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煤泥水絮凝沉降特性影响分析 程 涛1, 李凌月2, 张宇龙2, 周生伦2, 张世宏1 1. 陕西华电榆横煤电有限责任公司, 陕西 榆林 719000; 2. 华电电力科学研究院有限公司, 北京 100070 摘 要 开展了煤泥水絮凝沉降的特性影响分析, 建立了上澄清液浊度数学关联式和沉积 物体积数学关联式, 旨在为煤泥水的精准自动加药提供理论基础。 研究结果表明 随着絮凝剂 浓度的增加, 上澄清液浊度先减小后增大, 当絮凝剂浓度为 10 g/ m3时, 上澄清液浊度最小; 絮凝剂浓度一定时, 上澄清液浊度随着凝聚剂与絮凝剂质量比的增加而不断减小; 随着絮凝剂 浓度的增加, 沉积物体积逐渐增大; 絮凝剂浓度一定时, 沉积物体积随着凝聚剂与絮凝剂质量 比的增加而不断增大。 关键词 选煤厂; 煤泥水; 絮凝沉降; 上澄清液浊度; 沉积物体积 中图分类号 TD946. 2 文献标识码 A 文章编号 1005-8397202005-0009-04 收稿日期 2020-03-30 DOI 10. 16200/ j. cnki. 11-2627/ td. 2020. 05. 003 作者简介 程 涛1972, 男, 河南长垣人, 2009 年毕业于哈尔滨理工大学工商管理专业, 陕西华电榆横煤电有限责任公司小纪汗煤 矿洗煤厂副厂长, 助理工程师。 引用格式 程 涛, 李凌月, 张宇龙, 等. 煤泥水絮凝沉降特性影响分析 [J]. 煤炭加工与综合利用, 20205 9-12. 1 概 述 煤炭洗选是中国煤炭清洁利用技术的源头[1], 而煤泥水处理系统是选煤厂生产过程中的关键环 节[2]。 由于煤泥水体系非常复杂[3], 需要制定科 学的药剂添加制度来实现煤泥水的高效沉降。 目 前多数选煤厂凭借人工经验添加药剂, 无法实现 根据煤泥水性质的变化精确添加。 当加药量过大 时, 不仅工人劳动强度增加[4-5], 还会浪费大量药 剂, 造成生产成本增加, 并且由于回水中残留的 有效成分会不断积累, 对水质也会产生不利影响。 当加药量不足时, 会使细粒煤泥不能充分沉降, 造成循环水浓度过高, 影响分选精度; 并且过多 的细粒煤泥在整个系统中会形成恶性循环, 对精 煤造成污染, 增加精煤脱泥、 脱水的难度; 精煤 的灰分、 水分偏髙, 会严重影响精煤质量。 因此, 研究煤泥水药剂量的精准添加意义重大, 也一直 是国内外诸多学者的研究重点[6-10]。 以小纪汗选 煤厂的煤泥水为样品, 开展了煤泥水絮凝沉降的 特性影响分析, 旨在为煤泥水的精准自动加药提 供理论基础。 2 试验 对煤泥水样品进行自然沉降试验, 在沉降筒 中加入一定量的煤泥水, 并搅拌均匀, 在不同的 时间分别测定液面至取样口高度 Hi、 悬浮物浓度 Ci和残余悬浮物百分率 Pi, 用以表征煤泥水自然 沉降的效果。 对煤泥水进行絮凝沉降试验, 采用 聚丙烯酰胺分子量1 200 万作为絮凝剂, 采用聚 合氯化铝作为凝聚剂, 配置浓度为 0. 1的聚丙烯 酰胺溶液和浓度为 1的聚合氯化铝溶液。 选取上 澄清液浊度和沉淀物体积作为评价絮凝沉降效果 的指标。 每次沉降试验开始 10 min 后, 用移液管 于量筒液面下 100 mm 刻度处吸取 50 mL 上澄清 液, 利用浊度仪测定上澄清液的浊度。 每次沉降 试验开始 1 h 后, 测定沉淀物的压缩体积。 试验参数的选取 絮凝剂浓度为 4 g/ m3、 6 g/ m3、 8 g/ m3、 10 g/ m3、 12 g/ m3, 凝聚剂与 絮凝剂质量比为 0、 3、 6、 9、 12。 煤泥水絮凝沉 降试验的设计及结果见表 1。 其中, 絮凝剂浓度 和凝聚剂与絮凝剂质量比分别以 A、 B 代表。 根 据试验数据, 采用二次方模型Y k1X1 k 2X2 9 煤炭加工与综合利用 No. 5, 2020 COAL PROCESSING 但是通过试验结果可以看 出, 该煤泥水的自然沉降时间较长, 说明煤泥颗 粒较难沉降, 必须进行合理高效的絮凝沉降。 3. 2 上澄清液浊度影响特性分析 3. 2. 1 上澄清液浊度数学关联式的建立 根据上澄清液浊度试验数据, 采用二次方模 型进行试验结果的模拟及分析, 对二次方模型的 模型参数进行了方差分析, 见表 3。 采用 F 值检验法对模型参数的显著性进行了 检验, 其中, 当模型参数的 “ProbF” 大于 0. 1 时, 说明该参数不显著; 当 “Prob F” 小于 0. 05 时, 说明该参数显著。 从表 2 中可以看出模 型中的 A、 B、 A2、 AB 因素显著, 同时可以看出 A 因素的显著性高于 B 因素。 通过模拟得出了上 澄清液浊度与 A、 B 两因素的数学关联式 上澄清液浊度NTU 202. 812 - 34. 02A - 1. 19B 1. 49A2 - 0. 17B2 0. 31AB 基于上澄清液浊度数学关联式, 对预测结果和试 验结果进行了对比分析。 学生化残差的正态分布 见图 1, 试验值和预测值的对比见图 2, 可以看 出学生化残差基本符合正态分布, 试验值和预测 值吻合度较高。 表 2 煤泥水自然沉降试验结果 序号 取样时间 Ti/ s 液面至取样口 高度 Hi/ mm 悬浮物浓度 Ci/ g L -1 残余悬浮物 百分率 Pi/ 0070075. 12100. 00 12169374. 9699. 79 23068974. 8199. 59 34268574. 0298. 54 47067573. 4597. 78 510566472. 8696. 99 621066271. 1494. 70 742065469. 8592. 98 852564569. 0791. 95 970063767. 9290. 42 101 06062767. 0189. 20 111 41061666. 4788. 49 122 10060465. 0286. 55 134 20058662. 4583. 13 148 40057058. 7478. 19 表 3 二次方模型参数的方差分析 上澄清液浊度 模型因素平方和自由度均方F 值ProbF A8 273. 4418 273. 44 277. 10 F” 小于 0. 05 时, 说明该参数显著, 从表 3 中可以看出, 模型中的 A、 B、 A2、 B2、 AB 因素显著。 通过模 拟得出了沉积物体积与 A、 B2 因素的数学关联 式 沉积物体积mL 125. 48 - 2. 54A 1. 09B 0. 17A2- 0. 07B2 0. 10AB 表 4 二次方模型参数的方差分析 沉积物体积 模型因素平方和自由度均方F 值ProbF A61. 63161. 6316. 420. 001 9 B270. 001270. 0071. 930. 000 1 A219. 81119. 815. 280. 042 2 B219. 11119. 115. 090. 045 4 AB23. 53123. 536. 270. 029 3 基于沉积物体积数学关联式, 对预测结 果和试验结果进行了对比分析。 学生化残差的正 态分布见图 4, 试验值和预测值的对比见图 5, 可以看出学生化残差基本符合正态分布, 试验值 和预测值吻合度较高。 图 4 沉积物体积学生化残差的正态分布 图 5 沉积物体积试验值和预测值的对比 3. 3. 2 絮凝剂浓度和凝聚剂与絮凝剂质量比对 沉积物体积的影响 图 6 为絮凝剂浓度和凝聚剂与絮凝剂质量比 11 2020 年第 5 期程 涛, 等 煤泥水絮凝沉降特性影响分析 对沉积物体积的影响。 由图 6 可知, 凝聚剂与絮 凝剂质量比一定时, 随着絮凝剂浓度的增加上, 沉积物体积逐渐增大。 从图 6 中还可以看出, 絮 凝剂浓度一定时, 沉积物体积随着凝聚剂与絮凝 剂质量比的增加而不断增大。 图 6 絮凝剂浓度和凝聚剂与絮凝剂质量 比对沉积物体积的影响 4 结 语 1建立了上澄清液浊度与各影响因素间的 数学关联模型 上澄清液浊度NTU 202. 812- 34. 02A-1. 19B1. 49A2-0. 17B20. 31AB。 2随着絮凝剂浓度的增加, 上澄清液浊度先 减小后增大, 当絮凝剂浓度为10 g/ m3时, 上澄清 液浊度最小; 絮凝剂浓度一定时, 上澄清液浊度 随着凝聚剂与絮凝剂质量比的增加而不断减小。 3建立了沉积物体积与各影响因素间的数 学关联模型 沉积物体积mL 125. 48-2. 54A 1. 09B0. 17A2-0. 07B20. 10AB。 4随着絮凝剂浓度的增加, 沉积物体积逐 渐增大; 絮凝剂浓度一定时, 沉积物体积随着凝 聚剂与絮凝剂质量比的增加而不断增大。 参考文献 [1] 丁艳娟.密度自动控制系统对重介选煤工艺的影响 [J]. 能源技术与管理, 2013, 382 101-103. 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Vacuum filter anddirect cur- rent electro-osmosis dewatering of finecoalslurry [J].Pro- cedia Earth and Planetary Science, 2009 1 685-693. 􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮􀤮 上接第 8 页 著地提高了重介系统的稳定性, 特别在高低密度 调整的时候, 悬浮液密度不再出现忽高忽低的情 况。 悬浮液密度稳定后, 精煤、 中煤产率波动范 围稳定在 1. 0以内、 中煤里精煤损失量在 2. 0 以下、 矸石中带煤量在 1. 0以内。 有效实现了 生产管理高效、 产品质量稳定、 综合产率提升、 经济效益最大化的目的, 为骆驼山选煤厂的发展 打下了坚实基础。 参考文献 [1] 丁光耀, 隋广武, 吴 永, 等. 无压给料三产品重介质 旋流器分选潘集选煤厂极难选煤的工艺效果 [J]. 煤质 技术, 2019, 345 65-72. [2] 刘常春. 重介选煤厂桶液位、 悬浮液密度的调节与控制 [J]. 选煤技术, 20194 71-73, 76. [3] 霍 勇.重介旋流器及其配套工艺的特点及效果比较 [J]. 煤, 2019, 288 71, 88, 92. [4] 冯 雪. 风力混合介质桶底部沉积重介质在东曲选煤厂 的应用 [J]. 煤炭科技, 2019, 402 111-113. [5] 闫胜雄. 重介选煤工艺存在问题及自动化控制技术优化 研究 [J]. 内蒙古煤炭经济, 20193 17, 43. [6] 陈 辉. 无压三产品重介质旋流器分选效果影响因素分 析 [J]. 选煤技术, 20183 53-55. [7] 李俊虎.中能煤矿选煤厂重介悬浮液特性的调控改进 [J]. 煤炭科学技术, 2018, 46S1 248-251, 270. [8] 李阿庆, 沈丽娟, 陆 扬. 悬浮液密度对煤泥重介旋流器 分选效果的影响 [J]. 煤炭技术, 2016, 358 277-280. [9] 刘 欣. 在重介选煤中提高悬浮液稳定性的方法 [J]. 黑龙江科技信息, 201329 159. 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After the measurement is taken, it will effectively reduce the medium consumption, which reduces tons of raw coal consumption to below 0. 8kg, which is obviously impro- ving the stability of heavy medium system. Keywords coal preparation plant; suspension density stability; multi-point replenishment; high pressure air duct sprout Analysis of influencing the characteristics of flocculation settlement of slimed coal slurry water CHENG Tao, et. al. Shaanxi Huadian Yuheng Coal and Electricity Co. , Limited, Yulin, Shaanxi 719000, China Abstract Muddied coal slurry water processing system is the key during the process of production of coal preparation plant, and studying the system of scientific drug additive sys- tem is very necessary to realize the high effective settlement of muddied coal slurry water. This essay analyzes the influence of characteristics of flocculation settlement of muddied coal slurry water, establish a mathematical association of upper-clarifica- tion liquid turbidity and a mathematical association of sediment volume, to provide accurate auto drug addition with theoretical basis. The study result shows with the increase of concentra- tion of flocculants, when the turbidity of upper clear solution decreases first and then increase, when concentration of floc- culants is 10g/ m3, turbidity of upper clear solution is smal- lest; when the concentration of flocculants is constant, turbid- ity of upper clear solution decreases with increase of the mass ratio of coagulant to flocculant; with the increase of concentra- tion of flocculants, sediment volume becomes gradually big- ger; concentration of flocculants is constant, sediment volume increases with the increase of the mass ratio of coagulant to flocculant. Keywords coal preparation plant; slime water; floccu- lation settlement; turbidity of upper clear solution; sediment volume Application of laminated high-frequency vibrating screen on process transation of Xingtai Coal Preparation Plant ZUO Xin-wei, et. al. Tangshan Lu kai Technology Company Limited, Tangshan, Hebei 063020, China Abstract Aiming at the problems of influencing the qual- ity and recovery rate of crude refined coal products due to clam- ping high ash fine mud for the systemic sorting link of raw coarse mud of Xingtai Coal Preparation Plant B, replace origi- nal hydraulic classification cyclonebow screen with laminated high-frequency vibrating screen for coarse clean coal desilting and ash reduction.After finishing the processing transa- tion, the result of comparison through the stand - alone test showS that the application of laminated high-frequency vibrating screen effectively reduces clamping high ash fine mud with 3. 89 enhanced crude refined coal recovery rate, 3 en- hanced floating tailings ash, and 0. 23 enhanced total refined coal recovery rate. It stabilizes the quality of fine coal products and brings the economic benefits for Coal Preparation Plant. Keywords Coal Preparation Plant; coarse mud; lami- nated high-frequency vibrating screen; high ash fine mud; process transation; applied effect Application of tubular micro-filtration membrane on high-salt water zero emission pretreatment DONG Yun-wen, et. al. Inner Mongolia Coal Manda New Energy Chemical Co. , Limited ordos, Inner Mongolia 017320, China Abstract The mainstream technology of high-salt water zero emission of chemical processing of coal pretreatment softnessdeep concentrationcrystallizationtechnology, which pretreatment unit is the key to running of high-salt water “zero emission” stability; the traditional pretreatment processing procedure is long, with multiple device configuration, large footprint and relatively poor running stability and often occurred turned clarifierhigh-density, which lead to unqualified phe- nomenon of water hardness and turbidity; through the high- salt water of Sinopec Coal Chemical Enterprise anti-permeate concentration water adopts tubular micro-filtration membrane for the medium laboratory of softness, combined with the prac- tice and analysis of project to further argue that tubular micro- filtration membrane is playing the good role in softness and de- turbid silicon pretreatment device and guarantee the stable run- ning of later deep concentration and crystallization system. Keywords high-salt water; tubular micro-filtration mem- brane; pretreatment; coal chemical; softness; industrial scale Feasibility study of hydrogasification semi-coke on blast furnaces blow FANG Ke-xue, et. al. Coal-based Low-carbon State Key Laboratory of ENN Science and Technology Development Co. , Ltd. , Langfang, Hebei 065001, China Abstract Based on the properties of hydrogasification semi-coke and in accordance with the indicator of coal for blast furnace blowing, compare and analyze the adaptability of blast furnaces blow by semi-coke. The result shows that it can satisfy the demand of blast furnaces blow with industrial analysis, ele- ment analysis, calorific value, hazardous element content, fire point, fusion property of ash as well as granularity and others. Keywords hydrogasification; semi - coke; blast fur- naces blow; Feasibility study Standard interpretation of “Coal chemical industry by-product industrial sodium sulfate” ZHOU Zhi-ying, et. al. China Coal Processing salty waste water; by-prod- uct industrial sodium sulfate; standard interpretation