374.E 2.6Mta炼焦煤选煤厂初步设计(CAD图纸联系本人)文献综述.doc

科技大学文献综述题 目 文献综述 院（系、部) _化学与化工学院_专业及班级 _矿物加工 _姓 名 _ _指 导 教 师 _ _日 期 _2010-3-20_排矸在选煤厂的应用随着采煤机械化程度的提高和优质煤的逐渐减少。劣质煤、高硫煤和地质条件复杂煤层开采比例日趋增加。从而使进人选煤厂的原料煤质量逐步变差，可选性难度逐渐增加，这就意味着需要采用高效的选煤方法及工艺对其进行分选，以达到最佳经济效益并满足不同用户对煤炭质量的要求。1 增设排矸系统必要性分析1.1 手工拣矸无法满足生产要求炼焦煤选煤厂的筛分破碎车间一般设有手选皮带，进行人工拣矸。近年来，随着采煤机械化程度的提高，尤其是放顶煤开采工艺的应用，煤中块矸石含量大幅度增加，手工拣矸无法满足生产要求。以兖矿集团公司兴隆庄矿为例，采用放顶煤开采工艺后，毛煤的块矸含量在15左右，该矿日产原煤22 000t。块矸量为3 300t，每天共计140名工人进行拣矸，工效以3。St工计算，最多只能拣除块矸700t，仍将有2 600余t矸石进人选煤作业，影响了跳汰机的分选效果。同时，由于误拣，造成手选矸石中损失的煤炭在3以上，年损失量达6 000t，影响了企业的经济效益。该矿动筛排矸车间于1999年投入运行后，手选工由原来的140人减少到30人，其作用主要是进行检查性手选，防止300mm以上大块煤、矸石及杂物进入动筛跳汰机，工人劳动强度大大降低，块矸排除率接近100。1.2 降低选煤厂运营费用，提高精煤产率大部分块矸石在动筛排矸车间被排除后，进人选煤系统的矸石量大大减少，选煤厂主厂房的开车时间也相应减少，运营费用随之降低。同时，由于分选效果变好，精煤产率也有一定的提高。以枣庄矿业集团付村矿选煤厂为例，该矿日产原煤6 000t，动筛车间投入运行前，选煤厂主厂房的日开车时间12h，动筛车间投入运行后，主厂房的开车时间缩短为每天113h，由于分选效果变好，精煤产率提高o5个百分点左右。据测算，该选煤厂运营费用每年可节省30万元，由于精煤产率提高，选煤厂每年可增收130万元。1.3 增加块精蝶产品，有利于选煤厂增收50mm以上块原煤经动筛排矸后，可根据市场需要生产不同粒级的块精煤产品，有利于选煤厂增收。以枣庄矿业集团选煤厂为例，动筛车问选出的块精煤灰分为15以下，以日产量500t左右，售价300元t计，年增效益500余万元。1.4 易调整产品结构，适应市场要求因为煤种的原因，我国许多炼焦煤选煤厂生产的炼焦精煤只能作为钢厂的炼焦配煤，而炼焦配煤市场行情不稳，价格低时，精煤反而不如直销原煤效益好。尽管国家一直在提倡增加原煤入选率，但不可否认，许多炼焦煤选煤厂所在的煤矿仍在直销原煤。未经排矸的原煤不仅煤质不稳定、发热量低、价格上不去，而且给紧张的铁路运输增加负担，对企业和国家都十分不利。从这个角度来说，炼焦煤选煤厂增设动筛排矸系统，可使选煤厂生产系统更灵活，根据市场需要，调整产品结构，生产动力煤，增加企业效益。1.5 提高井下回采率，延长矿井服务年限井下过断层时，原煤的灰分有时达40以上，这样的煤炭产品不仅销售困难，企业信誉也会因此受到影响；进人选煤厂洗选，分选效果也较差。许多煤矿为了控制原煤灰分，井下过断层或遇到煤质不好的煤层时，往往舍弃不采，导致工作面回采率低，不仅浪费煤炭资源，且缩短了矿井的服务年限。选煤厂增设动筛排矸系统可为解决上述问题提供技术支持和保障，从而延长矿井的服务年限。2 选矸方法的比较目前，用于块煤机械排矸的主要工艺有动筛跳汰机排矸、重介排矸(斜轮、立轮、浅槽)、干法排矸2.1 动筛排矸动筛跳汰机是跳汰机的一种，根据驱动装置的不同分为液压驱动式和机械驱动式两类，一般由提升轮、驱动装置、槽体、筛板、排矸轮组成。工作时，槽体中水流不脉动，直接靠动筛机构用液压或机械驱动筛板在水介质中作上、下往复运动，使筛板上的物料形成周期性地松散。其工作原理是：物料进人动筛跳汰机槽体之后，物料和筛板在驱动装置的驱动下在水中上下运动；当驱动装置驱动筛板上升时，物料与筛板没有相对运动，而水介质相对于物料是向下运动的；当驱动装置驱动筛板下降时，物料颗粒因重力和水介质的阻力作用，所产生的加速度小于筛板下降的加速度，水介质形成相对于动筛筛板的上升流，床层悬浮。当颗粒下降速度小于动筛筛板的下降速度时，物料在水中作干扰沉降，并使床层足够的松散度和松散时间，实现物料按密度有效分层。分层的轻、重产物分别进入双道提升轮中，依靠双道提升轮脱去水分，并将分离出来的煤及矸石送人各自的排料溜槽中。透筛细粒物料则由槽体底部排料口排出。2.1.1动筛跳汰机组成动筛跳汰机由主机、液压驱动系统、电气控制系统三大部分组成。 主机动筛跳汰机主机结构见图1。它主要由槽体、动筛机构、提升轮装置、溜槽、驱动执行机构等部件组成。(1)槽体用于盛水介质，同时作为提升轮、动筛机构、油缸托架和油马达等部件的支承体。(2)动筛机构作为动筛跳汰机的分选槽。在其中部设有溢流堰，在溢流堰前端设有可调闸门，可以调节排矸口大小。在溢流堰下方设有排矸轮，由液压马达驱动以控制排矸量。(3)提升轮装置由提升轮及传动装置组成。提升轮内设有提料板，可将分选好的轻、重产品提起后倒入产品溜槽。(4)产品流槽设计成双层结构，上层为轻产品，下层为重产品。(5)驱动执行机构的液压油缸安装在油缸托架的主横梁上，用来驱动动筛机构上下运动；液压马达安装在槽体上驱动排料轮转动。通过液压系统和电控系统可调节它们的速率变化，以满足分选要求。 液压驱动系统液压系统主要由油箱、油泵一电机组、主油缸控制阀块、油马达控制阀块、冷却系统等组成。国内自主研发的液压驱动系统采用国际先进的二通插装阀控制技术，又因其主要元件全部采用进口件，因而已经具有相当高的可靠性和先进性，而且价格比进口液压系统要便宜很多。 电气控制系统电气控制系统是动筛跳汰机的控制核心，通过控制液压系统中的电气部件来实现动筛跳汰机各部件的协调运动，以达到物料分选的目的。电气控制系统是由信号检测部分、输入输出接口、LCD触摸显示屏、PLC可编程控制器、强电控制回路等几部分组成，主要完成动筛的上下往复运动及运动曲线的控制，矸石床层的检测及控制，主要工艺参数的检测、显示及在线调整，系统故障的声光报警及显示，各动力部件的顺序启停等功能。其中动筛运动曲线的控制和保持矸石床层厚度的稳定是电气控制系统的核心内容。系统运行通过1台触摸式显示屏进行操作来完成动筛运动参数及调节参数的设定和报警信息等内容，形象直观、调节方便，是目前自动控制领域中一种先进的人一机接口方式。系统采用自动手动交替操作功能，方便操作和检修。2.1.2 国内外动筛跳汰机技术性能对比国产动筛跳汰机的液压驱动系统由国内自行设计的，主油泵、副油泵、电液比例控制阀、压力传感器和耐震压力表等主要元件均采用进口产品，不仅能充分保证其质量及可靠性，而且价格比购买进口液压系统便宜很多。根据国内的实际生产情况，以下为国产动筛跳汰机和进口机型分选焦煤和气煤的效果： 对于国产动筛跳汰机分选焦煤，当入料粒度为20300mm、人料灰分为600640、6-t-O1一舍量为76时，精煤灰分为2635，矸石灰分为7314，分选密度为1800 gcm3，不完善度，值为0053，数量效率为9449。 德国产ROMJIK型动筛跳汰机分选气煤，当人料粒度为50300mm、入料灰分为484、占4-01含量为15O时，精煤灰分为2416，矸石灰分为77.14，分选密度为1752 gcm3。不完善度，值为009，数量效率为9345。由以上数据可以看出国产机和进口机分选效率比较相近。2.1.3动筛排矸的技术特点 分选粒度范围通常在30050mm，上限最大可达350mm，下限最小为30mm。单位宽度处理能力为80110t/(m2·h)，单位面积处理能力为4070t/(m2·h)。 无须供风，也不采用顶水和冲水，循环水用量小，其用水量为吨原煤0.080.1m3。同时，由于系统用水量少，洗水可自成系统，处理方便简单，洗水浓度不易增高。 辅助设备少，生产工艺简单，运行费用低。 动筛排矸工艺通过筛板在水中的上下运动实现矸石与煤分层。煤、矸石与水的接触时间较短，泥化程度小。其缺点是：为了保证人料的均匀稳定，动筛跳汰机前一般需要设置缓冲仓，块煤进入缓冲仓跌落破碎现象严重；动筛跳汰机筛板较短，矸石带煤现象时有发生，很难选出纯矸，而且还容易出现大块矸石卡排矸轮的现象。2.2 重介排矸根据工作原理，重介质分选设备可分为两类，一类是在重力场中工作的重介质分选机，通常用于分选块煤，主要有斜轮(立轮)分选机、刮板分选机（俗称浅槽)；另一类是在离心力场中工作的重介质旋流器，通常用于分选末煤或不分级煤。重介质分选机是根据阿基米德原理，将被分选原煤在一定密度的悬浮液中按密度差异进行分层和分离的设备，能实现按规定密度精确分选。其工艺流程是：经预先筛分后的原煤(一般>13mm)进入充满重介质悬浮液的槽体中进行分选；悬浮液的密度自动调节；密度小于悬浮液的物料(精煤)浮至液面，在水平流的作用下，随排料口的溢流排出；密度大于悬浮液的物料(矸石和高灰分煤)沉至槽底，由排矸刮板、立轮或斜轮提升到排料口排出，从而得到两种不同密度的产品。所不同的是，刮板分选机利用上升流，而立轮和斜轮分选机则是利用下降流来维持悬浮液的稳定。斜轮(立轮)分选机主要由分选槽、排矸轮和重产物提升轮组成。二者工作原理基本相同，其差别仅在于分选槽槽体型式和排矸轮安放位置等机械结构上的不同。重介斜轮(立轮)排矸主要有以下特点： 分选槽面开阔，处理能力大，人料粒度上限可达800mm，下限为13mm。斜轮(立轮)分选机单位槽宽处理能力为70100t/(m·h)。 分选精度高，能按规定密度精确分选，可能偏差Ep值可达0.020.03。 浮煤由排煤轮排出，随浮煤排出的悬浮液比较少。因而悬浮液循环量少，按人料计，斜轮分选机悬浮液循环量约0.71.0m/(t·h)， 立轮分选机稍微大些，约为0.91.2m/(t·h)。 由于分选槽内有下降流来保持悬浮液的稳定。因此可用中等细度的重介质， 以有利于重介质的回收。兖矿集团东滩、鲍店选煤厂用磁珠代替磁铁矿粉的技术很成熟，使生产成本大幅降低。 采用重介斜轮(立轮) 排矸对来料的稳定性要求不严格，前面一般不需要设置缓冲仓。该机缺点是占地面积较大，排矸轮与槽底之间易积存小块矸石，易磨损斜轮底；另外，悬浮液在分选槽内时有涡流现象产生，对分选精度有一定的影响。国内部分选煤厂使用的立轮分选机的处理能力及分选效果如下：JLT1630型立轮重介质分选机人选山西晋城市莒山煤矿10013mm块煤，在处理量为96110th、分选密度为1.1871.82gcm时，可能偏差Ep值为00150022，数量效率为98.9598.98。JLT4565大型立轮重介分选机分选开滦范各庄30013mm块煤，在处理量为509516t/h、分选密度为1.781.80g/cm时，可能偏差Ep值为0.015，数量效率为98.9699.02。重介刮板分选机主要由槽体、头轮及尾轮组合、电机及减速机、刮板链传动装置、水平介质槽、上升介质漏斗组成。重介刮板分选机排矸工艺在内蒙神华地区应用比较广泛，主要有以下特点： 分选粒度范围通常在15013mm。 对原煤数质量波动适应性强、处理能力大，其单位槽宽处理能力与斜轮(立轮)重介分选机一样，为70100t/(m2·h)，分选效率比较高。 因刮板重介分选机的轻产物都是由悬浮液直接冲出，所以循环悬浮液量较大，每米槽宽约175200mh，折合人料22.7m/(t·h)。另外，重介质粒度要求比较细。 刮板在刮除槽内沉淀物的同时，带走悬浮液量较高，槽内悬浮液的扰动剧烈，造成强涡流，影响分选。 刮板运行一段时间后，易于弯曲变形，整个导轨、链条、链轮等运转件磨损过快，易出现脱链、跳链等故障。浅槽重介质刮板分选机近来使用较多，如安太堡选煤厂、阳泉新景矿选煤厂、安家岭选煤厂等。安太堡选煤厂主洗重介浅槽槽宽为6.7m，分选13150mm块煤，处理量为427475t/h，分选密度为1.64g/cm ，可能偏差Ep值约为0.016，数量效率为98.57，矸石中带煤损失<3 。2.3 干法排矸目前由我国独创的一种新型选煤方法复合式干法选煤正得到越来越广泛的应用。该法突破了传统的风力选煤模式，依据物料密度、粒度及表面性质的差异，通过机械振动形成的物料螺旋翻转运动和上升气流的悬浮综合作用使物料松散、分层和移动，利用自生介质和空气组成的具有一定密度、相对稳定的气固两相悬浮体对煤和矸石进行分选，同时充分利用高密度颗粒间相互作用产生的浮力效应提高排出矸石的纯度，多种分选机理的作用使得复合式干法选煤可以有效地对806mm块煤进行分选，具有不用水、工艺简单、投资少、生产成本低、回收率高、能耗低、设备事故率低、建设周期短等优点。淮北矿区预排矸选煤厂的分选密度均大于1.8g/cm3，原煤的可选性多为易选，采用复合式干法排矸的分选效率高，可能偏差Ep=0.220.26，数量效率叼>90，与跳汰排矸不相上下，但投资和生产成本却比后者低得多，最大的优势是不用水，省却了选煤厂中投资和生产成本占很大比例的煤泥水系统。3 结束语现代化的选煤厂应该具有兼收并蓄、多样化的工艺特点。对不同的选煤方法不能简单地用“先进” 或“落后” 去划分，它们各有所长，各有所短，只是适用条件和范围不同。因此，在选择块煤排矸工艺方法时，应结合煤种、煤质、产品结构、加工方法及费用、基建投资、综合经济效益等作全面的技术经济比较，择优选用，以实现企业经济效益的最大化。参考文献1 陆宝成，谢生金, 刘萍. 试论炼焦煤选煤厂增设动筛排矸系统的必要性J.选煤技术, 2003,(4): 34352 刘国杰. 动筛跳汰机在选煤厂的应用J.选煤技术, 2008,(3): 45463 张晋陶. 动力煤排矸方法比较J.内蒙古煤炭经济, 2008,(2): 94954 于尔铁. 动筛跳汰机在我国的应用现状与展望J.煤质技术, 2006,(4): 165 李安. 临涣大型中央炼焦煤选煤厂预排矸工艺的选择J.煤炭加工与综合利用, 2007,(3): 26296 石绍辉. 选煤厂块煤机械排矸工艺方法探讨J.选煤技术, 2007,(8): 51537 牛纪元. JLT4565型重介质立轮分选机工作原理及特点J.煤炭科学技术, 2001,(10): 468 陆宝成. 大型矿井动筛排矸系统的煤泥水处理J.选煤技术, 2008,(2): 24269 刘宏. 动筛跳汰机的应用与发展J.中国煤炭, 2003,(29): 464710 王中正. 动筛跳汰机的应用与改造J.山东煤炭科技, 2002,(1): 2011 庞树栋. 动筛跳汰排矸代替其它排矸方式的设计实践.J.选煤技术, 2002,(5): 363712 李圣江. 动筛跳汰排矸的应用与改进J.煤炭科学技术, 2001,(9): 202213 杨达文. 机械选矸系统的研究及应用J. 煤炭科学技术, 2001,(8): 151614 许金禄. 复合式干法选煤技术的应用J.煤矿开采, 2001,(4): 9910015 王峰. 动筛跳汰系统替代重介系统排矸J.选煤技术, 2005,(5): 252616 陶有俊. 动筛跳汰选矸工艺的应用前景J.选煤技术, 2003,(1): 91117 王金生. 先排矸三产品重介质旋流器的试验探索J.选煤技术, 2008,(5): 1619