炼焦煤选煤厂的选煤新工艺探讨.pdf

收稿日期 2009 - 07 - 31 作者简介袁永胜1975 - ,安徽安庆人,工程师, 1999年毕业于淮南工业学院,现在中煤国际工程设计研究总院 北京华宇工程有限公司从事选煤厂设计。 炼焦煤选煤厂的选煤新工艺探讨 袁永胜,徐 胜,王 宏 中煤国际工程设计研究总院 北京华宇工程有限公司,河南 平顶山 467002 摘 要论文通过对煤炭分选加工利用的现状分析,结合现有入洗原煤煤质变差的普遍趋 势,探索出适合炼焦煤选煤厂的优选工艺,即预先脱泥无压给料重介旋流 TBS 浮选柱。通过 对优选工艺与其他传统工艺的分析比较,证明新工艺具有对煤质适应性更强,在炼焦煤选煤厂应 用更具优越性的特点。 关键词预先脱泥;无压给料;重介旋流器;TBS;浮选柱 中图分类号TD94 文献标识码 B 文章编号 1671 - 0959 2010 0120023203 1 概 述 在煤炭洗选工程当中,重介旋流工艺是煤炭洗选工程的 首选工艺,传统的重介旋流工艺主要分为脱泥有压给料重介 旋流工艺和不脱泥无压给料重介旋流工艺。随着采煤技术的 发展,传统重介旋流工艺已经呈现出大量的问题,新型重介 旋流洗选工艺的提出已经成为选煤工艺发展的必然。 随着煤炭资源的深度开采,传统的选煤工艺突显出大 量的问题① 随着采煤机械化程度的提高,原煤中细粒物 料的含量相应增加,原煤煤质及可选性变差;② 随着井下 开采技术的发展,原煤产量大幅度增加,原煤中矸石含量 和细泥含量也大幅度增加;③随着重介旋流器的大型化, 要求原煤分选下限较高;④ 针对新建矿井的选煤厂,一般 很少有比较完善的原煤资料。尽管可以借鉴附近煤矿的原 煤资料进行校正,但是与实际的原煤资料都会存在差异。 为此,应探求对煤质适应力较强的选煤新工艺,弥补煤泥 含量较大的、设备分选下限不够的缺点。 2 选煤新工艺的探讨 根据炼焦煤选煤厂的特点,原煤一般要求全粒级入洗。 针对不同的选煤方法及不同粒级的分选特点,选择适应能 力最强、分选精度最高的选煤方法,是 “ 优选 ”选煤工艺 的核心之处。然而,传统的重介旋流分选工艺主要分为两 大流派一是不脱泥无压给料重介旋流分选工艺;二是脱 泥有压给料重介旋流分选工艺。现结合多年来对选煤厂设 计的经验,分别对两种工艺进行优缺点分析,提出对煤质 适应性更强的预先脱泥无压给料重介旋流分选工艺。 211 不脱泥无压给料重介旋流分选工艺 不脱泥无压给料重介旋流分选工艺是原煤不进行预先 脱泥直接进入洗选系统,在少量介质的预先润湿作用下, 靠其自身重力从旋流器的中心给入,重介悬浮液是从下部 切线给入。物料在旋流介质中作离心运动,密度较大的重 产物穿过分离界面向旋流器的内壁运动,最终由旋流器上 端口底流排除,比重较小的轻产物不会穿越分离界面,通 过螺旋运动至旋流器底部的中心溢流口排除,物料和介质 接触时间较短,物料在旋流介质中只有重产物穿过分离界 面的单向运动,避免了轻、重产物交错穿越分离界面,相 互干扰的弊端,对提高分选效率和分选精度非常有利。 不脱泥无压给料重介旋流分选工艺的主要缺点是 1 对于原生煤泥量较大的炼焦煤选煤厂,大量原生煤 泥直接进入重介悬浮液系统的后果就是悬浮液粘度大大增 加,严重恶化对细粒度物料的有效分选,分选下限达不到 规定的要求。 2 为缓解悬浮液粘度异常增加的矛盾,就需要加大对 合格介质的分流处理,导致合格介质分流量加大,合格介 质的大幅度分流带来的直接后果是介质密度稳定性变差, 影响重介系统分选效率。 3 大量的合格介质分流入稀介质,加大了磁选机的负 荷,使磁选效率降低,导致单位介耗指标增加,选煤成本 增加。 4 不脱泥工艺介质循环量大,循环泵的功率增大,且 要求的脱介筛的脱介面积增大,磁选机台数增多,所以基 建投资高,吨煤电耗相应增高。 212 脱泥有压重介旋流分选工艺 脱泥有压重介旋流分选工艺是将准备后的原煤,进入 脱泥筛预先脱泥,原煤脱泥后进入混料桶,将与介质充分 混合后,通过渣浆泵将煤和介质切线给入旋流器,物料和 介质在旋流器中作离心运动,物料在离心力作用下,位于 分离界面内的重产物会穿越分离界面,向旋流器内壁运动, 位于分离界面外的轻产物在离心拖拽力的作用下穿越分离 32 2010年第1期 煤 炭 工 程 设计技术 界面向中心运动,所以就形成了轻重产物交错穿于界面, 相互碰撞,相互干扰的现象。 预先脱泥有压重介旋流工艺的主要优点 1 主厂房整体高度下降,基建投资少。 2 煤泥预先脱出,循环介质量粘度较小,分选下限较 低,对细粒物料分选精度较高。 3 煤泥预先脱出后,减少煤泥进入介质系统,减少循 环介质流量,减少脱介筛的面积,同时降低磁选机的负荷, 磁选效率提高,介质消耗降低。 预先脱泥有压重介工艺的主要缺点 1 存在大块物料堵塞介质泵和管道的事故隐患。 2 高速旋转的介质泵输送原煤,对原煤产生二次破 碎,使次生煤泥量加大。 3 合格介质桶和混料桶液位的动态平衡问题给实际生 产造了成较大困难。 213 预先脱泥无压重介旋流分选新工艺 通过对传统重介旋流工艺的分析比较,充分考虑采用 传统工艺的优点,弥补传统重介旋流工艺的不足,结合我 国现有原煤煤质的开采方式,以及原煤性质多样化的特点, 选煤设备大型化,分选下限不理想的情况下,华宇公司提 出了对原煤煤质波动适应能力更强的预先脱泥无压重介旋 流分选新工艺。 预先脱泥无压给料重介旋流分选新工艺是在不脱泥无 压三产品重介旋流器分选工艺基础上发展起来的一种高效 选煤工艺。原煤经过原煤准备后,首先进入脱泥筛在喷水 作用下实现的脱泥,经过脱泥后的筛上物,通过自重到旋 流器的预先旋流漏斗,由旋流器的中心给入,介质则通过 泵送,由旋流器的底部切线给入。物料进入旋流器后,在 介质的旋流作用下作螺旋运动,比重大的重产物穿越分离 界面进入到重产品中,比重小的轻产物则不穿越分离界面 直接从中心柱排出,该工艺具备无压给料重产物单向运动 的优点,避免了轻、重产物交错穿越分离界面相互干扰的 弊端。 预先脱泥无压重介旋流分选新工艺同原有的预先脱泥 有压给料和不脱泥无压给料相比较具有如下特点。 1 入选粒度范围较宽,入选粒度为0～80mm,入料粒 度不受泵叶轮间隙的制约。 2 次生煤泥量减少。由于物料靠自重进入旋流器,介 质由泵输送至旋流器并沿切线给入,减少了物料之间的相 互碰撞几率,且重产物运行线路短,从而减少了次生煤泥 量,总煤泥量可减少3～5。 3 物料和介质接触时间短,分选速度快,可减少矸石 泥化,更有利于矸石易泥化的原煤分选。 4 原煤预先脱泥后,合格介质内的煤泥量得到有效控 制,分流量减少,介质密度稳定性提高,有利于提高分选 效率。分流量减少后,磁选机负荷率降低,介质消耗量低, 选煤成本得到有效控制。 5 避免大块物料对介质泵、管道的堵塞事故,避免了 混料桶与合格介质桶的液位动态平衡问题,极大的方便了 现场生产管理。 3 选煤新工艺的配套工艺探讨 通过前面对主洗工艺的介绍,“ 优选 ”选煤新工艺配套 的分选工艺主要包括粗煤泥分选工艺和细煤泥分选工艺。 通常对粗煤泥分选有煤泥重介旋流器、螺旋分选机、TBS 干扰床三种工艺,细粒煤泥的分选则主要通过浮选机和浮 选柱,根据不同粒级选择分选精度最高的选煤方法,探求 合理的煤泥配套分选工艺,是对 “ 优选 ”选煤新工艺的补 充和完善。 311 粗煤泥分选工艺探讨 煤泥重介分选物料来自精煤脱介弧形筛下分流出来的 已在主选旋流器得到初步分选,但灰分还达不到要求的粗 煤泥,在煤泥重介旋流器中再进一步得到有效分选。但是 煤泥重介往往存在分选密度难以自动在线调节,粗精煤泥 的灰分受主洗分选密度影响,因此不被广泛使用。 粗煤泥螺旋分选工艺是动力煤选煤厂设计中较多采用 的一种煤泥分选工艺。由于其分选精度较差,对入料浓度 和粒度要求较严,分选密度较高,一般都在1175kg/L以 上。一般用于动力煤选煤厂的降硫,对难选煤和要求生产 低灰精煤时,难以满足要求。因此炼焦煤选煤厂不推荐使 用螺旋分选机。 TBS干扰床在国内外的大量实验与现场数据均表明, 入料粒度上下限之比以4∶1时,分选物料在上升水流中受 形状因素影响较小,物料分层主要取决于密度因素。在脱 泥重介工艺中,广泛采用110mm脱泥,因此粗煤泥的粒度 范围一般控制在110～0125mm之间。脱泥无压重介旋流器 分选与TBS干扰床分选工艺结合,解决了重介旋流器分选 下限不够的问题。 312 细煤泥分选工艺探讨 从目前对细粒煤的分选工艺来看,浮选机和浮选柱都 是成熟的分选设备。然而浮选柱在微细粉煤的分选中更具 优势。 由于浮选柱工艺集浮选原理和重选原理于一体,采用 两段式分选,完成粗选、精选和扫选作用,使高灰细泥对 精煤的污染小,提高对物料分选精度和分选效率;浮选柱 通过自吸式节能微泡发生器,充气量大,气泡质量好,完 全适用于小于015mm煤泥浮选,尤其适合于灰分高、粒度 特细的难选煤泥浮选。 通过上述分析讨论,预先脱泥无压给料重介旋流器 粗煤泥TBS分选细煤泥浮选柱分选是炼焦煤选煤厂的优 选工艺。其原则流程示意图见图1。 4 结 语 随着选煤厂厂型的日益增大,设备大型化、单台套技 术的发展,预先脱泥技术能有效控制旋流器的分选下限, 42 设计技术 煤 炭 工 程 2010年第1期 收稿日期 2009 - 03 - 24 作者简介陈素玲1963 - , 女,山西交城人,高级工程师, 1984年毕业于阜新矿业学院,主要从事煤矿电气设计 和研究工作。 谈中小型矿井地面建构筑物防雷装置的 设置问题 陈素玲,姚 义 北京圆之翰煤炭工程设计有限公司,北京 100088 摘 要依据煤炭行业的特点和中小型矿井企业生产的过程,论述了中小型矿井地面建 构筑物的特点。随着矿井生产自动化水平的提高和发展,中小型矿井安装弱电系统的地方越 来越多,虽然按照GB5007 - 94和JGJ 16 - 2008的相关条文,有些建筑物并不需要设置防雷装 置,但考虑到其特殊性和重要性,还是应当设置。对规范条文要结合实际情况,灵活掌握。 关键词三类防雷建筑物;防雷装置;接地电阻值 中图分类号TU895 文献标识码 B 文章编号 1671 - 0959 2010 0120025202 众所周知,煤炭生产是高危行业,因此煤炭企业生产 过程的安全性就显得尤其重要。我国各级政府和相关企业 的管理机构对矿井的安全生产均相当重视,特别是对矿井 井下生产系统的安全,每年都会投入大量的资金、设备和 人力保证井下生产系统的安全。而地面建构筑物和地面 各生产系统的安全就没有给予足够的重视,特别是对地面 建构筑物的防雷问题,经常是雷击发生后,影响了生产 或损坏了设备,才去更新和维护。更令人担忧的是,如今 在一些中小型矿井企业,在设计和建设阶段,对雷击灾害 认识不足,重视程度不够,从而也就不认真对待,这样就 为以后的安全生产留下了隐患,一旦遭到雷击,小则影响 生产效率,减小企业的经济效益,大则威胁到人的生命。 我国的大量矿井地处于山西、内蒙、新疆等地,这些 地方都属于雷击事故多发区域。在多年的设计实践工作中, 发现矿井企业的一些小型地面建构筑物在设计图里根本 就不要求设置防雷装置,而实际上,这些建筑物经常是孤 立的处在矿井地面工业场地的某个区域,因此应当结合实 际情况,为这些建构筑物设置防雷装置,从而消除以后 的安全隐患。 1 中小型矿井地面建构筑物的特点 矿井生产环节主要分为地面和井下两部分,地面的设 备、材料、人员和建构筑大部分是为井下生产一线服务 的,这样井上下的联系就有了如下的内容风、水、电、 人、设备材料和煤流,所以也就相应形成了矿井地面的建 构筑物风机房、水处理站、调度楼、变配电所、材 料库、办公楼和原煤仓等,如果配套有地面生产系统,就 会有胶带走廊 、 拉紧间 、 落煤塔等,至于每个建构筑物 图1 原则流程示意图 通过TBS分选工艺对1～0125mm的粗煤泥进行分选,弥补 大直径重介旋流器分选下限不低的缺陷,- 0125mm的细煤 泥采用优势明显的浮选柱。该工艺对不同粒级的原煤采用 最佳的分选方法,对煤质波动的适应性强,且产品结构灵 活可调,是一套完善的分选新工艺,该工艺在新建的大型 炼焦煤选煤厂优势更为突出。 参考文献 [1] 谢广元,张明旭,边炳鑫,等.选矿学[M ].徐州中国 矿业大学出版社, 2001. [2] 戴少康.选煤工艺设计的思路与方法[M ].北京煤炭工 业出版社, 2003. [3] 李寻,刘顺.选煤厂设计[M ].北京煤炭工业出版社, 1995. [4] 路迈西.选煤厂技术管理[M ].徐州中国矿业大学出版 社, 2005 . 责任编辑 赵巧芝 52 2010年第1期 煤 炭 工 程 设计技术