1_1模式的炼焦煤选煤厂.pdf

技术经验 1 1模式的炼焦煤选煤厂 赵树彦,张春林,姚伟民 唐山国华科技有限公司,河北唐山市 063020 摘 要 在选煤厂的主厂房内,由一台三产品重介质旋流器和一台喷射式浮选机组合而成的年处理 能力≤210M t的生产系统,称之为1 1模式的炼焦煤选煤厂。 本文简述这种模式选煤厂的主导技术 三产品重介质旋流器选煤工艺和设备及喷射式浮选机,并以处理能力为410M ta的某选煤厂为 案例,扼要介绍1 1模式的炼焦煤选煤厂的设计。 关键词 炼焦煤选煤厂 1 1模式 三产品重介质旋流器 喷射式浮选机 1 前 言 为适应煤炭洗选加工 “十五” 计划和2015年远 景规划,唐山国华科技有限公司下称 “国华科技” , 以减少基建投资、 降低生产费用、 提高社会效益和经 济效益为指导思想,以开发研制的3GDM C、3DM C 系列三产品重介质旋流器选煤工艺和设备, FJC系 列煤用喷射式浮选机为主导技术,辅以拥有的煤泥 重介质分选工艺、 脱介和分级用单层直线振动筛等 专利技术和非专利技术,经简化流程、 辅助设备选优 和合理布局,设计出1 1模式的炼焦煤选煤厂。在 其主厂房内,由一台三产品重介质旋流器和一台喷 射式浮选机组合而成年处理能力为≤210M t的生 产系统以下简称1 1选煤厂 , 即在该生产系统中 仅用一台三产品重介质旋流器来分选 013 mm粒 级的煤炭,一台喷射式浮选机来分选 013 mm的 煤泥,也就是说用2台设备即可完成煤炭分选任务。 本文简述了1 1选煤厂的主导技术三产 品重介质旋流器选煤工艺和设备及喷射式浮选机, 并以处理能力410M ta的山西某集团有限公司选 煤厂为案例,扼要介绍1 1选煤厂的设计。 2 三产品重介质旋流器选煤工艺和设备 国华科技开发的3GDM C、3DM C系列无压、 有 压给料三产品重介质旋流器选煤工艺和设备,是 “九五” 国家重点科技攻关课题 大型高效全重介选 煤简化流程新工艺及设备 研究成果的2次开发。 其 中,单机处理能力450～480 th的3DM C 1400 1000A有压给料三产品重介质旋流器和单机处理能 力350～400 th的3GDM C 1300920A无压给料 三产品重介质旋流器,均是目前国内外规格和处理 能力最大的设备。其综合技术指标国内领先,并列 入国际先进行列。前者,在山西使用并已通过省级 技术鉴定;后者,已在贵州、黑龙江、宁夏等数座 选煤厂投入使用,并将于年内进行技术鉴定。国家 知识产权局已受理申请号 03261950 2 国华科 技申报的“用于选煤的三产品重介质旋流器” 专利。 211 三产品重介旋流器的技术优势 1能以单一低密度重介质悬浮液一次分选出 质量合格的精煤、中煤和矸石,省略了一套高密度 重介质悬浮液的制备、循环、回收系统;也可以用 低密度重介质悬浮液实现高密度分选,分选出质量 合格的精煤和矸石。大大简化流程,降低设备、管 道的磨损,降低重介质的消耗量。 2大直径的三产品重介质旋流器分选上限达 100 80mm ,实现原料煤不分级、不脱泥入选, 从 而精简了工艺流程、减少设备台数和功率消耗。 3采用国华科技开发的“煤泥重介质分选工 艺”专利技术申请号031242839,利用重介质 旋流器一段轻物料带出的重介质粒度细、悬浮液密 度较低的特点,适当将其分流,进入煤泥重介质旋 流器分选粗粒煤泥。既不需要单独设置供煤泥重介 质旋流器用的超细介质悬浮液的制备、 循环系统,又 可减少进入加工费较高的浮选作业的煤泥量。 4采用国华科技开发的选煤用脱介和分级的 单层直线振动筛专利技术申请号03261946 4 和 其它脱介、脱水非专利技术,提高脱介、介质回收 效果,减小介质耗量。 71 第1期 煤 质 技 术 2004年1月 5采用国华科技开发的重介质悬浮液密度、 磁 性物含量自动检测和调控装置,保证分选效果,稳 定产品质量;第2段重介质旋流器可在线调节分选 密度,分离出纯矸。 6三产品重介质旋流器无运动部件、旋流器 内衬为维氏显微硬度HV 83518的钢玉材料,筒体 寿命达9 000 h以上,可长时间在最佳工况下工作。 近4 a来,国华科技设计新建和技术改造选煤 厂50座。其中,正式投产22座,均采用三产品重 介质旋流器选煤工艺和设备。表1列举了3DM C 14001000A和3GDM C 1300920A三产品重介质 旋流器在山西、 贵州2座选煤厂的生产试验指标。 同 时,还列出部分国内外同类设备的生产试验结果。 表 1数据证明国华科技的水平已进入国际先进行列。 表1 大直径重介质旋流器生产试验指标 型号 3DMC 14001000A 3GDMC 1300920A Г Т У900630 LARCODE M S21000 LARCODE M S21000 3NWX1200850 选煤厂地域山西贵州俄罗斯南非澳大利亚贵州 原煤可选性等级易难难难极难 粒度mm 13 50 5080～1016～01580～0 重悬浮液密度kgL11329～1134411377～1141111425～114501160 处理量 t h 450～480350～400200250250～350 可能偏差kgL010325一段01019～01027一段01023～0103801020101023一段01034～01059 二段01035～01043二段01050～01087二段01035～01066 数量效率 991939512099179310 分选密度kgL21040一段11454一段11425～11450116291134一段11385～11435 二段11524二段1190～2100二段11524～11726 注一、二段轻产物生产动力精煤二产品旋流器 合并为动力精煤二产品旋流器 3 FJC系列煤用喷射式浮选机 国华科技开发的第3代FJC系列煤用喷射式 浮选机,是在我国第1、2代喷射式浮选机基础上, 对浮选机的核心部件充气搅拌装置的结构和参 数进行了优化;改进浮选机入料方式和机槽内煤浆 循环方式,并优选了高效煤浆循环泵,使装机容量 和吨煤电耗都相当或低于其它类型煤用浮选机。 根据我国选煤厂的规模,参照我国煤用浮选机 的系列型谱, FJC煤用喷射式浮选机已形成单室容 积4、8、12、16、20 m 3 系列产品。其中, FJC20是 我国规格和单机处理能力最大的煤用浮选机。该系 列浮选机已列入唐山市科学技术研究与发展计划。 311 FJC系列煤用喷射式浮选机的技术优势 1由于FJC系列喷射式浮选机能析出大量微 泡,对浮选剂有强烈的乳化作用和在机槽内有良好 的煤浆流动形态,因此,其选择性好、处理能力大, 浮选剂耗量和电耗低。 2FJC系列煤用喷射式浮选机工作可靠性好, 充气搅拌装置各部件用定位止口定位、 螺栓紧固,装 配精度易保证;且易磨损的喷嘴采用高铬合金材料 制作,喷出口采用钢玉材料,可长期在最佳工况下 工作;浮选机除刮泡装置外无运动部件;所采用的 煤浆循环泵过流部件全部采用耐磨材质。因此,其 维修工作量仅为机械搅拌式浮选机的20。 3FJC系列煤用喷射式浮选机的室数可依据 煤泥可浮性、入料量选择奇数或偶数FJC4为偶 数组合,灵活方便。 FJC系列喷射式浮选机已在全国十余个选煤厂 使用。表2列举了煤用浮选机充气性能指标。 浮选机的技术经济指标很大程度上取决于其充 气性能。 表2数据表明 FJC系列喷射式浮选机的各 项充气指标均名列国内领先水平。 宁夏某厂曾对一台FJCR1224型喷射式浮选机 由机械搅拌式浮选机改造而成和一台XJX2T12 型机械搅拌式浮选机同时进行试验标定。 结果表明 喷射式浮选机在精煤灰分略低于机械搅拌式浮选机 条件下,处理量提高6814 ,接近FJC系列喷射式 浮选机分选易浮选煤的单位处理量8～10m 3 m 3 h入料浓度 80 gL的上限,电耗和浮选剂耗量 分别仅为机械搅拌式的45和69。 4 1 1模式选煤厂设计简介 411 设计方案 国华科技所承担设计的山西某集团公司选煤厂 是用户型选煤厂,设计能力410M t原料煤a 952 1 4 t h。主厂房内有2套各是210M ta的生 产系统。 81 第1期 煤 质 技 术 2004年1月 表2 FJC系列喷射式浮选机与其它类型煤用浮选机充气性能指标 型 号 单位充气量 m3m3m in 充气均匀度 充气容积利用系数 混合系数 m3气m3水 工作压力 M Pa 第3代喷射式浮选机FJC41131881721520117 FJC8 1101891121010117～0118 FJC12 019488171001021060114～0115 FJC16 113489141001021150117 第2代喷射式浮选机XPM280193821497191156 机械搅拌式浮选机XJX2T801898510 XJX2T12301988313 XJX2T123 3016280159414 XJM2S16110 浮 选 柱 FCSMC20000156～01851100118 3 技术鉴定数据;3 3 选煤厂生产测定数据 设计精煤灰分 915、水分 1115 ,并有可 能根据焦炭质量的要求进行调整。 每个生产系统配置一台大型无压给料三产品重 介质旋流器和一台喷射式浮选机,实现一级洗水闭 路循环,符合环保要求。 入厂原料煤落地堆放,地下受煤坑受煤,原料 煤储煤场堆放量为012～013M t。 由大型室内晾干式储煤场按精煤煤种分别堆放 储存,储存量为01025M t。在储煤场的负标高设有 自动化配煤系统,按焦炭的质量要求实行自动配煤。 全厂所有设备均集中控制,工业电视对主要操 作岗位进行监控,主厂房内只设8名巡视员。 412 工艺原则流程 该选煤厂的工艺原则流程见图1。 图1 工艺原则流程图 原料煤经准备车间由胶带机送到主厂房,用刮 板机分配到重介旋流器进行分选。选后产物用弧形 筛一次脱介,再用直线振动筛2次脱介脱水。在精 煤直线振动筛的出料端有孔径13 mm的分级筛板。 小于13mm的末精煤用离心机脱水,脱水后的末精 煤与块精煤混合运到精煤储煤场。脱介脱水后的中 煤、矸石分别送到露天堆放,汽车外运。 精煤脱介弧形筛的筛下水,一部分分流作为合 格介质循环使用,另一部分到煤泥重介旋流器分选。 其轻产物到精煤磁选机,重产物到中煤磁选机。选 后产物脱介筛的筛下水各自自流到相应的磁选机。 精煤磁选尾矿经振动弧形筛分级,其筛上物进入煤 泥离心机。脱水后的粗粒精煤泥并入最终精煤,弧 形筛筛下水由浮选机直接浮选;浮选精煤由加压过 滤机脱水回收后,汇入重选精煤之中。矸石磁选机 尾矿泵入振动弧形筛,其筛上物自流到矸石脱介振 动筛,其筛下水与中煤磁选机尾矿、浮选尾煤一同 进入一段斜管浓缩机。该浓缩机底流由卧式沉降过 滤式离心机脱水回收,脱水后产物并入中煤。沉降 过滤式离心机的滤液、离心液与一段斜管浓缩机的 溢流,一起进入2段斜管浓缩机。其溢流作为循环 澄清水使用,底流经压滤机脱水回收后卸到堆放场 作为煤泥就地销售。 合格的重介质悬浮液按一定压力泵入重介质旋 91 第1期 煤 质 技 术 2004年1月 流器。中煤、矸石一次脱介的弧形筛筛下水和各台 磁选机的精矿都作为合格介质使用。主厂房内跑、 冒、滴、漏的介质汇集后,由扫地泵打入中煤磁选 机回收。补加的磁铁矿粉直接添入合格介质桶。 413 设备选型 在高效、 大型、 可靠的设备选型原则指导下,根 据该选煤厂单系统年处理能力210M t的需要,选 用了国华科技最近开发的单机处理能力达500 th 的3GDM C 14001000A型无压给料三产品重介质 旋流器;选用单机处理能力达1 000m 3 h的FJC202 5型喷射式浮选机和PF2315型浮选预处理器。 经充 分论证,选用国内最大规格的过滤面积为120m 2 的 GPJ120型加压过滤机,自然沉降面积为100 m 2 的 斜管浓缩机。为便于脱介和维护筛面,选用经多个 选 煤厂生产考验的超宽型、 大振 幅、 双 通道 DM S3636型直线振动筛;为高效回收磁铁矿粉降低 重介质耗量,选用国际名牌的HMDA26型磁选机; 为避免煤泥堵塞筛缝,提高脱水、分级效果,针对 矸石磁选尾矿、精煤磁选尾矿,选用了新颖的V SB 系列振动弧形筛。 选用的其它工艺设备和渣浆泵,均经国华科技 所设计的已投产的诸多选煤厂生产考验,均为高效 可靠的设备。 选煤厂主要工艺设备见表3。 表3 山西某集团有限公司选煤厂 2 10M ta生产系统主要工艺设备 设备用途设备名称型号单机处理量台数备注 原料煤重介质分选无压给料三产品重介质旋流器3GDMC14001000A500 th1国际最大型 煤泥浮选喷射式浮选机FJC20251 000 m3h1国内煤用最大型 煤浆预处理浮选预处理器PF23151 000 m3h1国内最大型 浮选精煤脱水加压过滤机GPJ12090 th1国内最大型 煤泥水分级斜管浓缩机ITT B 1001 100 m3h1国内煤用最大型 煤泥水浓缩澄清斜管浓缩机ITTB 100500 m3h1国内煤用最大型 精煤磁选尾矿脱水分级振动弧形筛VSB302060330 m3h2国内结构创新 矸石磁选尾矿脱水分级振动弧形筛VSB242060250 m3h1国内结构创新 精煤磁选筒式磁选机HMDA26 59142972240 m3h3国外引进 中煤磁选筒式磁选机HMDA26 59142972240 m3h1国外引进 矸石磁选筒式磁选机DMM 1024220 m3h1 粗煤泥重介质分选煤泥重介质旋流器SDMC400200 m3h2一台备用 精煤脱介、分级直线振动筛DM S3636110 th3单层双通道座式 中煤脱介、分级直线振动筛DM S3636140 th1单层双通道座式 矸石脱介、分级直线振动筛DM S3036180 th1单层等厚筛座式 末精煤脱水刮刀卸料离心脱水机LLL 1200600A150 th3一台备用 精煤泥脱水刮刀卸料离心脱水机LLL 1030550A25 th2 粗粒尾煤泥脱水卧式沉降过滤离心脱水机LW Z1200180030 th2 细粒尾煤泥脱水箱式压滤机XM Z50016002XU15 m3h2 414 集控和工艺参数自动测控 1全厂集控。采用可靠性高的可编程序控制 器为控制主机的网络系统结构。主要设备选用美国 GE公司的90270、90230系列PLC、施耐德公司的 MOD ICON 140系列、A2B公司的PLC25系列等品 牌产品。集控系统方式为集中联锁和就地解锁;由 集中调度室进行选择并具有预告和设备禁启、事故 处理、故障诊断及设备保护等功能。 2工艺参数自动测控。对重介选和浮选工艺 采用国华科技开发的自动测控装置,以保证这2台 分选设备在最佳状态下工作。 重介选工艺采用DMAC2 型重介参数自动测 控装置。包括合格介质测控、分流量控制、合格 介质桶液位在线检测和旋流器介质入口压力在线检 测。其中,合格介质悬浮液密度测控精度为01005 kgL。 浮选工艺采用FX2 型浮选工艺参数自动测控 装置。包括入浮煤浆流量、入浮煤浆浓度、入浮 干煤泥量测控、浮选剂添加量测示、浮选剂多点按 比例自动跟踪添加。测控精度为115。 415 主厂房设备布置 选煤厂主厂房为重介浮选联合车间,设备布 置见图2。重介部分的72台设备分6层布置。第6 层设置有入选原料煤胶带输送机的机头部分和原料 煤分配刮板输送机。第5层布置重介质旋流器和矸 石磁选尾矿振动弧形筛,并设有集中控制室。 第4层 布置精煤、中煤、矸石的脱介弧形筛、振动脱介筛 及煤泥重介质旋流器,并设有采样、快浮室。第3层 布置磁选机、卧式沉降过滤式离心机、精煤磁选尾 矿振动弧形筛、末精煤配煤刮板输送机和矸石胶带 02 第1期 煤 质 技 术 2004年1月 12 第1期 煤 质 技 术 2004年1月 优化产品结构 稳定煤炭质量 周曙,葛现玉 皖北煤电集团公司销售公司,安徽宿州市 234011 摘 要 通过对煤层高低硫分最优化配采,达到降低原煤硫分,调节煤炭灰分和发热量,实行自动 配煤装车,满足用户对商品煤质量的需求。既可保证煤炭质量,又合理利用了煤炭资源。 关键词 配采 自动配煤 煤炭质量 1 概 况 皖北煤电集团公司祁东煤矿是国有大型煤矿, 设计能力150104 t, 且建有配套入选能力150 104t的矿井选煤厂。井田面积45 km 2, 可采储量 1188108t。主采煤层从上到下为32、61、71、82、9 层,现开采32和61煤层。该矿由于受地质条件及回 采工艺影响,煤炭质量很不稳定,原煤灰分竟高达 40以上。经过选煤厂加工处理,虽然可以降低灰 分,提高发热量,但受选煤工艺等限制,洗混煤硫 分得不到降低,仍不能满足用户要求,煤炭销售受 影响。针对祁东煤特点,搞准市场定位, 2003年,集 团公司确定该矿商品煤发热量Qnet, ar收购标准为 20191M Jkg,硫分小于1。 输送机。第2层布置末精煤离心脱水机、精煤泥离 心脱水机。底层布置合格介质桶、精煤泥桶、尾煤 泥桶及相应渣浆泵和扫地泵池,还有一台精煤胶带 输送机,并设有介质库及添加设施。浮选部分设备 共21台,分4层布置,在第3、4层布置浮选预处 理器、浮选机、加压过滤机;第2层布置加压过滤 机所附属的气水分离器及卸料装置;底层设有浮选 入料池、浮选精矿桶和相应的煤泥泵,还有一台浮 选精煤转载胶带输送机。 归纳起来该选煤厂主厂房有以下特点 1尽可能使物料依靠重力自流,减少不必要 的输送环节和设备,除原料煤输送和选煤最终产品 贮运设备外,主厂房内只有4台用于转载或配料的 输送机。 2同类设备布置在相同标高的工作面上,便 于集中操作和看管。 3对维修量大或需经常维护检修的设备,留 有足够的检修和吊装空间并设有起重设施。 4工艺设备布置整体紧凑,主厂房高度低 最大标高2713m , 建筑面积和体积小建筑面积 8 470 m 2、建筑体积 47 650 m 3。 5选用高效大型设备,机械台数减少,主厂 房内的吨煤电耗仅为5105 kW。整个选煤厂的单位 投资费用为19195元t原料煤。 5 结 语 国家支持建设新选煤厂和对现有选煤厂的技术 改造。 在选煤厂设计上,厂型向大型化方向发展,应 尽可能采用先进、可靠、大型、高效和机电一体化 设备,以减少设备台数,简化工艺流程,有利于提 高自动化程度,节省基建投资和加工成本,提高选 煤效率、全员效率和经济效益。 国华科技以技术创新为手段探索和实践1 1 选煤厂的设计。一个新事物的诞生,绝不会十全十 美,我们有决心在全国选煤界同仁的关心和帮助下, 及时总结经验和教训,不断完善,为把我国建设成 为一个选煤强国做出应有贡献。 作者简介 赵树彦,男,研究员,原煤炭部首批专业技术拔尖 人才,孙越琦奖获得者。唐山国华科技有限公司董事长兼总工程师。 1982年毕业于淮南矿业学院选煤专业,“九五” 国家重点科技攻关课 题“大型高效全重介选煤简化流程新工艺及设备”总负责人。主持 或主研完成的5项科研课题获国家、煤炭工业科技进步奖,主持过 50座选煤厂设计和技改工程设计。国内外发表论文10余篇。 收稿日期2003- 12- 08 22 第1期 煤 质 技 术 2004年1月