选煤技术交流

选煤技术交流报告 目录 一 煤炭基本理论二 选煤工艺及选煤设备三 选煤厂实例 一 煤炭基本理论 一 煤的基本概念 二 中国煤的分类 三 煤的主要用途 四 中国选煤的必要性 五 中国选煤事业发展概要 六 主要选煤设备制造商及设计院 一 煤的基本概念煤是由多种高分子化合物和矿物质组成的复杂混合物 由古代植物演变而来的 二 中国煤的分类中国煤的分类依据是干燥无灰基挥发分 Vdaf 胶质层最大厚度 Y 主要 将煤分为十四大类 二十九小类 一般只需了解 褐煤 长焰煤 不黏煤 弱黏煤 气煤 肥煤 焦煤 瘦煤 贫煤 无烟煤 按粒度分为大块 50mm 块煤 13 50mm 末煤 0 5 13mm 煤泥 0 5mm 选煤厂按煤炭用途大致可分为动力煤选煤厂 炼焦煤选煤厂 化工用煤选煤厂 三 煤的主要用途无烟煤 硬度高 机械强度高 固定碳含量高 热值高 是主要的民用煤 也可用于化工 贫煤 挥发分低 不结焦 可用于动力和民用煤 瘦煤 挥发分低 结焦性差 主要用于炼焦配煤 肥煤 黏结性能最强 是炼焦配煤的主要煤种 长焰煤 主要用于动力煤和民用燃料 褐煤 主要用于发电用煤 也可作气化 液化和热解加工原料 四 煤炭洗选的必要性随着采煤机械化的提高和地质条件的变化 原煤质量有逐渐恶化的趋势 选煤是提高煤炭质量的最重要手段 是煤炭工业的重要生产环节 与原煤经过洗选加工 可以降低60 70 的灰分和脱除50 70 的黄铁矿 减少煤对大气的污染 降低煤耗 有着十分明显的环境效益 经济效益和社会效益 五 中国选煤事业发展概要建国初期 我国煤炭工业非常落后 1949年原煤产量只有3243万吨 经过60年的发展 改革和创新 2008年原煤产量已经达到27 93亿吨 今年预计达到30亿吨左右 位居世界第一 煤炭洗选加工是煤炭生产和高效利用过程不可缺少的一个重要环节 是实现煤炭洁净利用 节能降耗和可持续发展的基础和前提 建国以后选煤的发展取得了辉煌的成就 从1949年的入选量约200万吨 到2008年达到12 5亿吨 09年预计超过13亿吨 成为世界第一选煤大国 到2000年全国选煤厂1584座 入选能力52199万吨 其中国有重点煤矿选煤厂237个 入选能力36478万吨 年 占69 9 地方煤矿选煤厂1347个 入选能力15721万吨 年 占30 1 六 主要选煤设备制造商及设计院我国主要生产选煤设备的厂家有中重 辽重 唐山分院所属的煤矿机械设备制造厂 无锡选煤机厂 威海海王 淮北矿机 唐山选煤设备厂 大同矿机 泰安机械 鞍山重型等 国外主要生产选煤设备的厂家有 澳大利亚申克 荷兰天马 美国美卓 美国丹尼尔斯 KSS 英国MEP 奥地利安德里茨等 目前在我国选煤主要设计院有中煤平顶山 大地 北京华宇 唐山国华 煤科院唐山分院及各大分院 约翰芬雷 赛吉满 中煤沈阳院 我国煤炭矿区分布图 二 选煤工艺及选煤设备 一 洗选前的准备作业 二 跳汰选煤 三 重介质选煤 四 脱水干燥与煤泥水处理 一 选煤的准备作业 1 筛分作业2 选矸作业3 破碎作业 1 筛分作业 1 准备筛分 为分选作业提供不同粒级的入选矿物 对于煤炭工业 不同的选煤设备都应供给适宜粒级的原煤 2 预先筛分机检查筛分 有时也称为准备筛分 目的是避免过粉碎 保证产品部超过要求的粒度上限 3 脱水筛分 将伴有大量水的碎散物料作为筛分原料 以脱除液体为目的的筛分 4 脱泥及脱介筛分 将碎散物料作为筛分原料 脱除其中细粒的筛分 2 选矸作业 1 手选排矸 采用人工方式将大块矸石及其它杂物检出 2 机械排矸 采用重介 动筛跳汰机 选择性破碎机进行排矸 3 破碎作业 选煤厂多采用一段开路破碎 选煤厂常用破碎机有齿辊破碎机 滚筒碎选机 选择性破碎机 颚式破碎机 锤式破碎机 齿辊破碎机是破碎烟煤 无烟煤 含矸石量少 和页岩的主要设备 主要用于原煤的粗碎和中碎 锤式破碎机能把煤破碎得很细而且可以保证破碎产物中不带过大粒度的颗粒 在选煤厂多用于作中煤的破碎 滚筒碎选机机身主体的形状是筛板做成的圆筒 工作时利用旋转的圆柱形筒筛内侧的提升板将煤提升到一定高度 使其自行落下 根据矸石和煤的硬度不同 易跌碎的煤破碎后通过筛筒板落到筛下 二 跳汰选煤 1 跳汰选煤概述2 跳汰机 1 跳汰选煤概述 在垂直脉动的介质中按颗粒密度差别进行选煤的过程叫跳汰选煤 跳汰选煤所用的介质为水或空气 个别也用重悬浮液 以水作分选介质的叫水力跳汰 以空气作分选介质的叫风力跳汰 以重悬浮液作分选介质时叫重介跳汰 选煤生产中 以水力跳汰用得最多 2 跳汰机 跳汰机的划分按入选物料的粒度来分可分为 块煤跳汰机 末煤跳汰机和煤泥跳汰机等 末煤跳汰机也常用于入选不分级原煤 按其在流程中的位置来分可分为 主选跳汰机 入选原煤 和再选跳汰机 处理主选中煤 按跳汰机脉动水流的形成方法来分可分为 活塞式跳汰机 隔膜跳汰机和空气脉动跳汰机 在选煤厂中空气脉动跳汰机被广泛应用 空气脉动跳汰机按其空气室的位置不同 可分为筛侧空气室式跳汰机和筛下空气室式跳汰机两种 1 筛侧空气室式跳汰机 筛侧空气室式跳汰机的空气室位于机体的一侧 又称为鲍姆跳汰机 目前在我国选煤厂中大部分采用这种型式的跳汰机 2 筛下空气室式跳汰机 筛下空气室式跳汰机是使跳汰机进一步大型化 提高单机处理能力的另一种新型结构 这种跳汰机把空气室移到跳汰室筛板下面 克服了筛侧空气室跳汰机脉动水流不均匀的缺点 目前筛下空气室或跳汰机已在许多国家制造和使用 三 重介质选煤 1 重介质选煤概论2 重悬浮液3 重悬浮液的回收与净化中的损失4 重介质选煤的优点和应用范围5 重介质选煤设备 1 重介质选煤概论 在密度大于1g cm3的介质中 按颗粒密度的差异进行选煤 叫重介质选煤或重介选煤 块煤重介质分选的基本原理是阿基米德原理 重介质选煤的主要优点是 分选效率高于其他选煤方法 入选粒度范围宽 分选机的入料粒限为100mm 6mm 旋流器80mm 0 15mm 生产控制易于自动化 重介选煤的缺点是 工艺复杂 生产费用较高 设备磨损快 维修量大 2 重悬浮液 重悬浮液所用固体微粒称为加重质 水称为加重剂 重悬浮液是用磨得很细的高密度的固体 如磁铁矿 重晶石 沙 黄土 浮选尾矿等 微粒与水配制成的悬浮状态的两相流体 所用固体微粒称为加重质 水称为加重剂 重悬浮液价格便宜 无毒无腐蚀性 特别是用磁铁矿粉与水配制的重悬浮液 加重质容易回收 配制的悬浮液密度范围较宽 所以目前在选煤工业上得到广泛的应用 生产实践表明 重介质块煤分选机要求磁铁矿中粒度小于0 038mm 400目 级含量应不低于50 而对于末煤重介质旋流器 则要求磁铁矿中粒度小于0 038mm 400目 级含量应不低于90 磁铁矿粒度与悬浮液密度的关系是密度低的比密度高的要更细些 采用磁铁矿粉作加重质时 磁铁矿密度范围为4 3 5 0g cm3 用此配制的悬浮液容积浓度一般上限不超过35 下限不低于15 超过最大值时 悬浮液粘度增高失去流动性 入选物料在悬浮液中不能自由运动 低于最小值时 又会造成悬浮液中加重质迅速沉降 使悬浮液密度不稳定 分选效果变坏 3 重悬浮液的回收与净化中的损失 磁铁矿的损耗是重介质选矿厂的一项主要的经济指标 它不但关系到原材料消耗量的大小 而且还影响到重介质系统的生产能否保持正常和稳定 根据国内外较高水平要求 块状物料重介质选矿加重质的实际消耗损失应低于0 5 t原矿 粉状物料重介质选矿加重质的实际损失应低于1 0 t原矿 重介质回收主要依靠磁选机进行回收 用于重介质回收的磁选机大多是逆流双筒磁选机 一段150 180mT 二段250mT左右 4 重介质选煤的优点和应用范围 重介质选煤的分选效率高 即分选精度高 适用于各种可选性和不同粒度的原煤 特别适用于难选煤和极难选煤 重介质排矸 对于动力用煤效果更好 用于高硫煤脱硫是最有效的 因为只有破碎才能解离出硫 此时煤的粒度已很小 变为一种难选煤 重介质选煤的分选原理明显 有利于实现自动化 重介质选煤的产出与投入比高 重介质选煤分选密度调节的范围宽 分选密度在1300 2200kg m3范围内 跳汰在1400 1900kg m3 5 重介质选煤设备 立轮重介质分选机斜轮重介质分选机浅槽重介质分选机重介质旋流器 浅槽重介质分选机 1 浅槽重介质分选机分选原理浅槽分选机的产品堰中重介 磁铁矿粉和水调节到要求的分选点 不断泛溢 截至从不同点进入槽体以保持磁铁矿粉被完全混合 入料煤均匀地沿入料溜槽全宽分布 并被大部分介质冲入浅槽槽体 比介质轻的颗粒升到表面并继续在槽体悬浮 作为精煤随溢流排出 密度比介质大的颗粒沉到浅槽槽体底部是矸石 由刮板运输机把矸石拉到一定倾斜度排进矸石溜槽 带大部分介质的产品和带小部分介质的矸石排出浅槽槽体进入脱介筛脱介以回收磁铁矿 2 分选槽中介质流的作用介质流的适宜流动状态主要依靠介质的给入方式和导流板来实现 介质通常分为上升 或下降 流和水平流两部分给入分选机 上升流的作用是促使悬浮液保持其悬浮状态并对重产物进行二次清洗 水平流的作用是促使轻产物向溢流方向运动 浅槽重介质分选机的工作原理 带孔布流板 矸石 刮板 入料原煤 精煤 调节板 水平流布流箱 水平流給入管 液面 上升介质流 浅槽分选机的主要优缺点是 浅槽分选机的主要优缺点是 1 分选上限高 入料粒级宽 200 13 6mm 能有效减少大块入料的破碎率 降低能耗 并降低最终产品水分 2 单台设备通过能力大 对煤质波动适应性强 能及时排除大量矸石 可简化工艺 减少厂房体积及基建投资 3 分选精度及产品回收率高 4 有效分选时间短 次生煤泥量低 最大限度地减轻矸石泥化程度 全厂自动化程度高 悬浮液密度可自动调节 5 结构简单 易于操作维护 易损件更换方便 重介质旋流器 重介质旋流器一般分为有压两产品重介质旋流器 无压两产品重介质旋流器 有压三产品重介质旋流器 无压三产品重介质旋流器重介质旋流器的给料方式较为复杂 需要特殊的加压给料装置 一种是将煤和悬浮液在定压箱混合后靠自重进入旋流器 定压箱的高度 与旋流器直径 的关系约为H 9D 另一种是将煤给入介质桶同悬浮液混合后用泵给入旋流器 入料口压力可达到0 1MPa 用泵给料的缺点是 大量精煤被粉碎 增加次生煤泥的含量 并增加设备的磨损 所以 现在一般采用低压重介质旋流器 但入料压力不能低于0 04MPa 压力过低 离心力过小 影响分选效果 降低处理量 无压两产品重介质旋流器 无压给料重介质旋流器内的分选过程是 主要悬浮液经简体外壁的切线方向给入旋流器内 当入选原煤被小部分悬浮液带着由上端中央入料管给入后 在介质旋转流的强大离心力作用下 由中心向外壁按密度分层 密度高的重物料分选速度快 迅速到达外壁 在外层介质流的作用下 从给料端近外的底流口排出 由中间密度组成的产物 在离底流口的不远处形成一个不断置换的平衡阻挡层 使低于和接近于分选密度的物料不能越过阻挡层而导入内螺旋流 经溢流管排出 无压给料重介质旋流器选煤 原煤不需经过泵和管道输送 因此具有以下特点 可减少入料原煤的再度粉碎 有利于适当提高旋流器的给料粒度上限 可减轻设备及管道磨损程度 可减少原料煤的提升高度 从而可节省厂房与设备投资 当加重介粒度较粗时 无压给料重介质旋流器有较强的适应能力 重介质旋流器是一种利用离心力场分选未煤的设备 利用离心力可以产生比重力场高几十倍 几百倍的离心力场 加速细粒级物料分选过程 提高分选精度 有压两产品重介质旋流器 有压两产品重介质旋流器的分选原理与无压两产品重介质旋流器的不同之处是原煤部室自流进入重介质旋流器 而是在分选前原煤先进入混料筒 再由泵打入重介质旋流器内 有压给料两产品圆筒锥型重介质旋流器选煤的突出优点是 分选精度高 分选下限低 处理能力大 操作控制容易等 主要缺点是 设备磨损严重 加重质一磁铁矿粉的技术损耗相对较大 以及工艺系统相对复杂 无压三产品重介质旋流器 无压给料三产品重介质旋流器 是由两段无压给料两产品重介质旋流器串联而成 它除了具有无压给料诸多优点外 还由于用一种低密度的悬浮液可同时选出精煤 中煤和矸石三种产品 因而简化了一整套高密度悬浮液制备 控制 输送及分选系统 可以节省基建投资和经营成本 从而得到了迅速发展 有压三产品重介质旋流器 有压给料三产品重介质旋流器的分选原理与常用的有压给料两产品旋流器基本相同 即在第一段重介质旋流器内 利用离心力使原料煤不仅得到有效分选 产出质量合格的精煤 而且对低密度悬浮液进行浓缩 提高进入第二段旋流器的悬浮液密度 以便对随同进入第二段旋流器的重产物进行再选 选出最终中煤和矸石两种产品 这样就可使用一种低密度悬浮液 同时分选出精煤 中煤和矸石三种合格产品 四 脱水干燥与煤泥水处理 1 煤炭脱水干燥与煤泥水处理简述2 脱水方法3 煤泥水处理工艺4 煤泥水处理设备 1 煤炭脱水干燥与煤泥水处理简述 脱水和干燥是固体和液体分离的过程 绝大多数选煤厂分选过程是在水中进行的 因而选煤产品在出厂前需进行脱水 以满足用户和运输要求 我国现行产品目录规定精煤水分一般不超过12 13 个别用户煤 出口煤和高寒地区湿煤冬运要求精煤水分在8 9 以下 水是煤中的杂质 不仅对用户使用和冬季运输有害 而且占用货运量和浪费运输能力 增加运费 因此 选煤厂的出厂产品必须尽量降低水分 2 脱水方法 脱水方法可大致分为重力脱水 离心脱水 过滤脱水 压滤脱水和干燥脱水 重力脱水 利用重力作用泄水的过程 脱水设备有脱水斗式提升机 脱水筛 脱水仓 离心脱水 利用离心力作用脱水的过程 脱水设备有各式离心脱水机 过滤脱水 利用真空抽吸或空气加压使煤泥脱水的过程 脱水设备有过滤机 压滤脱水 利用挤压作用使煤泥脱水的过程 脱水设备有压滤机 干燥脱水 利用热力蒸发脱水的过程 脱水设备有火力干燥机 脱水筛 筛分脱水是在筛面上利用水本身的重力或水流的离心力通过筛孔泄水的过程 一般分级用的筛分机均可用来脱水 如固定筛 摇动筛 振动筛 圆筒筛 弧形筛和旋流筛等 脱水筛是选煤厂使用最广泛的脱水设备 除用作脱水外 还用作脱介和脱泥 香蕉筛 香蕉筛它主要用于物料分级和脱水 脱介等作业 通常来说 香蕉筛的筛面分段落数有3段和5段 3段香蕉筛多用于分级 5段香蕉筛多用于脱水和脱介 由于香蕉筛具有处理量大 效率高 噪音小 使用寿命长等优点 可大简化工艺流程 降低成本 简化管理 离心脱水 用离心力来分离固体和液体的过程称为离心脱水 离心过滤是把所处理的含水物料加在旋转的锥形筛面上 由于离心力的作用 固体紧贴在筛面上随转子旋转 液体则通过物料间隙和筛缝甩出 离心过滤主要用于末煤脱水 过滤式离心脱水机按筛篮安装方式可分为立式和卧式 按卸料方式可分为惯性卸料 刮刀卸料和振动卸料3种 目前使用的主要是刮刀卸料和振动卸料两种 3 煤泥水处理工艺 在湿法选煤工艺中 大量的水与 0 5mm原生煤泥和分选过程中产生的 0 5mm的次生煤泥混合在一起形成煤泥水 煤泥水处理的任务就是用浮选或脱水回收的方法使煤泥成为产品 用浓缩 过滤 澄清等方法得到用于生产的循环水 煤泥水处理环节既是回收煤泥产品的分选作业 又是满足环境保护要求的必要措施 4 煤泥水处理设备 煤泥重介质旋流器干扰床分选机 TBS 浮选机螺旋分选机浓缩机板框式压滤机加压过滤机 干扰床分选机 TBS TBS teeterbedseparator 即干扰床分选机 有的称摇摆流化床分离器 主要用于粗煤泥分选 分选下限可达0 15mm 分选上限至2 3mm 实践证明 用TBS分选粗粒级煤泥能取得较好的分选效果 干扰床分选机于20世纪80年代开始进入选煤领域 属英国MEP公司的专利设备 英国 美国 澳大利亚 南非等国都有生产厂家 经过不断完善 目前该设备已发展到第四代 美国和澳大利亚的选煤厂已有使用先例 中国贵州的响水选煤厂 沈阳红菱选煤厂 西马选煤厂 徐州张双楼选煤厂等近年来都已采用 使用效果比较理想 TBS的主要分选原理是 矿浆切向给入设备的入料井 按预定的压力和流速由泵将水打入分选机底部的分配器 通过紊流板均匀分布到干扰床分选机底部 形成向上的扰动水流 下降的物料与上升水流相遇而形成干扰层或称沸腾床层 入料中的颗粒在分选机中做干扰沉降运动 由于颗粒之间密度的不同 使干扰沉降速度存在差异 从而为分选提供了依据 当达到稳定状态时 入料中密度低于干扰床层平均密度的颗粒将浮起 进入溢流 而高于干扰床层平均密度的颗粒将穿透床层进入沉物流 并通