 水力旋流器精选、螺旋分选机扫选循环工艺 流程特点 水力旋流器精选螺旋分选机扫选循环工艺是将 两种不同的分选设备组合在一起,利用水力旋流器 的低密度分选特点,保证溢流精煤的灰分,而在底 流中损失的精煤进入螺旋分选机,利用螺旋分选机 高密度分选特点进行回收并返回水力旋流器循环再 选。这种组合既可以获得较低的产品灰分,又保证 较高的分选效果。同时,这种流程利用水力旋流器 的分级作用,使 01147mm的细粒煤泥进入溢流, 减少了螺旋分选机的入料量,降低了细粒煤泥对分 选效果的影响,保证了螺旋分选机的分选效果。 同其他工艺相比包括两段螺旋分选机工 艺 , 这种工艺充分利用了两种设备的特点和作 用,分选密度也容易控制调整。缺点是螺旋分选机 的精煤返回水力旋流器循环,在一定程度上需要加 大水力旋流器的能力。对于水力旋流器溢流,在后 续工艺中再采用分级旋流器进行脱泥,分级旋流器 的底流脱水后作为最终精煤,溢流进入浮选系统。 水力旋流器精选螺旋分选机扫选循环工艺完整流程 如图6所示。 图6 水力旋流器精选、螺旋分选机扫选循环工艺流程图 对于钱家营选煤厂的煤样来说,水力旋流器的 分选密度为1135g/cm 3 ,而螺旋分选机的分选密度 为119 g/cm 3 ,均在有效范围之内。综合分选密度 11594 7 g/cm 3 ,Ep值01085 9,精煤产率76139 , 与该粒度级采用重介旋流器和浮选的效果相近,甚 至更好。但是,增加这样的粉煤分选系统之后,可 以将重介旋流器入料下限由015 mm改为110 mm, 浮选的入料上限由015 mm变为0115 mm,这对改 善重介旋流器和浮选的分选效果都极为有利,同时 也会提高选煤厂的能力,降低生产成本。 5 结论 粉煤分选系统在美国、澳大利亚等国家已经非 常普及。 将该系统设在重介旋流器和浮选之间,可以 1提高重介旋流器的入料下限,改善了重 介旋流器的分选效果。 2减少脱泥筛、脱介筛和磁选机的配置数 量。 3同时,还可降低浮选的入料上限,防止 粗颗粒进入浮选后损失在尾矿之中,也提高浮选的 效果。 由于水力旋流器与螺旋分选机都没有运转部 件,无须使用磁铁粉和药剂,在一定程度上会降低 生产成本。 对于钱家营选煤厂的煤样来说,两段水力旋流 器主、再选工艺,两段水力旋流器循环工艺,水力 旋流器精选、螺旋分选机扫选工艺,水力旋流器精 选、螺旋分选机、扫选循环工艺均可以获得满意的 分选效果。 通过模拟计算,产率最高、效果最好的分选工 艺是水力旋流器精选、螺旋分选机扫选循环工艺。 该工艺预计精煤产率可以达到76139 ,分选密度 在11594 7 g/cm 3 时,Ep值可以达到01085 9。 911 第4期 李建光等采用水力旋流器和螺旋分选机处理粉煤的工艺计算与选择 2007年8月25日 Research on Lowering down Percentage of Size Over - Reduction Lump Coal and Application in Practice TAO Peng et al 76 ⋯⋯⋯ ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ Opti mization of Flow - Sheet of Coal Slurry Treat ment System in Datun Coal Preparation PlantZHANG Jing 78⋯⋯ Technical Renovation of Coal Flotation System ofAdaohai Coal Preparation PlantL IMing 80⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ Exploration of I mproving Clean Coal Recovery of Flotation System in Lujiatuo Coal Preparation Plant L IXiao - gang 83 ⋯⋯⋯⋯ ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ Application of Steam Dust Removal Technology in Branch Coal Preparation Plant of Haerbin Gasification Plant ZHANG Shao - quan et al 86 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ I mplementofWater Saving and ReductionWaterDrainage forConstruction of Green PlantLU An -min 87⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ Analysisof Renovation of Zhaizhen Coal Preparation PlantQIZheng- yi 89⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ Analysison Renovation of Flow - sheet atNorthDistrict of Huaibei Coal Preparation PlantDONG Shan - qi 94⋯⋯⋯⋯⋯⋯ I mprovement of ReagentAdding System in Coal Slurry Treat ment at Ertang Coal Preparation PlantLUO Yuan - fu et al 97⋯ ●Automati on of Coal Preparati on Development of Comprehensive Program of CoalQualityDataDAIYan - ling et al 99⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ Research on Flocculent SolvingLiquidAutomaticAdding System Based on Coal Slurry InterfaceDetection DONGXian - shu et al 102 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ Abstract Researchworkwas carried out on development state of flocculent solving liquid automatic adding technology used both at home and abroad . The flocculent solving liquid automatic adding system based on coal slurry interface detection is come outwith in the paper . Automatic adding flocculent is effected through feed - back control and feed - for ward controlof automatic adding floccu2 lent solving liquid . Key words flocculent solving liquid; feed - for ward control; feed - back control; coal sli me interface Refor mation ofMediu m Density Control System of Cyclone at ZhaogezhuangMining Co . Coal Preparation Plant WU Sheng- xing 104 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯ ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ Automatic Control System of ReagentAdding to ST D -ⅢFlotationMachineWANG Shi- guo et al 106⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ Application of the Technology of Frequency Control ofMotor Speed in Coal Preparation TechnologyWANGRui- rong 108⋯⋯ VisualBasicBased IntelligentLoadometer ComputerMonitoring SystemDONGXiao - lei et al 110⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ Application of P LCAnti- Interference Technology in Coal Preparation PlantZ HANGWen - zhong et al 112⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ ●Design of Coal Preparati on Plant Processing Calculation and Selection ofApplication ofWater-Only Cyclone and Spiral Separator for Treat ment of Fine Coal LIJian - guang et al 115 ⋯ ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ Abstract Water- only cyclone and spiral separator are commonly used equipment for treating coal fines at abroad . As for coal fines with higher ash orwith a nature of difficult- to -wash, usually t wo stage separation process is employed towash it . Suitable flow - sheet and separation condition is deter mined through si mulation calculation of four commonly used flow - sheets and analysis has been made on the advantages, shortages and range of application of them.It is a new consideration that the process is added in bet ween densemediu m cyclone and flotationmachine in design andmanagement of coal preparation plant in China . Key words water- only cyclone; spiral separator; coal fines; si mulation calculation; process Some Consideration on Selection of Jig andDenseMediu mWashing ProcessCHE N An - dong 120⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ Discussion onDesign of Process PipeLine of Coal Preparation PlantDONG Y ong- jie 124⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ Process Selection for Refor mation and Expansion ofOld Coal Preparation PlantDUAN Hai- xia 126⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ Quality Faultsoften Identified in Plant Steel StructureAssembly and Hoisting Erection and Their Prevention LUANWen - an 130 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ ●Producti on andManagement Intensifying TargetManagement-An Effective for uation ofAchievements from Coal Preparation Enterprise ZE NGQing- gang 132 ⋯⋯⋯ ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ Abstract Theremanys to uate plant achievements, amongwhich the uation of targetmanagement has a cer2 tain basison itswide application in coalpreparation enterprise . The paperproposes a of achievement uation - intensifying targetmanagement . There has been designed an achievement uation namely, team targetmanagement uation is com2 binedwith personal target management, so that team assess ment is organically combined with personal assess ment . This makes a foundation for reasonable distribution of salary in enterprise . Key words coal preparation enterprise; intensifying targetmanagement; achievement uation ProvisionManagement of EquipmentWANG Zhao - zhe 135⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ ●General Development and Current State of Research onDenseMediu m CycloneZ HANGLi- qiang et al 137⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ Control ofMercury PollutionFE NGLi- pin et al 140⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ Abstract Description ismade in the paperof har m caused bymercury, mercury content in coal and regionswheremercury is dis2 tributed . The paper puts stress on introduction of the for m of mercury occurrence in coal and the possibility to remove mercury through coalwashing process .It ispointed that coal cleaning is an economic and effective to reducemercury in coal . Key words mercury content; for m of occurrence; mercury removal Application and Review of CoalUsedMagnetic SeparatorLI U Yan - hua et al 143⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ Abstract In accordancewith new technical requirement for coal- usedmagnetic separator inmarket, the paperpresents some com2 monly applied coal- usedmagnetic separators and in recent years, domesticmarket state ofmagnetic separatorwithmulti-magnetic poleswhich aremagnetized integrally . Conclusion and future prospectof the researchwith respect to this field is