毕业设计（论文）-宿北矿2.40Mta矿井型炼焦煤选煤厂设计.doc

中 国 矿 业 大 学（北京） 本 科 生 毕 业 设 计 （ 论 文 ） 中文题目： 宿北矿2.40Mt/a 矿井型炼焦煤选煤厂设计 英文题目：Design of mine-2.4million tons /year coking coal preparation plant 姓 名： 学 号： 0910310207 学 院： 化学与环境工程学院 专 业： 矿物加工工程 班 级： 2009 级 2 班 指导教师： 职 称： 完成日期： 2013 年 6 月 10 日 中国矿业大学（北京）本科生毕业设计（论文）任务书 学院 化学与环境工程学院 专业 矿物加工工程 班级 2009 级 2 班 学号 0910310207 学生姓名 任务下达日期： 2013 年 2 月 13 日 完成日期： 2013 年 6 月 10 日 题目：宿北矿 2.40Mt/a 矿井型炼焦煤选煤厂设计 主要内容和要求： 设计一座年处理能力为240万吨的矿井型炼焦煤选煤厂，具体包括： 1设计原始资料：原煤筛分浮沉试验资料 2最终精煤灰分：10.50%11.00%； 3最终精煤水分：12.00%； 3浮选尾煤灰分：大于40.00%； 4内容和要求： （1）根据提供的原煤煤质资料进行煤质筛分、浮沉资料的综合，绘 制可选性曲线，根据可选性曲线确定理论分选密度和对应的0.1含量； （2）要求比较两种以上的方案的数质量指标，确定适合的工艺流程； （3）比较确定煤泥回收方案，确定煤泥水处理系统； （4）按规范编写设计说明书1份，总图纸不得少于8张，具体包括工 艺流程图、设备机械联系图、主厂房横剖面图（两处）、主厂房纵剖面图、 主厂房平面布置图（至少两处）、工业广场总平面布置图。 院长签字： 指导教师签字： 中国矿业大学（北京）本科生毕业设计（论文）指导教师评阅 书 学院 化学与环境工程学院 专业 矿物加工工程 班级 2009 级 2 班 学生姓名 李华超 题目：宿北矿 2.40Mt/a 矿井型炼焦煤选煤厂设计 专题题目： 指导教师评语： 该生在阅读有关设计资料的基础上，针对所给任务，对所给的煤质资 料进行了可选性分析，制定了合理的工艺流程，正确地进行了设备选型和 工艺布置，设计的理论依据充分、技术方法得当、计算过程正确，设计图 纸齐全，较好地完成了设计任务。 能够灵活运用所学知识，结合自己的设计提出新的想法。在整个设计 工作中，表现出具备扎实的专业基础知识，极为踏实认真的学习态度，很 强的独立工作能力。总体上看，设计思路清晰，工艺流程合理，数质量流 程计算准确，设备选择和布置正确，整个设计符合设计规范。 可提交答辩。建议评为优秀。 成绩： 指导教师签名： 年 月 日 中国矿业大学（北京）本科生毕业设计（论文）评阅教师评阅 书 学院 化学与环境工程学院 专业 矿物加工工程 班级 2009 级 2 班 学生姓名 李华超 题目：宿北矿 2.40Mt/a 矿井型炼焦煤选煤厂设计 专题题目： 评阅教师评语： 设计选题具有较大的实用价值。 设计者在分析所给设计资料并进行方案比较的基础上，制定了合理的 工艺流程，进行了恰当的设备选型和合理的工艺布置，设计的理论依据充 分、技术方法得当、计算过程正确，设计图纸完备，圆满完成了设计任务。 设计说明书及其图纸表明作者具有较好的理论基础和专业知识，能熟 练地综合运用所学专业知识来解决实际问题。 设计的工作量较大。设计说明书写作规范，文字流畅，能够提出自己 的见解。设计达到大学本科毕业设计水平。同意提交答辩。 成绩： 评阅教师签名： 年 月 日 中国矿业大学（北京）2013届本科生 毕业设计（论文）答辩及综合成绩 学院：化学与环境工程学院 学生姓名： 李华超 学号：0910310207 专业： 矿物加工工程 班级： 2009级2 班 题目：宿北矿2.40Mt/a矿井型炼焦煤选煤厂设计 专题题目： 设计说明书（论文）： 97 页， 图纸：9 张, 其它材料：无 答 辩 情 况 回 答 问 题 提 出 问 题正 确 基本 正确 有一般 性错误 有原 则性 错误 回答 不清 答辩成绩： 答辩小组长： 年 月 日 指导教师评价成绩： 指导教师： 年 月 日 评阅教师评价成绩： 评阅教师： 年 月 日 答辩委员会评语及建议成绩： 答辩委员会主任： 年 月 日 学院领导小组综合评价成绩： 学院领导小组负责人： 年 月 日 目目 录录 1 前言前言.1 2 厂区概况厂区概况.2 2.1 厂区位置.2 2.2 厂区地理情况.2 2.2.1 地形地貌.2 2.2.2 水文地质.2 2.2.3 气象资料.3 2.3 选煤厂厂址、类型及厂型.3 2.4 工作制度.3 2.5 生产能力.3 2.6 服务年限.3 3 选煤工艺选煤工艺.4 3.1 煤质特征及可选性分析.4 3.1.1 原煤的物理和化学性质.4 3.1.2 A、C 两层原煤煤质资料.4 3.1.3 各层原煤的筛分试验结果分析.6 3.1.4 各层原煤的浮沉试验结果分析.7 3.1.5 各层原煤煤质资料综合.10 3.1.6 混合原煤资料分析.15 3.1.7 插值.18 3.2 选煤方法及工艺流程.20 3.2.1 选煤方法比较.21 3.2.2 工艺流程详述.24 3.2.3 工艺流程的确定.27 3.3 工艺流程计算.31 3.3.1 数质量流程计算.31 3.3.2 水量流程计算.32 3.3.3 选煤最终产品平衡表.32 3.3.4 介质流程计算.33 3.4 主要选煤工艺设备选型与计算.41 3.4.1 设备选型原则.41 3.4.2 设备不均衡系数的确定.41 3.4.3 选型计算.42 3.5 工艺布置及工艺系统说明.49 3.5.1 工艺总平面布置.49 3.5.2 原煤储存及准备.49 3.5.3 主厂房布置及工艺说明.50 3.5.4 浓缩车间.53 3.5.5 储装设施.53 3.6 选煤厂生产技术检查.54 3.6.1 技术检查工作的内容.54 3.6.2 数量检查.57 3.6.3 质量检查.57 3.6.4 采样、制样、化验.58 4 工业场地总平面布置工业场地总平面布置.59 4.1 总平面设计的基本原则.59 4.2 总平面设计的一般要求.59 4.3 平面布置.60 4.4 场内运输.61 4.5 场地绿化.62 4.6 防洪排涝.62 5 采暖、通风及供热采暖、通风及供热.63 5.1 概述.63 5.2 采暖.63 5.3 供热.64 5.4 通风除尘.64 6 给排水及消防给排水及消防.65 6.1 给水.65 6.1.1 给水水源.65 6.1.2 水量和水压.65 6.1.3 水质.66 6.1.4 给水系统.66 6.2 排水.67 6.2.1 生产废水系统.67 6.2.2 生活污水系统.67 6.2.3 管道铺设.67 6.3 消防.67 7 电气电气.68 7.1 供配电.68 7.1.1 电源及供电方式.68 7.1.2 供配电系统.68 7.2 照明.68 7.3 防雷与接地.69 7.4 集中控制及自动化.69 7.4.1 集中控制系统.69 7.4.2 自动化.70 7.5 检测、计量、保护装置.70 7.6 生产管理系统.71 8 建构筑物建构筑物.72 8.1 材料及构配件.72 8.2 工业建筑物和构筑物设计.72 8.2.1 设计原则.72 8.2.2 主要建筑物和构筑物简述.72 8.2.3 行政福利建筑.73 8.2.4 建筑防火设计.74 9 环境保护环境保护.75 9.1 主要污染源及污染物.75 9.2 污染控制措施.75 9.3 厂区绿化.76 10 劳动安全与工业卫生劳动安全与工业卫生.77 10.1 劳动安全.77 10.1.1 危害因素分析.77 10.1.2 主要防范措施.77 10.2 工业卫生.78 10.2.1 主要职业危害.78 10.2.2 设计上采取的防护措施.78 10.2.3 劳动保护.78 11 技术经济技术经济.79 11.1 劳动定员的编制和劳动生产率.79 11.2 成本计算.80 11.3 收益分析.81 12 铁路运输铁路运输.82 12.1 厂区各铁路专用线的技术条件.82 12.2 设计车组及铁轨长度的计算.82 致致 谢谢.83 附录附录.84 11 1 前言前言 煤炭被人们誉为黑色的金子，工业的食粮，它是十八世纪以来人类世 界使用的主要能源之一。虽然它的重要位置已被石油所代替，但在今后相 当长的一段时间内，石油日渐枯竭，而煤炭储量巨大，加之科学技术的飞 速发展，煤炭气化等新技术日趋成熟，并得到广泛应用，煤炭将成为人类 生产生活中的无法替代的能源之一。 煤炭工业是我国国民经济的基础产业，在我国以煤炭作为主要能源的 格局在今后 50 年内不会有根本性的变化。实际上，2004 年我国煤炭产量 已经达到 19.6 亿吨，2005 年达到了 21.1 吨。可以预计，到 2020 年，随 着我国经济总量翻两番，对煤炭这一基础能源的需求也将翻一番。 选煤就是将原煤中的杂质剔除，将优质煤和劣质煤进行分门别类的一 种工业工艺。选煤过程后所产生的产品分为矸石、中煤、乙级精煤、甲级 精煤，经过选煤过程后的成品煤通常叫精煤，它一般具有灰分低、硫分低、 发热值高的性质。通过选煤，可以降低煤炭运输成本，提高煤炭的利用率。 我国煤炭资源种类齐全，但是其数量和分布极不均衡，褐煤和低变质 烟煤资源量占全国煤炭总量的 50%以上，动力燃料煤资源丰富，而中变质 煤，即传统意义上的“炼焦用煤”数量较少，特别是焦煤资源更显不足。 因此，煤炭高效加工洗选的地位十分重要，这对于矿物加工行业来说，工 艺流程的制定直接影响到产品煤炭的数质量，因此，在设计的过程中，需 要我们慎之又慎，权衡大局，制定出实地的最优工艺方案。 12 2 厂区概况 2.1 厂区位置 该厂位于安徽省涡阳县闸北镇，地理位置优越，交通运输便利，自营 铁路与国铁接轨，东接津沪线，西连京九线，濉阜铁路穿境而过，区内公 路交通发达，涡河经淮河入长江，具备铁路、公路和水运三种运输条件。 2.2 厂区地理情况 2.2.1 地形地貌地形地貌 该厂区位于北纬 332至 3347，东经 11553至 11633之间。地处丘 陵山地，剥蚀构造地形，面积约 133 平方公里，地势由南向北倾斜。其北 部为冲积而成的河间平原，地势平坦，由西北向东南缓倾，为剥蚀堆积地 形，平均坡降万分之一左右，地面高程从西北 25 米向东南递减至 17 米。 在第四纪以前该区域的古地形全为丘陵山地，其地势总的趋势是东南高西 北低。 2.2.2 水文地质水文地质 水文地质勘探报告将第四纪地层分为：中下更新统，顶板埋深由南向 北一般为 100 至 115 米，由东向西为 80 至 100 米。全层厚度南部 100 至 200 米，北部达 300 余米；上更新统，顶板埋深一般在 35 至 40 米，仅东 部为 25 米，全层厚度 60 米左右，局部不足 40 米；全新统，为第四纪最 新沉积，是黄河向南泛滥所为，全层厚度一般 35 至 40 米。地质结构复杂 13 多变，粘性土与砂土相间出现，具有明显的韵律特征。 2.2.3 气象资料气象资料 此处地属暖温带半湿润季风气候区，四季分明，季风显著，光照充足， 热量丰富，降雨量适中，无霜期较长，无霜期 218 天，年平均降水量 830mm。 年平均日照 2140 小时，年平均气温为 15.25。7 月份最热，多年平 均气温为 28.2，1 月份最冷，平均气温为 1.2。极端最高气温 41.4， 累计年平均最高温度为 38。极端最低气温为零下 22，累计年平均最 低气温为零下 11.6。累年平均无霜期为 219 天。 2.3 选煤厂厂址、类型及厂型 设计选煤厂与矿井在同一工业场地内。设计选煤厂为矿井型选煤厂， 入选矿井生产的全部毛煤，也可适当入洗量外来原煤。选煤厂处理能力与 矿井规模相适应为 2.4Mt/a。 2.4 工作制度 选煤厂实际生产时间每年 330 天，每天 16 小时，两班生产，一班检 修。 2.5 生产能力 选煤厂日生产能力：2400000/330=7272.73（t/d） 选煤厂小时生产能力：7272.73/16=454.55（t/h） 14 2.6 服务年限 设计选煤厂为矿井型选煤厂，选煤厂设计服务年限与矿井设计服务年 限相同为 60 年。 3 选煤工艺 3.1 煤质特征及可选性分析 3.1.1 原煤的物理和化学性质原煤的物理和化学性质 根据任务要求及煤质资料分析，入洗原煤煤种为焦煤，焦煤是中等及 低等挥发分的中等粘结及强粘结性的煤。挥发分 20.0%28.0%、粘结指数 5065 和挥发分 10.0%28.0%、粘结指数65、胶质层厚度25.0mm 的煤 都是焦煤。焦煤加热时能产生热稳定性很高的胶质体，炼出的焦炭结焦性 好，块度均匀，裂纹少，抗碎强度和耐磨强度都很高。但单独炼焦时，膨 胀压力大，推焦困难，一般作为配煤炼焦使用较好。 在炼焦生产中，为了获得符合质量标准的焦炭，必须控制影响焦炭性 能的各种因素如灰分、硫分、全水分、磷含量、结焦性和粘结性，以及挥 发分和粉碎细度等。 3.1.2 D、G 两层原煤煤质资料两层原煤煤质资料 本设计所提供的煤质资料为矿井的生产大样，煤质资料具有足够的代 表性。资料为 D、G 两层原煤的筛分、浮沉资料： 两层原煤筛分试验结果见表 3.1； 0.50 综合级筛分试验结果见表 3.2； 15 两层原煤 500.5 粒级浮沉试验结果见表 3.3。 表 3.1 两层原煤筛分试验结果 D 层煤：K1=20%G 层煤：K2=80%混合原煤 级别 /mm 产品名 称 占本 层 /% 占原 煤 /% 灰分 /% 占本 层 /% 占原 煤 /% 灰分 /% 占原 煤 /% 灰分 /% 1 2 345678910 煤 4.53 0.91 21.26 13.48 10.78 8.39 11.69 9.39 夹矸煤 0.44 0.09 67.86 0.53 0.42 28.19 0.51 35.01 矸石 0.88 0.18 80.89 0.84 0.67 77.91 0.85 78.53 100 总计 5.85 1.17 33.71 14.85 11.88 13.02 13.05 14.88 煤 3.69 0.74 27.32 14.79 11.83 10.70 12.57 11.68 夹矸煤 0.40 0.08 71.58 0.42 0.33 31.45 0.41 39.16 矸石 0.67 0.13 79.38 1.80 1.44 77.79 1.57 77.92 10050 总计 4.75 0.95 38.30 17.00 13.60 18.30 14.55 19.60 5025 煤 7.22 1.44 40.56 12.71 10.17 21.06 11.61 23.49 2513 煤 6.45 1.29 42.36 18.32 14.66 19.40 15.95 21.26 136 煤 10.02 2.00 33.59 13.52 10.81 20.83 12.82 22.82 63 煤 16.13 3.23 28.73 12.36 9.89 16.49 13.11 19.50 30.5 煤 29.38 5.88 19.04 6.80 5.44 13.72 11.32 16.48 -0.5 煤 20.21 4.04 15.81 4.44 3.55 14.80 7.60 15.34 总计 100.00 20.00 23.64 100.00 80.00 17.72 100.00 18.90 16 表 3.2 0.50 综合级筛分试验结果 级 别D 层原煤G 层原煤混合原煤 （毫米）灰 分灰 分 占原煤 数量 （%） 灰 分（%） 占原煤 数量 （%） （%） 占原煤 数量 （%） （%） 校正前校正后 12345678 50252.31 41.92 14.92 19.40 17.23 22.42 21.89 25131.71 41.61 21.50 18.27 23.22 19.99 19.47 1362.23 33.90 15.86 19.24 18.09 21.05 20.52 633.44 28.69 14.51 16.28 17.95 18.66 18.13 30.56.13 19.06 7.98 14.39 14.11 16.42 15.89 -0.54.18 15.79 5.22 15.13 9.40 15.42 14.90 总 计20.00 26.26 80.00 17.72 100.00 19.43 18.90 表 3.3 两层煤 500.5mm 粒级浮沉试验结果 自 然 级破 碎 级混 合 煤 数 量（%）灰 分数 量（%）灰 分数 量（%）灰 分 浮沉密 度 占本 级 占混 合煤 （%）占本 级 占 混 合 煤 （%）占本 级 占混 合煤 （%） 12345678910 -1.425.55 17.17 6.64 20.49 2.02 20.49 24.90 19.19 8.09 1.41.532.53 21.87 12.14 22.51 2.21 22.51 31.25 24.08 13.09 1.51.69.96 6.70 21.20 8.13 0.80 8.13 9.73 7.50 19.81 1.61.73.84 2.58 29.47 4.03 0.40 4.03 3.86 2.98 26.09 1.71.82.38 1.60 37.60 2.74 0.27 2.74 2.42 1.87 32.58 1.825.74 17.30 69.13 42.10 4.14 70.72 27.83 21.44 69.43 17 小 计100.00 67.22 27.58 100.00 9.84 38.18 100.00 77.05 28.93