干扰床分选机( TBS)在张双楼选煤厂的应用.pdf

干扰床分选机TBS在张双楼选煤厂的应用 卫中宽 中煤邯郸设计工程有限责任公司,河北 邯郸 056031 摘 要介绍了干扰床分选机简称TBS、螺旋分选机、煤泥重介质旋流器等几种粗煤泥 分选设备的分选原理和技术特点,结合TBS在选煤工艺设计中的应用实例,说明TBS具有分选 密度低、精煤产率高、自动化程度高等优点。 关键词TBS;螺旋分选机;煤泥重介质旋流器;逆流分级机;应用 中图分类号TD45519 文献标识码 A 文章编号 100528397 2008 0120011204 收稿日期 2007205225 作者简介卫中宽1979 , 男,陕西扶风人, 2003年毕 业于中国矿业大学矿物加工工程专业,中煤集团邯郸设计工程有 限责任公司助理工程师,电话 0310 - 7106512。 近年来,粗煤泥分选成为选煤工艺发展的一 个重要分支,越来越受到选煤同行们的关注。干 扰床分选机作为一种经济、实用的粗煤泥分选设 备,填补了这一领域的空白,有力地推动了选煤 工艺向更高层次的发展。本文对选煤厂常见的几 种粗煤泥分选设备进行简单介绍,并结合张双楼 选煤厂的设计经验,针对干扰床分选机TBS提 出一些见解。 1 TBS简介 TBS teeter bed separator即干扰床分选机, 有的称摇摆流化床分离器,主要用于粗煤泥分 选,分选下限可达0115mm,分选上限至2～ 3mm。实践证明,用TBS分选粗粒级煤泥能取得 较好的分选效果。 干扰床分选机于20世纪80年代开始进入选 煤领域,属英国MEP公司的专利设备,英国、 美国、澳大利亚、南非等国都有生产厂家。经过 不断完善,目前该设备已发展到第四代。美国和 澳大利亚的选煤厂已有使用先例,中国贵州的响 水选煤厂,沈阳红菱选煤厂、西马选煤厂,徐州 张双楼选煤厂等近年来都已采用,使用效果比较 理想。 澳大利亚第四代干扰床分选机的应用实践表 明,该机分选密度小于1150g/cm 3 ,产品灰分可 降至10以下。干扰床分选机的成功应用给粗煤 泥分选领域带来了一次技术性革命,给选煤工艺 的发展注入了新鲜血液。 2 TBS的分选原理及控制系统 TBS的主要分选原理是矿浆切向给入设备 的入料井,按预定的压力和流速由泵将水打入分 选机底部的分配器,通过紊流板均匀分布到干扰 床分选机底部,形成向上的扰动水流,下降的物 料与上升水流相遇而形成干扰层或称沸腾床层。 入料中的颗粒在分选机中做干扰沉降运动,由于 颗粒之间密度的不同,使干扰沉降速度存在差 异,从而为分选提供了依据。当达到稳定状态 时,入料中密度低于干扰床层平均密度的颗粒将 浮起,进入溢流;而高于干扰床层平均密度的颗 粒将穿透床层进入沉物流,并通过底部的排料口 排出。排料阀门由干扰床层内的密度传感器发出 的信号控制 [1 ]。 为了使分选机能有效工作,必须使槽体中干 扰床层悬浮液的平均相对密度保持稳定,为此, 在设备中配置了一个单回路反馈控制器。干扰床 层的实际密度由电容式压差传感器测定,单回路 PI D控制器收到来自传感器探头4～20mA的电流 信号,信号大小与探头上方干扰床层悬浮液的实 际密度成正比。当实际分选密度高于设定值时, 执行器将打开底流排放阀,排出干扰床层多余的 物料,反之,控制系统将阻止干扰床层物料的排 放 [1 ]。TBS的技术规格及相关参数如表 1所示。 11 No11, 2008 煤炭加工与综合利用 COAL PROCESSI NG 第二阶 段是轻、重矿物沿横向展开,沉于下层的重矿物 沿收敛的螺旋线逐渐移向内缘,浮于上层的轻矿 物沿扩展螺旋线逐渐移向中间偏外区域;第三阶 段是不同密度的矿粒沿各自的回转半径运动, 轻、重矿物沿横向从外缘至内缘均匀排列,设在 排料端部的截取器将矿物带沿横向分割成精煤、 中煤和尾煤三个部分,并使其通过各自的排料管 排出,从而完成分选过程 [1 ]。 中国矿业大学、唐山煤研所先后都进行过螺 旋分选机的研究,但由于技术不很成熟,一直没 有进行大规模的推广使用。随着国外选煤技术及 设备的引进,螺旋分选机在我国一些动力煤选煤 厂的粗煤泥分选中得以推广,已有20余台组 先后投入运行,分选及运行效果良好。 螺旋分选机的优点是无运动部件,维修工 作量小,运行费用低;占地面积小,易于布置, 可用双头甚至三头螺旋提高单台设备的处理能 力。缺点是分选精度低;分选密度高有效分 选密度在116kg/L以上,低于该值,会影响分选 效果 ; 产品质量易波动。 312 煤泥重介质旋流器 近年来,为弥补大直径旋流器对粗煤泥分选 效果变差的影响,国内选煤工作者对煤泥重介质 旋流器分选粗煤泥工艺进行了大量开发和应用研 究。国内采用煤泥重介质旋流器分选粗煤泥的方 式一般有以下两种。 1预先脱泥后单独设置煤泥重介质分选系 统,如晋阳选煤厂、介休选煤厂。原煤首先经 2mm分级筛预先脱泥, 2～013mm粒级采用煤泥 重介质旋流器分选。一般来说,粗煤泥的可选性 会随粒度减小而变化,将该粒级物料单独处理, 符合等λ原则,有利于提高精煤产率。但从现场 生产实践看,采用此工艺后,精煤产率的提高相 当有限,而且还暴露出诸多无法克服的问题,如 介耗高、煤泥重介质分选密度难以控制、稳定性 差等。为解决上述问题,晋阳选煤厂把脱泥筛筛 孔改成015mm,将50～015mm粒级原煤采用三 产品重介质旋流器分选,- 015mm粒级采用浮选 机分选,甩开了煤泥重介质分选系统。 2不设置单独的煤泥重介质分选系统,而 是与不脱泥大直径重介质旋流器分选系统配合使 用,煤泥重介质旋流器的入料来自块煤重介质分 选系统的分流部分。生产中需要采用超细粒的介 质粉,这种磁铁矿粉价格昂贵,因此该工艺的成 功实例较少,主要弊端可归纳如下① 介质回收 与再生难、介耗高;②所需磁选机的台数较多; ③ 两重介质系统相互影响,系统稳定性差;④ 运 行成本和可靠性不及螺旋分选机;⑤ 分选密度不 能精确调节。这些原因造成了煤泥重介质分选技 术应用状况不甚理想,推广前景受到制约。 313 RC 逆流分级机 RCReflux Classifier是由澳大利亚卢德维琪 LudowiciMPE有限公司和澳洲Newcastle大学 联合开发的一种粗煤泥分选设备,目前塔山选煤 厂、柳湾选煤厂等均已应用。其分选原理及入料 粒级与TBS相同,不同之处在于①RC在进料 21 煤炭加工与综合利用2008年第1期 入口部分的上下方各设计有一组斜板,这些斜板 增加了RC的沉降面积,可以提高固体颗粒的沉 降速度,进而在每组斜板的下方形成了两个高密 度的矿浆区域,为RC创造了一个最佳的分选条 件;② 二者外形不同,TBS截面呈圆形, RC截 面呈方形,因此在相同处理能力下,二者的体积 有所不同。RC及TBS的外形图见图1和图2。 RC结构较TBS复杂,体积庞大,冲洗、检修不 方便,这是造成RC推广缓慢的一个主要原因。 图1 RC 逆流分级机 的外形图 图2 TBS 干扰床分选机 的外形图 314 TBS与上述粗煤泥分选设备的比较 与上述粗煤泥分选设备相比,TBS具有以下 优 点① 分选密度可控、 可调,最低可达114kg/L; ② 有效分选密度范围宽,为114～119kg/L;③ 自 动化程度高,密度设定后,无需人员定岗操作; ④ 不需要复杂的入料分配系统,设备结构简单, 维护工作量小;⑤ 无需重介质和化学药剂,运营 成本低。 通过对采用螺旋分选机、煤泥重介质旋流 器、TBS的三种工艺流程进行详细计算,发现 TBS所带来的经济效益非常显著,仅精煤产率就 比其它两种工艺高1～2百分点。从长远的角度 分析,TBS必将成为选煤厂粗煤泥分选工艺的最 佳设备选择。 4 工程实例 中煤邯郸设计工程有限责任公司在徐州张双 楼选煤厂工程总承包投标中,首次独立采用脱泥 有压三产品重介质旋流器 TBS 浮选的联合工 艺流程,见图3。由于方案具有投资费用低、 精 煤回收率高、运营成本低等优点,一举击败国内 众多设计公司,脱颖而出,赢得了选煤厂领导及 评委们的一致认可。 TBS在此工艺流程中发挥了承上启下的作 用,既有利于降低介耗,弥补大直径旋流器分选 图3 张双楼选煤厂工艺流程图 31 2008年第1期卫中宽干扰床分选机TBS在张双楼选煤厂的应用 华亭矿区煤炭洗选加工原则的确定 赵育杰,唐中娅,郑钧笛 中煤集团 西安设计工程有限责任公司,陕西 西安 710054 摘 要针对华亭矿区的煤质特征,为了稳定煤质、提高回采率、实现节能减排目标、提 高经济效益,有必要对矿区煤炭进行洗选加工;根据矿区煤炭性质,确定了煤炭产品结构及市 场定位以及该矿区建立选煤厂的洗选加工原则,提出采用浅槽分选机分选块煤、压滤机处理煤 泥水。 关键词煤质特征;洗选加工;市场定位;原则 中图分类号TD94 文献标识码 A 文章编号 100528397 2008 0120014203 1 矿区概况 华亭矿区地处陕甘宁三省交汇处的甘肃省华 亭县境内,南距陕西省宝鸡市160km,北距甘肃 省平凉市50km,西距甘肃省天水市210km,宝 中铁路横穿腹地,省级公路纵横交错,交通条件 十分便利。 华亭矿区是目前西北地区资源最丰富、开采 条件最好、机械化程度最高、发展前景最为广阔 的国家定点大型煤炭生产基地。矿区煤炭地质储 量33亿t,现有5对大型矿井华亭煤矿310Mt/ a、砚北煤矿610Mt/a、陈家沟煤矿115Mt/a、山 收稿日期 2007211226 作者简介赵育杰1968 , 男,陕西西安人, 1992年毕 业于中国矿业大学选矿工程专业,工学学士,中煤集团西安设计 工程有限责任公司高级工程师,电话 029 - 87853466 - 8011。 寨煤矿112 Mt/a、东峡煤矿110Mt/a,矿区设计 生产能力1217Mt/a。目前仅砚北矿建有1座年入 洗能力610Mt/a的块末煤分别入洗的全重介选煤 厂,华亭矿有1座60万t/a的块煤跳汰选煤厂。 就全矿区来讲,入洗能力严重不足,达不到节能 减排的目的。 2 矿区煤质特征 华亭矿区含煤地层为中下侏罗统延安组,共 含煤6层,自上而下划分为煤1、煤2、煤3、 煤4、煤5、煤6层。主要可采煤层为煤1层、 煤6 - 1层和煤6 - 2层。煤1层和煤6 - 1层平均 厚度大于113m,煤6 - 2层平均厚度2211m,为 全区可采的稳定煤层,煤6 - 2层一般含1～10 层夹矸,夹矸平均厚度0175m。矿区煤炭品种属 长焰煤和不粘煤,主要煤质特点如下 下限高的不足,又减少了浮选入料量,降低了浮 选成本,继而降低了整个系统的运营成本,实现 了经济效益最大化。张双楼选煤厂于2006年3 月开工建设, 2006年10月一次带煤运行成功, 11月正式投产,各项指标都超过了设计指标。 TBS分选出的精煤灰分在10左右,分选效果比 较理想。 5 结 论 TBS与重介质旋流器、浮选机配合使用,填 补了粗煤泥分选领域的空白,打破了沿用多年的 传统选煤工艺设计,必将引领中国选煤工艺实现 跨越式发展。结合近年来模块化大厅式厂房布置 的发展趋势,该工艺流程更具推广潜力,尤其是 在炼焦煤选煤厂工艺设计中更有推广价值。 参考文献 [1] 高 丰.粗煤泥分选方法探讨[ J ].选煤技术,2006, 3 40. 41 煤炭加工与综合利用 COAL PROCESSI NG COMPREHENSI VE UTI L IZATI ON No11, 2008