3GDMC1300_920A型重介质旋流器在炼焦煤选煤厂的工艺效果.pdf

3GDMC1300/920A型重介质旋流器在 炼焦煤选煤厂的工艺效果 宋晓艳 1 ,朱艳芬 1 ,邹玲玲 1 ,漆景源 2 ,苑剑清 2 ,史涛涛 2 1 1临涣选煤厂,安徽 淮北 235141; 21唐山国华科技有限公司,河北 唐山 063020 摘 要临涣选煤厂在8100Mt/a的新区西厂采用3GDMC1300 /920A型无压给料三产品重 介质旋流器作为主选设备,分选高含矸、高灰分炼焦煤时,能有效分选出质量合格的优质炼焦 精煤和纯净的中煤、矸石,精煤损失少,数量效率高,工艺效果好。 关键词选煤厂;无压三产品重介质旋流器;可能偏差;数量效率;效果 中图分类号TD94217 文献标识码 A 文章编号 100528397 2008 0620011206 收稿日期 2008209225 作者简介宋晓艳1971 , 女,黑龙江鹤岗人, 1996年 毕业于黑龙江矿业学院选矿专业,工学学士,临涣选煤厂质量检 验科副科长,工程师,电话 0315 - 5913440。 淮北矿业集团临涣选煤厂为矿区型选煤厂, 在原有5100Mt/a规模的基础上,又兴建了总设 计能力为8100Mt/a的西区新厂。新厂共设有三 条平行生产线,分别按三期工程施工。西区新厂 的每条生产线配置了二台由唐山国华科技有限公 司研究制造的大型3GDMC1300 /920A型无压给 料三产品重介质旋流器。现就3103 重介质旋流 器单机检查报告进行简要分析与评述。 1 生产工序 临涣选煤厂入选周边5个煤矿的焦煤、肥煤 和瘦煤,其中孙疃矿、临涣矿为灰分大于50的 高灰分高含矸原料煤。 1原料煤经准备车间的分级、破碎、手选 除杂工序,保证入选粒度 015mm粒 级 综 合 灰 分 达 46161 ,属高灰分煤。其中13mm粒级灰分高 达75以上,约占原料煤的1/5,集中了大量的 矸石。随粒级的减小,灰分有明显降低,但3～ 015mm粒级的灰分仍接近30 ,该粒级产率约 40 ,是分选的主导粒级。孙疃矿原料煤的粒度 组成类似这种情况。 表1 入选原料煤粒度组成 粒级/mm1313～66～33～015计 产率/21169141642410839160100100 灰分/7619058160401092915646161 212 可选性 计算原料煤可选性见表2,依此绘制的可选 性曲线分别见图1、图2。从表2及图1、2可知 这两种原料煤的共同特性是 1 2100kg/L密度级的产率多达 43107 ～55152 ,属高含矸煤。 2100kg/L密度级的 含碳量非常少,灰分高达86113～89145。表 明原料煤中存在大量单体解离的矸石。 11 No16, 2008 煤炭加工与综合利用 COAL PROCESSI NG 2008年8月14日采样 产率/灰分/ 浮物累计/ 产率灰分 沉物累计/ 产率灰分 分选密度 011δ 密度/kgL - 1 产率/ - 1130918041749180417410010046132131415121 1130～11402819881763817871749012050184114038117 1140～11509119161404719791406112270176115012170 1150～11603151251495114810150521038013711606143 1160～11803130371775417812114481528413411703130 1180～21002115531365619313170451228717311802123 21004310789145100100461324310789145 合计10010046132 项目 密度级/kgL - 1 孙疃矿; 2008年3月13日采样 产率/灰分/ 浮物累计/ 产率灰分 沉物累计/ 产率灰分 分选密度 011δ 密度/kgL - 1 产率/ - 113013141512110010053138 1130～114021194101263513581348615960183114027104 1140～1150511019156401459176641657810011506170 1150～11601160301194210510154591558310011603123 1160～11801151401384315611156571958414611701151 1180～21000192561084414812148561448516411800192 21005515286113100100531385515286113 合计10010053138 3 分选效果 2次单机试验分选产物的密度组成和分配率 见表3,015mm粒级煤炭综合分选效果见表4。 311 第一段分选效果 1对于第一段旋流器而言,用可能偏差E kg/L作为工艺性能指标,用数量效率η 作 为工艺效果指标。根据表3的分配率数据绘制的 第一段旋流器的分配曲线见图3。由此可得1、2 次单机试验的可能偏差E值分别为01034kg/L和 01043kg/L。两者是较接近的。试验平均E值为 01039kg/L。这表明在旋流器的轻产物中携带大 于分选密度的物料以及重产物中混有小于分选密 度的物料都很少,分选精度是良好的。 21 煤炭加工与综合利用2008年第6期 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 表3 分选产物密度组成及分配率 试验日期2008年3月13日2008年8月14日 密度级 /kgL - 1 精煤/ 产率灰分 中煤/ 产率灰分 矸石/ 产率灰分 分配率/ 第一段第二段 精煤/ 产率灰分 中煤/ 产率灰分 矸石/ 产率灰分 分配率/ 第一段第二段 - 1130321425120211671080100010001450100201424174010001000100010001000100 1130～1140531151012521171318601000100012701005919381752115101120100010001720100 1140～1150121101913941752615801000100213601001615615199121961910101000100131490100 1150～1160116928128351053116701000100561250100215323179241002614001000100651240100 1160～11800145361644818340191011141119871424155014329157321273813301000100931640100 1180～210001194919151725013711235810491130821140114531762110053145011645148961743137 2100010001001132691549816686114100100 99195010001007162641149918489189100100 98131 合计100100 10122100100 36159100100 851741001009166100100 37150100100 89182 表4 015mm粒级煤炭综合分选效果 试验日期 2008年 3月 2008年 8月 设备编号3103 原料煤 牌号肥煤焦煤 矿井孙疃煤 临涣海 孜5 1 计算 入料 灰分/5313846132 011含量/ 扣除2100kg/L沉矸 1015419150 可选性等级中等中等 理论分选密度/kgL - 1 11551152 分选 产物 精煤/ 产率 灰分 41118 10122 48102 9166 中煤/ 产率 灰分 2158 36159 9157 37150 矸石/ 产率 灰分 56124 85174 42141 89182 第一段 旋流器 分选分配密度kgL - 1 11551152 可能偏差/kgL - 1 0103401043 理论精煤产率/4114848198 数量效率/9913198115 第二段 旋流器 矸石带煤率/ 2100kg/L01061170 数据检验均方差11151107 2两 次 单 机 试 验 的 数 量 效 率 分 别 为 99131和98115 ,平均为98173 ,具有国际 领先水平。这表明混杂在中煤里的精煤仅有 1127 ,工艺效果是很好的。 3前者数量效率近乎100的原因是精煤 灰分为10122 ,比后者高了0156百分点。分选 分配密度相应提高了0103kg/L。 312 第二段分选效果 该厂的重介质旋流器第二段分选密度高于 1190kg/L,所计算的分配率只有2个数据点,无 图3 第一段旋流器的分配率曲线 法按照GB/T15715 - 1995 煤用重选设备工艺性 能评定方法 的要求绘制分配曲线,也无法查得 分选分配密度和可能偏差。可以采用矸石带煤 率和中煤带矸率这两项指标来评定第二段旋流器 的工艺效果。 矸石带煤率m1是小于界定密度的煤炭在矸 石中的错配量占入料 m1 γ 3 γ 1-δ γ 1-δ 1 式中γ3 矸石产率占入料 , ; γ 3 -δ 矸石中小于界定密度级的煤炭产 率, ; γ 1 -δ 计算入料中小于界定密度级的煤 炭产率, ; δ 界定密度,kg/L,设δ2kg/L。 中煤带矸率m2是大于界定密度的矸石在中 煤中的错配量占入料 31 2008年第6期宋晓艳,等 3GDMC1300 /920A型重介质旋流器在炼焦煤选煤厂的工艺效果 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. m2 γ 2 γ 2δ γ 1δ 2 式中γ2 中煤产率占入料 , ; γ 2 δ 中煤中大于界定密度级的矸石产 率, ; γ 1 δ 计算入料中大于界定密度级的矸 石产率, 。 两次单机试验的矸石带煤率和中煤带矸率见表 4。矸石带煤率平均值为0191,即015mm粒级 的原料煤中 015mm粒级的原料煤中 2100kg/L密度级的矸 石混入到中煤的概率也不到1 ,即象这样的1t 中煤中 掺杂的矸石 只有818kg 平均灰 分为 66184 。 这两个数据表明第二段旋流器分选精度是相 当好的,能够分选出纯净的中煤和矸石。根据试 验数据分析, 3GDMC1300 /920A型无压给料三产 品重介质旋流器在没有变动任何部位尺寸的条件 下,就非常适用于高灰分、高含矸劣质原料煤的 分选,可以得到质量合格的优质炼焦煤和纯净的 中煤和矸石。 4 分选情况 在大型无压给料三产品重介质旋流器中各粒 级的分选效果值得关注。表5列出各粒级的分选 效果,表6列出各粒级精煤的密度组成及第一段 旋流器的分配率,各粒级分配曲线见图4。 表5 3GDMC1300/920A型重介质旋流器各粒级煤炭分选效果 试验日期 2008年8月 粒级/mm1313～66～33～015 计算入料 灰分/78122581334010228180 011含量 / 扣除210kg/L沉矸17147181522314215150 可选性等级中等中等难选中等 理论分选密度/kgL - 1 11530115101150011540 分选产物 精煤/ 产率占本粒级14195351735217765143 灰分111511011091579128 中煤/ 产率占本粒级310851781215014196 灰分45162371823515037153 矸石/ 产率占本粒级81197581493417319161 灰分91161891828719187125 第一段旋流器 分选分配密度/kgL - 1 11528115051149511530 可能偏差/kgL - 1 0103010401040105 理论精煤产率 / 占本级15103351975217767132 数量效率/99145991329811197119 矸石带煤率/ 2100kg/L0159014411286188 数据检验均方差1130018511240180 从表5、6及图4可看出 1在第一段旋流器中,随煤炭粒径变小, 数量效率有所减少,与此同时,随粒径变小可能 偏差值有所增大。这两项指标的变化规律趋势是 相吻合的。 2在第二段旋流器中 13mm和13～6mm 两粒级的矸石带煤率仅为千分之七, 6～3mm和 3～015mm两个细粒级矸石带煤率为零。而中煤 带煤率情况正相反, 6～3mm和3～015mm两个 细粒级高于粗颗粒,尤其是3～015mm粒级,此 值近乎7。 3从各粒级精煤的密度组成看,在13mm 和13～6mm两粒级中不存在 1160 kg/L的产 物,而在6～3mm和3～015mm两粒级中混有极 少量1160～1180kg/L及1180～2100kg/L的产 物。这 就 表 现 在 015mm综 合 精 煤 中 混 有 0114的灰分为53176的细粒矸石。由于这些 矸石的掺杂,使精煤灰分增加了0106百分点。 41 煤炭加工与综合利用2008年第6期 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 表6 各粒级精煤的密度组成及第一段旋流器分配率 粒级/mm 密度级 /kgL - 1 13 产率 占本级 / 灰分 / 第一段 重产物 分配率/ 13～6 产率 占本级 / 灰分 / 第一段 重产物 分配率/ 6～3 产率 占本级 / 灰分 / 第一段 重产物 分配率/ 3～015 产率 占本级 / 灰分 / 第一段 重产物 分配率/ 210001000100100100010001001001000100010010010001000100100100 计100100111511001001011010010091561001009128 图4 各粒级分配曲线 5 颗粒的切向速度对分选效果的影响 511 细粒受力小的分析 1颗粒在重介质旋流器内的流动,在密度 场中受离心力和重力作用,由于离心力比重力大 得多,在分析过程中重力作用可忽略不计。 2当量直径为d,密度为 δ的颗粒在旋转 半径R处的切向速度为V1时,作用在它上面的 离心力F1为 F1πd 3δ V 2 1 4R 3 与颗粒同体积密度为Δ的悬浮液切向速度为 V2,给予颗粒的向心拖力F2为 F2πd 3Δ V 2 2 4R 4 颗粒所受的径向合力为 F F1- F2πd 3 δV 2 1 -ΔV 2 2 4R 5 设k V 2 1 R ,代入5式中,得 F πd 3 4 K δ- ΔV 2 2 R πd 3 4 K δ- KΔV 2 2 V 2 1 πd 3 K 4 δ-Δ V 2 2 V 2 1 6 设悬浮液临界密度 Δ′Δ V2 V1 2 7 将7式代入6式中得 F πd 3 K 4 δ- Δ′ 8 根据8式可作以下分析 3同样密度的颗粒,其粒径不同,则在离 心力场中受的力也有所不同。设d为50mm颗粒 的径向合力为F0,Δ,但因其切 向速度滞后,就有可能改变运动方向,混入轻 产物。 表8 在悬浮液Δ1150kg/L时的颗粒临界切向速度百分比值 颗粒密度/kgL - 1 1155116011651170117511801185119011952100 V1 V2 /98137961829513593193921959112990105881858717086160 5 3GDMC系列三产品重介质旋流器的原料 煤是依靠自重无压给入的,初始切向速度为零, 然后随其径向位移,旋转的悬浮液带动物料作同 向运动,使其切向速度得以增大。 6原料煤在旋流器中停留时间短暂,为避 免少量细粒级矸石颗粒在切向速度未超过临界值 时造成污染,早在数年前,临涣选煤厂的东区老 厂采用3GDMC1200 /850A型重介质旋流器时, 就在其入口切向给入部分合格悬浮液其方向与 旋流器旋转方向相同 , 以促进物料尽快超过其 临界切向速度。 在旋流器正常工作时,给料管中间形成一个 与其内部相互贯通的空心柱,少量物料经过中心 空气柱以极小的甚至为零的切向速度进入。针 对这一现象,创造性地设置了布料锥,使其与给 料管内壁之间形成一个完全充满的旋转二相流, 使全部颗粒在进入旋流器之前已得到加速。因选 煤厂设计上的某些原因,在新厂的旋流器入料管 中未设置布料锥,所以就出现了在精煤里混有极 少量1180～2100kg/L密度颗粒的情况。 6 结 语 临涣选煤厂西区新厂采用3GDMC1300 /920A 型无压给料三产品重介质旋流器单机试验证明, 具有原创性自主知识产权的大型高效简化选煤设 备,在分选高含矸、高灰分原料煤时,能有效分 选出质量合格的优质炼焦精煤和纯净的中煤、矸 石,精煤损失量少,数量效率高,指标先进,充 分利用了煤炭资源。原料煤中3～015mm粒级是 主导粒级,应采取相应措施,完善其分选条件, 这对于提高分选效果具有十分重要的意义。 参考文献 [1] 黄海峰,陈干,宋晓艳,等.无压给料三产品重介质旋 流器内物料切向速度对分选效果的影响[ J ].煤炭加工 与综合利用, 2007 5 1～3. 61 煤炭加工与综合利用2008年第6期 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. ● ENGL ISH ABSTRACT ● ENGL ISH ABSTRACT ● Techn ical perance of 3GDMC1300/920A HM cyclone at coking coal preparation plant SONG Xiao2yan et al . Linhuan Coal Prep . Plant, Huipei, Anhui235141, China Abstract3GDMC1300/920A three2product HM cyclone with pressurized feeding used as the main separation equip2 ment atwest unit throughput capacity 8. 0 Mt/a of Linhuan Coal Preparation Plant;While treating raw coking coal of high refuse and ash content, good technical perance attained that qualified concentrate, pure middling and refuse be separa2 ted at low loss and high quantitative efficiency . Keywordscoal preparation plant; three2product HM cy2 clone with un2pressurized feeding; probable error; quantitative efficiency; perance Research on a new three2product HM cyclone with pressurized feedi ng W EI Zhong2kuan et al . Handan Design Eng. Co . ,Ltd. , Handan, Hebei056031, China AbstractDevelopment course of three2product HM cy2 clone introduced, relevant constructional parameter and layout of abrasion2resistentmaterial in itwith pressurized feeding an2 alyzed; Feasible measures for its opti mization suggested, being of directional function for developing a new three2product HM cyclone with pressurized feeding . Keywords three2product HM cyclone with pressurized feeding; constructional parameter; opti mization; Abrasion2re2 sistantmaterial Plotting of washability and distribution curves and analysis of relevant connotations LI Hua et al . China Univ . of M ining washability curve; distribu2 tion curve; analyze I nfluential factors on the accuracy of coal float2and2sink test SUN M ei2li et al . Tianzhuang Coal Prep . Plant, Pingdingshan, henan467013, China AbstractAnalyzed is the various factors that influencing the accuracy of coal float2and2sink test; To improve its accura2 cy through the experiments such as the representation of coal sample, the proportion of accuracy, nor ms of float2and2sink op2 eration and so on. Keywords coal preparation plant; float2and2sink test; coal sample; ash; dense liquid Manufacture and operation of the automatic sampli ng facility on bucket elevator FU Fu2cun et al . Xinglongzhuang Coal Prep . Plant, Yankuang Group, Yanzhou, Shangdong272102, China Abstract Introduced is the development and fabrication of automatic sampling facility at bucket elevator; drawbacks from manual sampling basically solved after its operation; pre2 cision check by two parallel samples denoted that the precision and deviation set up by national standards GB /T19494. 32 2004 acquired. The facility is simple in construction, reliable in operation and superior in automatic level . Keywordscoal preparation plant; bucket elevator; auto2 matic sampling facility; development and fabrication; applica2 tion Experi mental investigation on characteristics of coal for blast furnace injection LIU Ren2sheng et al . Clean Coal R influence on ignition weight loss and char2 acteristic temperature at different rate of temperature elevation and air supply analyzed. Results of experiment denoted weight2loss rate decreased as increase of air flowrate, and in2 creased as increase of temperature elevation2rate. Keywords coal for injection; weight2loss rate; air flow2 rate; elevation rate of temperature; characteristic temperature 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.