重介选煤工艺流程设计书

1第1章绪论1.1选题意义选煤作业作为煤炭加工的第一步作业，能在很大程度上排除原煤中存在的大部分矸石、硫分等成分，减少煤炭运输负担，提高利用率，可以直接满足钢铁厂等一些用煤单位的需要。但从我国选煤规模方面与国外相比，国外已达到90%以上的原煤进行入洗，而在我国仅有48%左右的原煤入洗。煤炭作为我国的主要能源，占一次能源的75%。煤炭的合理、高效开发与利用是关系中国经济能否持续、快速发展的一个重要课题[1]。鸡西矿务局是黑龙江省四大矿区之一，针对鸡西杏花矿有限的煤炭资源，结合可持续发展的宏伟战略，提高煤炭资源的利用价值，减少资源浪费以及对环境的污染，在该地区新建一个0.5Mt/a的矿区型选煤厂，入洗附近矿区的原煤。来解决煤炭在利用中存在运输量大、利用率低、经济效益差等问题。1.2厂区概况1.2.1生产能力及工作制度设计选煤厂年处理量为0.5Mt，属矿区型选煤厂，年工作日为330天，每天16小时，二班生产，一班检修。1.2.2厂区地理位置及自然情况1．地理位置：鸡西杏花矿选煤厂位于鸡东县哈达河乡与鸡西市长青乡交界处（东经131°8ˊ，北纬45°20ˊ），杏花选煤厂距鸡西市18公里。选煤厂南约300米是城密国防公路，铁路专用线18公里，通过西鸡西车站与国铁牡密线接轨，交通方便。选煤厂南约2公里为穆棱河，河水一般流量为78.1米/秒，最大流量为3120米/秒，属季节性河流。2．该地区气候情况：该区属大陆性气候，最高温度36ºC，最低温度零下35ºC。结冻期由十一月至次年四月末。冻结深度一般为2米。风向多西北风，最大风速25米/秒，年降雨量540毫米左右。21.2.3产品及用户主要产品：精煤、中煤副产品：煤泥、矸石精煤灰分为：9.59%；产率：56.29%；水分：12.30%中煤灰分为：22.05%；产率：22.32%；水分：15.00%煤泥灰分为：63.22%；产率：4.93%；水分：22.00%矸石灰分为：77.78%；产率：16.46%；水分：15.00%用户：精煤主要供鞍钢、本钢等大型钢铁集团使用中煤供市发电厂及本厂锅炉房使用煤泥主要供民用3第2章煤质资料的审查与分析2.1煤质资料的审查煤质资料的可靠性,对设计流程和选用设备的合理性起着决定性作用。为确保设计的可靠性、合理性要严格按照国家标准进行采样和试验。所有的资料均经过校正，确定为准确可靠的数据。本选煤厂常规设计所依据的原始资料数据如下：（见附录三）1.原煤筛分总样化验结果表2.原煤筛分试验结果表3.+50mm煤和夹矸煤破碎后筛分试验表4.0.5-0mm粉煤筛分试验表5.50-0mm自然级浮沉试验表6.50-0mm破碎级浮沉试验表煤质资料分析和研究的目的，是进一步的了解煤的内在特性和制定合理的选煤的工艺流程，是制定选煤工艺流程、进行流程计算和设备选型的基本依据。2.2煤质资料的分析表2-1筛分总样化验结果化验项目Mad%Ad%Vdaf%St,d%Qgr,dMj/Kg胶质层粘结指数X,(mm)Y,(mm)毛煤1.9226.5430.290.1622.4500—净煤0.688.6827.690.44037127542.2.1煤的工业分析1.原煤水分：Mt=5%2.原煤灰分：Ad=26.23%，在20.01-30.00%之间，属于中灰分煤3.原煤硫分：St.d=0.44%，小于0.50，属于特低硫煤[3]4.煤种：由筛分总样化验结果可知，Vdaf=27.69%，Vdaf＞20.0～28.0%,胶质层厚度Y=12mm，Y＜25.0且粘结性指数为75，则由此可以判定此煤种为焦煤[9]。5.含矸量：由原煤筛分试验表可以看出原煤含矸量为3.04%，其值5%所以为中矸煤可以不考虑机械排矸，只设人工检查性手选。2.2.2筛分、浮沉资料的分析煤质资料分析和研究的目的，是进一步了解煤的内在特性和制定合理的选煤工艺流程，经分析得：1.由筛分资料可看出原煤各粒级数量百分数相近，各粒级灰分与原煤灰分相近且粒度减小而有一定程度的降低。说明该煤的粒度分布较均匀，煤质也较均匀，脆且易碎。2.查50-0.5mm可选性曲线按等λ原则可知其±0.1含量为48.5%，可以此粗略判断该煤为极难选煤。3.由小筛分资料可查出原生煤泥r=9.13%、Ad=16.64%,说明煤泥含量较大。筛分试验的目的是测定煤的粒度组成和各粒级产物的质量特性，它是合理利用煤炭以及设计选煤厂的基础材料。浮沉资料是评定煤的可选性和分选作业流程计算的依据，而可选性的难易又是选煤厂设计和生产管理的重要依据。5第3章选煤工艺3.1煤的可选性与可浮性3.1.1原煤可选性原煤的可选性决定选煤方法的选用以及具体工艺流程的制定。因此在确定选煤方法及工艺流程之前，首先要对原煤的可选性进行分析，以便确定合理的选煤方法、工艺流程，从而更充分利用能源和获得最佳经济效益。评定原煤可选性常用的方法有两种：1．中煤含量法。在分选过程中，产品之间很难避免互相混杂，但原煤中，当中间密度级物料含量愈多，混杂的愈严重，也即分选的困难愈大，故以中煤含量的多少来评定原煤可选性是有科学根据的。根据我国的情况，对炼焦煤密度1.4～1.8为中煤范围，并以此范围内的重量百分数作为评定指标；对于动力用煤，密度1.5～1.8为中煤范围；无烟煤1.8～2.0为中煤范围。这种方法简单方便，但精确度较低。适用于对原煤的可选性，作粗略的对比。2．±0.1邻近比重物含量法。它是把分选密度±0.1范围内的物料作为中煤，以其含量大小来评定原煤的可选性的难易程度。愈接近分选密度的物料混杂程度愈严重，远离分选密度的物料混杂可能愈小。这种方法评定原煤的可选性，因考虑了分选过程的分选制度，更加接近实际地反映了煤的可选性难易程度，而中煤含量法没有考虑到实际所用的分选密度，也没有考虑产品质量的要求。根据目前普遍采用的最新可选性评定标准，即γδ±0.1含量法。由于该方法近似实际地反映了煤的可选性难易程度。根据所确定的灰分点Ad=10.00%，按等λ原则从50-0.5mm可选性曲线上查得其值为48.5%，根据我国标准：γδ±0.1含量＞40%，属于极难选煤。3.1.2煤泥可选性判断〈0.5mm煤泥的可选性，采用灰分符合要求条件下的浮选精煤可燃体回收率作为指标。即用实际精煤中回收的可燃体与入料中所含的可燃体的比值，来表示实际状态与理想状态在数量上的接近程度，从而来评价煤泥浮选效果。计算公式：6Ec=γc(100-Ad.c)/(100-Ad.f)经计算Ec=75.42%，其值介于60.1～80%之间，属于中等可选。3.2选煤方法的确定选煤工艺流程的制定，是关系到选煤厂生产规模、技术状况和国家对产品质量指标的要求。在确定选煤工艺流程之前，根据煤质特性和用户要求，要解决相关问题。选煤方法是制定选煤厂工艺流程的核心问题。选煤方法包括：跳汰选煤法、重介选煤法、槽选法、旋流器（离心力场）选煤法、摇床选煤法、浮游选煤法、以及风法选煤法等。选煤方法的确定取决于煤的牌号、可选性以及用户对产品质量的要求，还要考虑技术上、经济上的合理性及我国设备制造的能力和供应情况。在我国选煤普遍采用跳汰选和重介选。跳汰选煤法。它是我国应用最为广泛的一种选煤方法。跳汰适于易选或中等可选煤，它的分选粒度范围比较宽，上限可达到50～100mm甚至更大些，其下限为0.5～0.3mm。它的优点是：工艺流程简单易行、生产能力大、维护管理方便、选别易选和中等可选性煤的数量效率和精煤质量指标较高，选煤成本低，在处理难选煤时，其工艺指标仅次于重介选。跳汰选煤法对于原煤性质适应性强，对易选煤的数量效率可达到90%以上，对难选煤数量效率可达到70～80%。重介选煤法。它是当前最为先进的选煤方法。可以有效的分选难选煤和极难选煤。它的优点是：分选效率和分选精度都高于其它选煤法；分选密度的调节比较灵活而且范围宽；分选的粒度范围宽，上限可达到300～500mm，甚至更大些，下限在离心力场中分选时，同样可达到0.3～0.5mm；当用户对精煤质量要求有变动时，精煤灰分可按要求予以相应改变，因此，重介选煤有很强的适应性；重介分选时，原煤给入量及原煤性质改变时，其影响不大；加工费用稍高，但重介选可以减少精煤的损失，提高产品产率；我国的煤大部分属于难选煤和极难选煤，采用重介可获得较好的分选效果。同时，重介选具有生产操作和工艺调整简单，易于实现选煤厂自动化。比较两种选煤方法，跳汰具有流程结构简单，基建投资低，但对难选或极难选煤的分选效率低，不容易操作。重介投资大但重介选煤方法适于难选煤甚至极难选煤，使用该方法选煤，产品质量稳定，分选效率高。根据可选性曲线，查50-0.5mm可选性线可知，γδ±0.1=48.5%,属极难选煤。根据实际情况和通过上述比较，采用重介选煤方法。73.3入选方式的确定现在常见的入选方式主要有：分组入选、分级入选、混合入选、配煤入选等多种入选方式。选不同矿井或煤层的煤，由于其煤的牌号不同或可选性相差悬殊，或其轻成分中含硫分相差较大时，则需考虑能否混合入选，还是分组、分级入选问题[4]。分组入选的缺点是流程作业系统复杂，厂内基建和生产费用高，生产管理困难，除了十分必要外，一般不采用分组入选。在我国绝大多数选煤厂采用混合入选单系统选煤流程。根据所给的资料，该入洗原煤属于同一煤种，因此设计中不考虑分组入选，只考虑是否分级。根据设计任务书的要求，确定精煤灰分A=10%时，由50-0mm可选性曲线上查得λ=23%，根据等λ原则，分别在50-13mm可选性曲线、13-0.5mm可选性曲线可知，其分选密度差值为0.043，小于0.05。因此采用不分级入洗。3.4工艺流程的制定在确定选煤方法和原则流程的基础上，还要根据煤的牌号、质量和用途，具体研究选煤流程结构，需要进一步细致地、具体的解决各作业的流程结构问题。3.4.1选前准备作业流程选煤厂选前准备作业比较简单，其流程是由所采取的选煤方法和入选粒度上限所决定。因此，准备作业的任务就是在于确保入料粒度上限。根据煤质分析以及入选粒度上限确定原煤准备流程，即采用筛孔φ50的分级筛进行预先筛分，其筛上物再进行人工检查性手选，除去杂物。由于采用重介旋流器作为分选设备，为了严格保证入料粒度，采用破碎机对+50mm粒级的煤进行破碎。然后与筛下物料混合进入原煤仓。3.4.2分选作业1重选作业由于该煤属于极难选煤且采用不分级入洗，故拟用三产品重介旋流器分选原煤，由旋流器出来的精煤、中煤、矸石分别进入弧形筛、脱介筛进行脱介。脱介后的产品直接上仓，但对小于0.5mm的末精煤因含水量大，还需进入离心机脱水。82煤泥浮选因浮选入料的固体含量大于60g/L,所以采用直接浮选。直接浮选流程的优点有：取消了浓缩作业，使流程简化；减少了煤泥在系统中的循环，对主选作业有利；煤泥与水的接触时间缩短，使煤泥的可浮性和选择性提高；可实现清水选煤。尾煤浓缩机中加入絮凝剂，实现了清水洗煤，解决了灰分高的细泥对精煤污染的难题。由于管理及设备运行状态等因素而导致煤泥水中出现“跑粗”现象，因此采用浓缩旋流器组进行截粗，再用高频筛进行脱水。脱水后的粗粒产品与末精混合后上仓。3分级脱水对洗精煤采用单层振动脱介筛，并使煤流自流到下层分级筛中，进行分级。大于13mm粒级的精煤脱介后进入一楼的皮带外运，末精煤进行入离心机脱水，并到一楼的皮带运出。浮精采用加压过滤机进行脱水，脱水后的浮精与末精混合后从一楼皮带运至产品仓。3.4.3.介质净化、回收重介选煤的悬浮液应循环使用。由于煤泥对介质的污染和部分介质被稀释，因而需要介质净化回收作业，再循环使用。常用的介质净化、回收流程三种：浓缩——磁选——再磁选；直接磁选；磁选——浓缩——再磁选。第一种流程适用于悬浮液浓度很低，煤泥含量小的，采用这种工艺流程可减少磁选机的台数，节约投资，提高经济效益。第二种直接磁选适用于不脱泥入选。入选中煤泥含量高，原煤易碎泥化，该工艺简化生产操作管理方便，加重质回收率高。第三种流程适用于适用于煤泥入洗，加重质粒度细，煤泥含量不高时，在两段磁选间加浓缩，以提高二段磁选的回收率，减少二段磁选机的台数，可降低加重质的损失。由