工艺流程-选煤工艺流程课件(ppt 76页)

选煤概述选煤概述 耐磨技术部 二零零八年十二月 2018/9/3 主要内容 煤炭在国民经济中的地位 煤的组成与性质 选煤意义、方法及选煤厂 选煤工艺 煤炭在国民经济中的地位 1. 煤炭是我国目前和今后的主要能源 我国煤炭资源在一次能源生产和消费结构中占 70 左右 。 2. 煤炭是工业的粮食人民生活的必需品 国内电力燃料的 76%; 钢铁能源的 70%; 民用燃料的 80%; 化工燃料的 60来源于煤炭 。 3、目前我国煤炭需求状况 2004年原煤产量 19.56亿吨 , 占世界第一。 预计 2005年 煤炭需求增长率将达到 12%左右；原煤生产将达到 21.8亿吨。 H 煤的组成和性质 1. 煤的组成 2. 煤的性质 3. 煤的分类用途 4. 煤的密度组成 5. 煤的粒度组成 H 1. 煤的组成 煤是不均质的混合物，由 有机物质 和 无机物质 两部分组成 ： 有机物质 主要由 C、 H、 O、 N、 S、 P六种元素组成，可以燃 烧，所以也叫可燃体。 无机物质 主要是各种矿物质，通常不能燃烧，也叫灰分 2. 煤的性质 煤的性质分为 物理性质 、 化学组成 、 工艺性能 和 燃烧性 能 等： 物理性质 ： 煤岩组成、颜色、光泽、密度、硬度、导电性 、导热性、耐热性、磁性、粒度组成、泥化程度等。 S 化学组成 ： 煤的化学组成包括 元素组成 和 工业分析 。 元素组成： C、 H、 O、 N、 S、 P ；还含有少量的氟、氯 、砷、硼、铅、汞等。 一般说来，煤中有机物质的元素随着煤化程度而有规 律地变化 。 煤化程度越高，碳的含量越高，而氢和氧的含 量越低。 工业分析 ： 水分、灰分、挥发分和固定碳 水 分 指单位质量的煤中水的含量。分为内在水 分与外在水分。 灰 分 煤完全燃烧后残留物的产率。 挥发分 煤在与空气隔绝的容器中在一定高温下加 热一定时间后，从煤中分解出来的液体（蒸汽状态） 和气体减去水分后的产物。也就是煤在高温下能分解 出的小分子的多少。 固定碳 煤在隔绝空气的条件下有机物质高温分解 后剩下 的残余物质减去其灰分后的产物。 工艺性能 ： 煤的工艺性能与用途有关，包括 粘结性 、 发热量 、 化 学活性 、 热稳定性 、 可磨性 、 成浆性 等。 煤的粘结性 ： 指煤粒在隔绝空气的条件下加热到一定温度后 ，能够熔融、粘结成焦块的性能； （炼焦） 发热量 ： 每单位质量的煤在完全燃烧时所产生的热量，用 MJ/kg表示； （燃烧） 煤的 可磨性、成浆性 确定煤被磨成粉状的难易程度和制成水 煤浆的可能性 ;（制水煤浆） 化学活性 ： 煤在一定温度下与水蒸气、氧气等相互作用的反 应能力，是评价气化用煤和动力用煤的一项重要指标； 热稳定性 ：煤在高温条件下保持原来块状的能力，它也是评 价气化用煤和动力用煤的一项重要指标； 燃烧性能 ： 包括着火点、燃烧过程中的开裂、灰熔点等。 S 3.煤的分类和用途 我国以 煤化程度 及煤的 工艺性能 分为以下几种： 泥炭 ：民用及工业燃料，制煤气和化学产品，提取褐煤蜡和 腐 植酸； 褐煤 ：民用及工业发电燃料，提取褐煤蜡和腐植酸； 烟煤 ： 长 烟 煤 ：民用及工业燃料； 气 煤 ：制煤气，炼焦，发电，燃料； 肥 煤 ：炼焦或工业燃料； 焦 煤 ：炼焦或工业燃料； 瘦 煤 ：炼焦或工业燃料； 弱 粘 煤 ：民用或工业燃料、制煤气，炼焦配煤 ； 不 粘 煤 ：民用或工业燃料、制煤气，炼焦配煤 ； 贫 煤 ：民用或工业燃料； 无 烟 煤 ：制气、电石、碳化硅、电极，高炉喷 吹炼钢，民用燃料。 不同煤化程度的煤炭特征 特 征 泥 炭 褐 煤 烟 煤 无烟煤 颜 色 棕褐色、黑色 褐至黑褐色 黑色 灰黑色 光 泽 无 多数暗 有一定光泽 有弱金属光泽 外部条带 有原生植物残体 不明显 呈条带状 无明显条带 燃烧现象 有烟，发热量很 低，不结块 有烟，发热量 低，不结块 多烟，发热量 较高，结块 无烟，发热量 很高，不结块 内在水分 很高 高 低 很低 密 度 很低 1.11.4 1.21.4 1.351.9以上 硬 度 很软，呈海面状 脆弱，易碎 较高 高 烃 类 有 无 无 无 腐植酸 有 有 无 无 S 4.煤的密度组成 在煤中，煤的密度小，石头（矸石）密度大。就同一煤种而 言，煤中杂质（灰分）含量越高，其密度就越大。重力选煤 就是按照密度的不同来分选出灰分合格的精煤产品的。 浮沉试验 可以了解煤的密度组成，硫分含量以及可选性。 0.5mm煤的浮沉一般采用氯化锌水溶液； 2.0 2.0 1.82.0 煤的浮沉试验结果 密度 级 kg/L 重量 kg 产 率 , % 灰分 A, % 浮物累 计 沉物累 计 0.1含量 , % A, % , % A, % p , % 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 -1.3 8.64 10.74 2.36 10.74 2.36 100.00 38.97 1.3 36.55 1.31.4 20.78 25.81 10.84 36.55 8.36 89.26 43.38 1.4 39.93 1.41.5 11.37 14.12 22.00 50.67 12.16 63.45 56.60 1.5 20.99 1.51.6 5.53 6.87 32.71 57.54 14.61 49.33 66.51 1.6 11.60 1.61.7 3.81 4.73 40.92 62.27 16.61 42.46 71.98 1.7 8.46 1.71.8 3.00 3.73 49.92 66.00 18.49 37.73 75.87 1.9 5.10 1.82.0 4.10 5.10 62.83 71.10 21.67 34.00 78.72 +2.0 23.26 28.90 81.52 100.00 38.97 28.90 81.52 合 计 80.50 100.00 38.97 2018/9/3 可选性曲线 浮物累积曲线 曲线 基元灰分曲线 曲线 沉物累积曲线 曲线 密度曲线 曲线 含量曲线 曲线 S 5.煤的粒度组成 原煤的粒度组成可以通过筛分试验获得。 筛孔为 0.5mm以上的筛分称为 大筛分 ； 筛孔为 0.5mm以下的筛分称为 小筛分 。 大筛分 一般将煤分为以下等级： 100， 100 50， 50 25， 25 13， 13 6， 6 3， 3 0.5 ，以及 0.500， 0.500 0.250， 0.250 0.125， 0.125 0.075， 0.075 0.045，以及 0.045mm各级。 分析煤的粒度组成的意义： 1. 各种分选设备都有其特定的分选粒度范围； 混合跳汰： 50(60)-0.5mm 块煤重介： 300-50(13)mm 混合重介： 50-0.5mm 末煤重介： 13-0.5mm 浮选： 0.5-0mm 2. 市场对煤炭粒度有一定的要求： 粒度 ,mm +100 100-50 50-25 25-13 13-6 6-0 50-0 命 名 特大块 大块 中块 小块 粒煤 粉煤 混煤 S 选煤意义、方法及选煤厂 1. 选煤意义 2. 选煤方法 3. 我国选煤存在的问题与发展前景 3. 选煤厂 1.选煤意义 1.1 选煤的 目的 ： （ 1）除去煤中杂质，降低灰分，提高煤炭质量，适应 用户要求； （ 2）把煤炭分成不同质量、规格的产品，供应用户需 要的产品，以便有效地、合理地利用煤炭，节约用煤； （ 3）去除煤中矸石，减少无效运输，同时为综合利用 煤矸石创造条件； （ 4）除煤中黄铁矿，减少燃煤对大气的污染，同时为 回收硫提供条件。 1.2 用户对煤炭 加工质量加工质量 要求 要求的指标主要有：粒度、灰分、水分、硫分、挥发 分、发热量等。 煤炭质量主要评价指标 灰分 灰分对煤的加工利用极为不利。灰分越高，热效率越低；燃 烧时，熔化的灰分还会在炉内结成炉渣，影响煤的气化和燃烧， 同时造成排渣困难；炼焦时，全部转入焦炭降低了焦炭强度，严 重影响焦炭质量。 水分 水分对煤的加工利用是有害物质。在煤的贮存过程中，它能 加速风化、破裂，甚至自燃；在运输时，会增加运量，浪费运力 ，增加运费；燃烧时，降低有效发热量；在高寒地区的冬季，还 会使煤冻结，造成装卸困难。 硫分 硫分也是煤炭加工利用中不可忽视的物质。在煤炭燃烧过程 中， 它会生成二氧化硫，成为酸雨的主要来源；在煤炭的利用中 也会给其他产物造成不利的影响，如煤中硫 60%以上转入焦炭里， 焦炭中硫分增加 0.1%，高炉用焦就多消耗 2%，石灰多消耗 2%，生 铁产量降低 2%-5%，生铁质量变差。 S 2.选煤方法 2.1 重力选煤 按 密度差别 进行分选的方法。 湿法 跳汰选煤、重介质选煤、摇床选煤、流槽选煤、斜 槽选煤等； 干法 风选、空气重介等。 重力选煤方法与其它选煤方法相比有分选粒度范围宽、 工艺简单、操作维修方便、分选效率高、处理能力大、投资少 等优点，所以得到广泛应用。 2.2 浮游选煤 又叫浮选。按矿物 表面亲水性差异 进行分选 的方法。 2.3 特殊选煤 利用 矿物的导电性、导磁性、摩擦系数、射线穿 透能力 等的不同 ，把有用矿物和杂质分开。 2.4 手选 人工拣矸。根据 块煤与矸石在颜色、光泽及外形上的 差别 由人工拣除的。 2.5 选择性破碎 利用 硬度差别 。 常用的选煤方法是： 跳汰选煤、重介质选煤、浮选。 S 3.我国选煤存在的问题与发展前景 我国选煤工业水平与世界选煤工业水平差距的主要表现： 入选比例少 。主要原因对煤炭质量注意不够； 精煤质量差 。原因是原煤可选性差，选煤厂装备落后 ； 环保问题多 。主要是重视不够； 设备材质次 。原因是整体工业水平不高； 劳动效率低 ，自动化水平不高。 随着中国加入 WTO，剧烈的国际竞争促使我国选煤行业 取得了前所未有的发展。选煤厂数目正不断增加，入 选比例迅速提高，产品质量逐年提高，先进设备和自 动化得到广泛的推广。 S 4.选 煤 厂 4.1 定义：选煤厂是对煤进行分选，生产出不同质量、 规格产品的加工厂。 4.2 分类：分类方法有三种： （ 1）按用户不同分类：炼焦煤选煤厂、动力煤选煤厂或 两者兼有的选煤厂； （ 2）按照选煤厂处理能力分为三类：大型、中型和小型 。 大型 处理能力 1.20Mt/a 中型 处理能力 0.451.20Mt/a 小型 处理能力 0.45Mt/a （ 3）按选煤厂的 位置 及其与 煤矿 的关系分为五种类型 ： 矿井型选煤厂 厂址位于煤矿工业场地内，只 选该矿所产毛煤或原煤的选煤厂。 群矿型选煤厂 厂址位于某一煤矿的工业场地 内，可同时选 该矿 及 附近煤矿 所产毛（原）煤的 选煤厂。 矿区型选煤厂 在煤矿矿区范围内，厂址设在 单独的工业场地上 ， 入选外来煤 的选煤厂。 中心选煤厂 厂址设在矿区范围外独立的工 业场地上的选煤厂。 用户型选煤厂 厂址设在用户（如焦化厂等 )工 业场地上的选煤厂。 现代化选煤厂是一个由许多作业所组成的连续机械加 工过程。所有作业分为 分选作业 和 辅助作业 两类。 世界最大的选煤厂之一 -平朔安家岭选煤厂 安家岭露天煤矿选煤厂位于山西省朔州市，是国家 “ 九五 ” 期间 重点建设项目，隶属于平朔煤炭工业公司， 2001年底投产。设计处 理能力 4250t/h，按 4200h/a标准工作制度计算，年处理原煤 17.80Mt ；按 6000h/a实际工作时间计算，实际处理能力可达 25.50Mt，是我 国规模最大的现代化高效选煤厂。 神华集团公司上湾选煤厂 S 选煤工艺 一、 原煤受煤、储煤 二、 原煤准备 三、 洗选部分 四、 辅助作业 五、 选煤工艺流程图 H 选煤工艺 一、受煤、储煤 受煤和储煤设施，如受煤坑、储煤仓等，用于调节以后生产环 节及物料输送时的不平衡，减少矿井和选煤厂之间的依赖性，有利 于指标稳定和提高自动化水平，同时当洗选的煤混合入选时可以达 到均匀掺合的要求，所以其在选煤厂中的地位应引起足够的重视。 1. 矿井采出的原煤主要通过下列方式输送到选煤厂： 经箕斗或胶带输送机输送：矿井型选煤厂多采用，此时选 煤厂的受煤或准备车间与井口房连在一起。 采用准轨铁路输送：矿区型、中央型和群矿型选煤厂多采 用此种输送方式，此时受煤设施多为受煤坑。 2. 受煤坑 由卸煤机（或底开式矿车卸煤）、受煤坑、给煤机和胶带 输 送机等环节组成。受煤坑长度、容量，是依据所要求的卸煤时 间和储量而定。受煤坑的煤然后可经由叶轮式给煤机给到胶带 输送机上运送到储煤仓（场）。 储煤仓（场）的工艺布置 大容量的圆筒仓（每个仓的容积可达 5000t以上）和封闭式堆取 料机或堆取料混煤机储煤场，是现代化选煤厂原煤储存的先进形式 。 有些选煤厂因为原煤种类多或各矿煤质不均匀还设置多个煤仓 分别装仓进行按比例配煤入选。 近年来由于厂型、设备大型化和现代化以及原料煤均质化等要 求，堆取料机储煤或堆取料混煤配煤储煤场日益发展。 常用的有斗轮式堆取料机，堆料及取料通过三条胶带输送机完 成。封闭式混煤储煤场：避免煤尘飞扬，利于环保，而且有利于冬 季作业。 安太堡露天矿选煤厂快速装车站 S 选煤工艺 二、原煤准备 原煤准备（筛分破碎）一般由筛分、手选、破碎等工艺组成，它的任务 主要是初步除杂，为分选车间做准备的。 预先筛分、人工手选 （将可见矸石或黄铁矿、天然焦及机器杂物拣出） ，大块煤经破碎机破碎与筛下物混合进入分选作业。 预先筛分、检查性手选 （用少数工人拣出铁器、杂物和特大块矸石）， 大块煤和矸石经破碎机破碎与筛下物混合进入分选作业。此类型在我国 选煤厂广泛使用。 采用 选择性破碎机的筛分破碎车间 ，它可以同时完成筛分、破碎、选矸 作业，大大减轻笨重的手选体力劳动，要求大块煤和大块矸石之间脆度 差异大，以跌落试验资料为依据。 预先分级 ，筛上大块物料采用 块煤重介分选 代替人工手选清除大块或特 大块矸石的方案。 只进行 粒度分级 的筛选厂，原煤分成几个不同粒度级别供给用户。 S 三、洗选部分 选煤方法主要分为两类：重力选矿和浮选 1、 重力选煤主要是利用煤和矸石的密度差异进行分选的方法，例如 ：重介质法、跳汰法、溜槽与摇床法。其中广泛采用的方法主要 为：重介质法和跳汰法。 重介质分选 ：分选介质为由磁铁粉、煤泥、水配制成的重悬浮液 （通常成为悬浮液或重质），此重悬浮液的密度与分选密度有关 ，煤和矸石在此悬浮液中借助于重力或离心力分开。 跳汰分选 ：指物料主要在垂直上升的变速介质流中，按密度差异 进行分选的过程。物料在粒度和形状上的差异，对选矿结果有一 定的影响。 2、 浮选： 主要是利用煤和矸石表面性质（润湿性）的差异进行分选 的方法。 选煤工艺 重介质分选 分类特征 分选机类型 分选后产品品种 两产品分选机 三产品分选机 悬浮夜流动方向 水平液流分选机 垂直液流分选机 复合液流分选机 分选槽形式 深槽分选机 浅槽分选机 排矸装置形式 提升轮分选机（斜轮、立轮） 刮板分选机 圆筒分选机 空气提升式分选机 三、洗选部分 （一）选煤用块煤重介分选机 斜轮重介质分选机 立轮重介质分选机 JL型立轮重介质分选机 滴萨型（ DISA）立轮重介质分选机 太司卡型（ TESKA)重介质分选机 圆筒型重介质分选机 三、洗选部分 （二）选煤用末煤重介质分选机 圆锥型重介质旋流器 圆筒型重介质旋流器 三产品重介质旋流器 按其给料方式可分为有压给料式和无压给 料式 无压三产品旋流器结构示意图 重介质旋流器 重介质旋流器 重介质旋流器 重介质旋流器 跳汰分选过程： 原煤给到跳汰机筛板上，形成一个密集的物料层，这个密集 的物料层称为床层。在给料的同时，从跳汰机下部透过筛板周期 地给入一个上下交变水流，物料在水流的作用下进行分选。 跳汰周期：在跳汰选煤过程中，水流上升、下降一次称为一 个跳汰周期。一个跳汰周期包括四个阶段： 上升初期 ，水流加速上升时期： 水流较快地将床层举起，为松散和分层创造条件。 上升末期 ，水流减速上升时期： 因水流速度减慢，颗粒上升速度明显减慢，部分重颗粒甚至 开始下降，床层逐渐松散。 下降初期 ，水流加速下降时期： 水流与颗粒的速度差较小，接近干扰沉降，物料逐渐落到筛 面上。 下降末期 ，水流减速下降时期： 小颗粒在水流作用下，部分穿过大颗粒间的缝隙 吸啜作 用。 风： 压缩空气提供水流垂直交变运动，风阀的作用是将压 缩空气交替地给入空气室中，同时按一定的规律将空气室 中的压缩空气排出室外。当给入压缩空气时，跳汰室中的 水被强制上升；待空气室中的压缩空气排出时，跳汰室中 的水位又自动下降，因此，推动跳汰室中的水面上下运动 形成脉动水流。 水： 垂直流： 物料分层得以实现的客观条件。 水平流： 主要是起润湿和运输的作用，湿润是为了防 止干物料进入水中后结团；运输是负责将分层之后，居于 上层的低密度物料冲带而走，使它从跳汰机的溢流堰排出 机外。 跳汰选煤 跳汰选煤 浮选 是依据矿物 表面润湿性 的差异进行的。煤粒表面润 湿性差，碰撞时粘附在气泡上，被气泡带至水面，形成矿化 气泡。矸石表面润湿性好，碰撞时不与气泡附着，仍留在矿 浆中。将泡沫和矿浆分别排出，即可得到精煤和尾煤。 浮选（浮游选矿） 浮选机 大屯选煤厂用的 FCMC浮选柱 S 四、选煤辅助作业 选煤厂除了主要分选作业外，通常还包括以下