毕业设计（论文）-赵各庄6.0Mta炼焦煤选煤厂初步设计.doc

辽宁工程技术大学毕业设计（论文）前言能源是国民经济发展和人类赖以生存的物质基础。煤炭是我国的主要能源，其生产量和消费量一直占能源的70%左右。全套图纸加扣 3012250582我国煤炭资源丰富，品种齐全。到20世纪末，煤炭的探明储量有100000Mt，其中已利用储量中商有可采储量800亿吨；我国的石油、天然气资源相对不足，其储量只可供开采几十年；水利资源虽然丰富，但集中在西南地区，而且开发利用需要的投资很大：核能、太阳能、风能、生物能的开发利用刚刚起步。所以，在未来几十年内，煤炭仍是我国最可靠的能源，煤炭的基础能源地位不会改变。煤炭洗选加工技术是洁净煤技术发展的源头技术，是提高煤炭质量的有效技术。目前，国内煤炭洗选加工技术的开发、应用、推广方面有显著的进展。应加大煤炭洗选力度，使用户用上符合自己质量要求的产品，既可提高能源利用效率，还可减少环境污染，又可节约矿产资源。目前中国原煤入洗比例还是很低，仅为36.7%，在主要产煤国中是最低的，这为煤面料行业的洗选煤加工技术及水平的发展带来了较大的空间。对于煤炭企业，为了使煤炭资源得到充分的利用，必须进行机械加工和化学加工。实践证明，选煤是提高煤炭使用价值，充分利用煤炭资源最经济而有效的加工方法之一。原煤通过选煤和筛分加工后，可改善煤炭产品质量，生产出满足不同用户需求的、不同规格的产品，进而减少矸石的无效运输，提高煤炭利用率，节约能源，同时会给企业带来丰厚的经济效益。因此，对煤炭进行洗选加工，建立选煤厂是非常必要的。本设计任务是设计处理量为6.0 Mt/a的大型矿井型选煤厂，工作制度为330天/年，16小时/天，采用三班制，两班生产，一班检修。本次设计的主要内容是对原煤的煤质资料进行分析和综合，评定原煤的可选性。制定原煤分选工艺流程，进行流程计算以及工艺设备的选型与计算,对厂房进行工艺布置,绘制主要生产车间的剖面图,最终对本次设计进行技术经济评价。1厂区概况1.1项目隶属关系及地理位置该矿位于唐山赵各庄矿业有限公司工业广场内，矿井所处地区为缓丘地带，地势起伏较大。赵各庄矿位于唐山市东北部，距唐山市约30Km，有专用铁路、公路与外界相通。地处华北北部，临近京、津地区和东北老工业基地，向南、向东毗邻天津港、京唐港，紧邻古冶车站和京津唐高速公路，交通运输十分便利。图.1-1 地理位置图Fig.1-1 The geographical location map1.2水文地质条件拟建场地位于唐山市古冶区赵各庄矿院内，地貌上属于山前平原，地势北高南低。场地内未发现河道、沟、墓穴、防空洞、孤石等对工程不利的埋藏物，地层基本稳定。未发现不良地质作用，适宜建筑。在勘察深度范围内未发现地下水，该场地附近无污染源且远离污染源，根据以往工程经验，该场地土无腐蚀性，故设计施工时可不考虑本场地地下水和土对混凝土、混凝土中钢筋、钢结构等建筑材料的腐蚀性。1.3工程地质和地震情况根据建筑抗震设计规范(GB50011-2001)中提供的地震动参数区划，本区抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度值为0.20g，设计地震分组为A.0.2-1第一组。1.4气候特征1）气温区内属于暖温带半湿润季风型大陆性气候。具有冬季干燥、夏季湿润、降水集中、季风显著、四季分明等特点。全年平均气温在10-11.3之间，年最高气温38.1，最低-19，全年最低气温一般在每年的一月份，平均-15.4。2）降水区内降雨多集中在6-9月份，春季少，时有早春。年平均降水量554.9mm，年最大降水量934.6mm，年最小降雨量372mm，日最大降雨量186.8mm，年最大蒸发量2714.3mm，年最小蒸发量360.4mm。3）季风当地的风随季节变化而变化。冬季受西伯利亚较强冷空气影响，该地区盛吹西北风；夏季，受海洋暖湿气团影响，盛吹偏南风；春秋两季是冬季风和夏季风的过度季节，风向多变。1.5水源供应及排水条件 1）选煤用水水源选煤厂生产、生活及消防用水水源取自自备矿井水。2）排水因工业场地地形高差变化较大，排水系统分高区和低区两部分。低区排水均集中到污水泵站，经加压后排至办公楼附近与高区排水系统合并自流排入矿井排水系统中，再集中进入污水处理厂统一处理。1.6电源供应情况选煤厂电源接自矿井电源。1.7建筑材料供应本工程所用的建筑材料购置方便，均可由当地采购。2原料煤基地2.1原料煤生产及供应煤质资料分析与综合的目的是为了进一步了解煤的内在特性，根据工业对煤质的要求，制定合理的选煤工艺流程,掌握综合原煤的特性，绘制可选性曲线，评定原煤可选性以及进行工艺流程的计算。该设计厂型为矿区型炼焦煤选煤厂，年生产能力6.0Mt/a，每年工作330天，每天选煤16h，主要用作炼焦煤。按固定比例混合入选A、B两层煤，煤层系数K1=50%，K2=50%。2.2煤层及煤质选煤厂主要入选赵各庄矿的原煤。灰分(Ad)：A层煤灰分较高，平均值为46.36%，以高灰煤为主；B层煤灰分较低，平均值为39.51%，以低灰煤为主。硫分(St,d)：A层煤属特低硫或低硫煤，平均值为0.84%；B层煤以特低硫或低硫煤为主，平均值为0.70%。各煤层均以有机硫为主，B层煤含黄铁矿稍多。挥发分(Vdaf)：各层煤挥发分均37%。元素分析：各层煤中碳含量（C daf）一般为8081，氢含量（H daf）一般为55.5，氧含量一般1113。依据中国煤炭分类标准（GB5751-86）：A层煤、B层煤均属肥煤。2.3煤层及生产煤样该设计厂型为矿区型炼焦煤选煤厂，年生产能力6.0Mt/a，主要入选各个矿的原煤，入选原煤主要为肥煤，选煤产品做炼焦煤使用。在统计了邻近矿多个生产煤样的灰分、硫分资料并参照开滦各矿历年统计资料，得出以下结论：A号原煤灰分（Ad）多在27%45%之间，硫分（St,d）多在0.62%0.94%之间；B号原煤灰分（Ad）多在27%47%之间，硫分（St,d）多在0.58%0.86%之间。3 煤质资料分析及可选性评定煤质资料分析与综合的目的是为了进一步了解煤的内在特性，根据工业对煤质的要求，制定合理的选煤工艺流程,掌握综合原煤的特性，绘制可选性曲线，评定原煤可选性以及进行工艺流程的计算。3.1煤样工业分析指标及筛分浮沉资料原煤的煤质资料是制定选煤工艺流程、进行流程计算和设备选型的基本数据。煤质资料分析与研究的目的是为了进一步了解煤的内在特性和制定合理的选煤工艺流程。煤质资料综合的目的是为了掌握综合原煤的特性，绘制粒度特性曲线和可选性曲线，进行工艺流程的计算，是选煤厂设计的基础工作。A号煤层筛分试验结果见表3-1，B号煤层筛分试验结果见表3-2,A号煤层自然级筛分浮沉试验报告见表3-3，B号煤层自然级筛分浮沉试验报告见表3-4。表3-1 A号原煤筛分试验结果表Tab.3-1 Table of the results of A coal bed natural grade screen test粒级（mm）产物名称A层（K（ 1）50%）本层全样Ad/%/%/%12345 100手选煤11.00 5.50 38.78 夹矸煤0.000.000.00矸 石2.00 1.00 80.84 小 计13.00 6.50 45.25 10050煤9.50 4.75 38.78 手夹矸煤0.000.00 0.00选矸 石2.50 1.25 80.84 小 计12.00 6.00 47.54 50合计25.00 12.50 46.35 5025煤15.28 7.64 69.63 2513煤12.16 6.08 65.97 136.0煤11.95 5.97 44.96 6.03.0煤9.38 4.69 36.24 3.00.5煤16.88 8.44 28.51 0.50.0煤9.37 4.68 27.04 500合计75.00 37.50 46.36 毛煤总计100.00 50.00 46.36 表3-2 B号原煤筛分试验结果表Tab.3-2 Table of the results of B coal bed natural grade screen test粒级（mm）产物名称B层（K（ 2）50%）本层全样Ad/%/%/%12678 100手选煤9.00 4.50 26.22 矸 石2.00 1.00 79.37 小 计11.00 5.50 35.88 10050手选煤6.00 3.00 26.22 矸 石3.00 1.50 79.37 小 计9.00 4.50 43.94 50合计20.00 10.00 39.51 5025煤6.68 3.34 58.65 2513煤10.01 5.00 60.15 136.0煤16.69 8.34 47.10 6.03.0煤11.51 5.76 36.09 3.00.5煤14.97 7.48 28.94 0.50.0煤20.14 10.07 26.43 500合计80.00 40.00 39.51 毛煤总计100.00 50.00 39.51 表3-3 A号煤自然级筛分浮沉试验报告表Tab.3-3 Table of results of A coal bed natural grade float-and-sink test筛分特性5025mm2513mm136mm产率/%灰分/%产率/%灰分/%产率/%灰分/%密度级/kgL-120.3769.6316.2165.9715.9344.96本级全样灰分本级全样灰分本级全样灰分/%/%/%/%/%/%/%/%/%123456789101.877.4911.728269.838.288242.074.9580.75小计10015.1368.5810011.8663.8310011.7745.09煤泥0.980.1535.452.530.3135.551.510.1833.54总计10015.2868.2510012.1664.4310011.9544.92续表3-3筛分特性63mm30.5mm0.550mm产率/%灰分/%产率/%灰分/%产率/%灰分/%密度级/kgL-112.5036.2422.5028.5187.5249.12本级全样灰分本级全样灰分本级全样占全样灰分/%/%/%/%/%/%/%/%/%/%1111213141516171819201.815.651.4379.0921.073.5674.3946.2529.9314.96580.84小计1009.1134.2710016.8827.9610064.7332.36548.27煤泥2.880.2734.980027.781.390.920.4634.96总计1009.3834.310016.8827.9610065.6332.81548.09表3-4 B号煤自然级筛分浮沉试验报告表Tab.3-4 Table of results of B coal bed natural grade float-and-sink test筛分特性 5025mm2513mm136mm产率/%灰分/%产率/%灰分/%产率/%灰分/%密度级kg/L8.3558.6512.5160.1520.8647.10本级本层灰分本级本层灰分本级本层灰分/%/%/%/%/%/%/%/%/%123456789101.865.634.3782.565.656.568247.177.7979.76小计(去泥)1006.6660.961009.9960.510016.5246.88煤泥0.360.0230.030.160.0230.031.010.1726.99总计1006.6860.8510010.0160.4510016.6946.68续表3-4筛分特性 63mm30.5mm0.550mm产率/%灰分/%产率/%灰分/%产率/%灰分%密度级kg/L14.3936.0918.7128.9474.8243.91本级本层灰分本级本层灰分本级本层全样灰分/%/%/%/%/%/%/%/%/%/%1111213141516171819201.832.933.7477.0325.283.7872.6744.1226.2413.1279.37小计10011.3436.2910014.9728.2410059.4829.7444.03煤泥1.460.1726.990027.450.630.380.1927.31总计10011.5136.1510014.9728.2410059.8629.9343.933.2 煤样筛分资料整理分析与综合对于自然级来说，确定各层煤在入厂（选）原煤中所占的百分数表3-5中， K1=50%，K2=50%，K=K1+K2=100%由原煤筛分实验表可得知： 1）+50mm粒级情况：将+50mm粒级的煤采用分选的方法分开并进行分析实验，得到煤、矸石的含量和灰分。从综合的那栏数据可以得知原煤中含有矸石含量较高，为高矸等级。由于炼焦用煤，对于+50mm粒级，一般设置检查性手选拣矸。 2）各粒级含量分析：A号煤各粒级的质量百分数相近，说明A号原煤的粒度分布均匀；B号煤小粒级含量较多，且灰分较低，表明B号原煤煤质较软。 3）各粒级的质量分析：A号各粒级灰分与原煤总灰分相近，表明A号煤煤质均匀。 B号煤灰分随粒度的减小而减小表明B号煤煤质脆易碎。最优洗选方式采用分级分选和破碎至-50mm以下后混合分选两种方式进行比较。方案：混合入选；+50mm粒级入选原煤破碎后和-50mm自然级原煤一起进行洗选。方案：直接分级入选；+13mm原煤和-13mm自然级原煤直接分级进行洗选。综合入厂原煤两层煤的原始煤质资料可得原煤筛分分析表。将各层煤占本层煤的粒度级别分别换算成占入厂（选）原煤的百分数如表3-7中第4栏和第7栏和第10栏。将占全样各个数值按等粒级相加，即得原煤各粒级的含量。如表3-10中综合后各粒度级的灰分用加权平均法计算，例如，表3-7中，第14栏各行为。表3-5 两层原煤筛分试验结果综合表Tab. 3-5 Table of the results of the two coal bed natural grade screen test粒级（mm）产物名称A层（K（ 1）50%）B层（K（ 2）50%）综合（K100%）本层全样Ad本层全样Ad本级全样Ad/%/%/%/%/%/%/%/%/%1234567891011 100手选煤11.00 5.50 38.78 9.00 4.50 26.22 10.00 10.00 33.13 矸 石2.00 1.00 80.84 2.00 1.00 79.37 2.00 2.00 80.11 小 计13.00 6.50 45.25 11.00 5.50 35.88 12.00 12.00 40.96 10050手选煤9.50 4.75 38.78 6.00 3.00 26.22 7.75 7.75 33.92 矸 石2.50 1.25 80.84 3.00 1.50 79.37 2.75 2.75 80.04 小 计12.00 6.00 47.54 9.00 4.50 43.94 10.50 10.50 46.00 50合计25.00 12.50 46.35 20.00 10.00 39.51 22.50 22.50 43.31 5025煤15.28 7.64 69.63 6.68 3.34 58.65 10.98 10.98 66.29 2513煤12.16 6.08 65.97 10.01 5.00 60.15 11.08 11.08 63.34 136.0煤11.95 5.97 44.96 16.69 8.34 47.10 14.32 14.32 46.21 6.03.0煤9.38 4.69 36.24 11.51 5.76 36.09 10.44 10.44 36.16 3.00.5煤16.88 8.44 28.51 14.97 7.48 28.94 15.92 15.92 28.71 0.50.0煤9.37 4.68 27.04 20.14 10.07 26.43 14.76 14.76 26.62 500合计75.00 37.50 46.36 80.00 40.00 39.51 77.50 77.50 42.82 毛煤总计100.00 50.00 46.36 100.00 50.00 39.51 100.00 100.00 42.94 3.3方案混合入选3.3.1原煤破碎级筛分试验表整理混合入选将原煤中+50mm粒级原煤破碎至-50mm粒级，其筛分试验结果表如下：表3-6 两层煤+50破碎级筛分试验试综合表Tab. 3-6 Table of the results of two coal bed +50 broken level grade screen test粒级/mm甲层（K112.5%）乙层（K210.00%）综合（K22.50%）占本层占全样Ad占本层占全样Ad占本级占全样Ad校正/%/%/%/%/%/%/%/%/%123456789101150255.09 2.55 69.63 1.67 0.84 58.65 15.03 3.38 66.92 66.91 25134.05 2.03 65.97 2.50 1.25 60.15 14.57 3.28 63.75 63.74 136.03.98 1.99 44.96 4.17 2.09 47.10 18.12 4.08 46.05 46.04 6.03.03.13 1.56 36.24 2.88 1.44 36.09 13.34 3.00 36.17 36.16 3.00.55.63 2.81 28.51 3.74 1.87 28.94 20.82 4.68 28.68 28.67 0.50.03.12 1.56 27.04 5.04 2.52 26.43 18.13 4.08 26.66 26.65 合计25.00 12.50 46.36 20.00 10.00 39.51 100.00 22.50 43.32 43.31 表3-7 两层煤自然与破碎级筛分试验试综合表Tab.3-7 Table of the results of two raw coal natural grade and crash grade screen test粒级/mm自然级破碎级综合本层全样Ad本层全样Ad本级全样Ad灰分/%/%/%/%/%/%/%/%/%1234567891011502514.17 10.98 66.29 15.03 3.38 66.91 14.36 14.36 66.44 500.5mm灰分为46.72%251314.30 11.08 63.34 14.57 3.28 63.74 14.36 14.36 63.43 136.018.47 14.32 46.21 18.12 4.08 46.04 18.40 18.40 46.17 6.03.013.48 10.44 36.16 13.34 3.00 36.16 13.45 13.45 36.16 3.00.520.54 15.92 28.71 20.82 4.68 28.67 20.61 20.61 28.70 0.50.019.04 14.76 26.62 18.13 4.08 26.65 18.84 18.84 26.63 500合计100.00 77.50 42.82 100.00 22.50 43.31 100.00 100.00 42.93 3.3.2 筛分资料综合结果分析根据筛分资料综合结果绘制入选原煤粒度曲线，对粒度组成，物理和化学特性及对选煤产品结构的影响程度做出详细评价。图3-1 粒度特性曲线Figure 3-1 granularity characteristic curve1）+50mm粒级情况：将+50mm粒级的煤采用分选的方法分开并进行分析实验，得到煤、矸石的含量和灰分。从综合的那栏数据可以得知原煤中没有夹矸煤，矸石含量为4.75%5 %，含矸等级为中矸等级。2）各粒级含量分析：A层煤及B层煤各粒级的质量百分数差别有大有小，说明原煤粒度分布不算特别均匀。两层原煤大颗粒含量较少，而且灰分比其他粒级高，说明煤质较坚硬。3）各粒级的质量分析：原煤的综合灰分为42.94%，各粒级的灰分与原煤灰分差距较小，说明原煤的粒度分布均匀。两层煤各粒级的的灰分随着粒度的减小而减小，说明矸石较硬而煤质易碎。 (4) 原煤主导粒级为30.5mm，产率为20.61%，灰分为28.70%；原煤次主导粒级为136.0mm，产率为18.40%，灰分46.17 %。（5）累计粒度特性曲线的用途：可确定任何指定粒度的相应累积产率；或由指定的累积产率查得相应粒度。可求出任一粒级的产率，它等于粒度d1及d2所对应的纵坐标的差值。由曲线的形状可大致判断物料的粒度组成情况。对于正累积的粒度特性曲线，若曲线向左下角凹进，表明物料中细粒级含量多；若曲线向右上角凸进，说明粗粒级含量多；若曲线近似直线，则表示粗、细粒度分布均匀。3.3.3 煤样浮沉资料整理分析与综合浮沉实验资料综合的原则与方法和筛分资料相似，是按等密度级综合的原则进行。在综合时应注意煤泥的含量。浮沉资料是评定煤的可选性和分选作业流程计算的依据，而可选性难易又是选煤厂设计和生产管理的重要依据。表3-8 A号煤破碎级筛分浮沉试验报告表Tab.3-8 Table of the results of A coal bed crush grade float-and-sink test筛分特性5025mm2513mm136mm产率/%灰分/%产率/%灰分/%产率/%灰分/%密度级/kgL-120.3769.6316.2165.9715.9344.96本级全样灰分本级全样灰分本级全样灰分/%/%/%/%/%/%/%/%/%123456789101.877.493.918269.832.768242.071.6580.75小计1005.0468.581003.9563.831003.9245.09煤泥0.980.0535.452.530.135.551.510.0633.54总计1005.0968.251004.0564.431003.9844.92续表3-8筛分特性63mm30.5mm0.550mm产率/%灰分/%产率/%灰分/%产率/%灰分/%密度级/kgL-112.536.2422.5028.5187.5249.12本级全样灰分本级全样灰分本级全样占全样灰分/%/%/%/%/%/%/%/%/%/%1111213141516171819201.815.650.4879.0921.071.1974.3946.259.984.9980.84小计1003.0434.271005.6327.9610021.5810.7948.27煤泥2.880.0934.980027.781.390.310.15534.96总计1003.1334.31005.6327.9610021.8810.9448.09表3-9 B号煤破碎级筛分浮沉试验报告表Tab.3-9 Table of the results of B coal bed crush grade float-and-sink test筛分特性 5025mm2513mm136mm产率/%灰分/%产率/%灰分/%产率/%灰分/%密度级kg/L8.3558.6512.5160.1520.8647.1本级本层灰分本级本层灰分本级本层灰分/%/%/%/%/%/%/%/%/%123456789101.865.631.0982.565.651.648247.171.9579.76小计(去泥)1001.6660.961002.5060.51004.1346.88煤泥0.360.0130.030.16030.031.010.0426.99总计1001.6760.851002.560.451004.1746.68续表3-9筛分特性 63mm30.5mm0.550mm产率/%灰分/%产率/%灰分/%产率/%灰分/%密度级kg/L14.3936.0918.7128.9474.8243.91本级本层灰分本级本层灰分本级本层全样灰分/%/%/%/%/%/%/%/%/%/%1111213141516171819201.832.930.9377.0325.280.9572.6744.126.563.2879.37小计1002.8436.291003.7428.2410014.877.43544.03煤泥1.460.0426.990027.450.630.090.04527.31总计1002.8836.151003.7428.2410014.967.4843.93表3-10 A号煤自然级与破碎级浮沉试验综合表Tab.3-10 Table of the results of A coal bed natural-level and crush grade float-and-sink test密度级/kgL-1自 然 级破碎级综 合占本级占全样Ad占本级占全样Ad占本级占全样Ad/%/%/%/%/%/%/%/%/%123456789101.846.25 14.97 80.84 46.25 4.99 80.84 46.25 19.96 80.84 小计100.0032.37 48.27 100.00 10.79 48.27 100.01 43.16 48.27 煤泥1.39 0.46 34.96 1.39 0.16 34.96 1.39 0.62 34.96 总计100.00 32.82 48.09 100.00 10.94 48.09 100.00 4