120万吨年选煤厂建设项目可行性研究报告(编辑修改稿)

120万吨年选煤厂建设项目可行性研究报告(编辑修改稿)内容摘要：

第五章 工程设计 煤炭工业石家庄设计研究院 15 第五章 工程设计 第一节 选煤工艺 一、选煤方法及工艺流程 根据 业主 要求，选煤厂建成后，将主要生产 灰分 %的精煤。 通过对入选原煤的可选性分析，当 生产灰分 %的精煤 时，入选原煤的可选性为难选 ， 应该采用 重介质旋流器选煤方法。 我们对 四 种不同的重介质旋流器选煤方法分别进行了对比分析 ： 选前脱泥与不脱泥的选择 我们主张选前不脱泥，因为脱泥的缺点已非常明显： ⑪国际上 ，只能采用 、最好是 进行脱泥。 而对难选煤来讲，脱下来的粗煤泥至今无法有效分选，像 TBS、螺旋溜槽等，已被实践证明其效果尚不如跳汰机。 如徐州矿务局大屯张双楼矿采用脱泥重介 TBS浮选工艺，精煤灰分只能降到 %，而大屯孔庄选煤厂采用跳汰 浮选工艺时精煤灰分尚可达到 %。 ⑫选前脱泥增加工艺环节，工艺布置复杂。 ⑬不能发挥重介质旋流器选煤下限低的优势。 ⑭脱下来的煤泥未得到预分选，增加浮选作业处理量和难度，增加基建投资和费用，增加精煤损失。 例如，淮南望峰岗选煤厂原生煤泥 ()中各粒级的灰分相差不大，浮选精煤灰分一直降不下来，被认为是极难浮煤。 但在采用不脱泥三产品重介质旋流器分选工艺后，浮选的效果得到了很大改善：浮选入料灰分由 22%降到 19%，浮精灰分由 13%降到 11%。 无压给料三产品重介质旋流器不脱泥入选配合煤泥重介选工艺恰好 简单有效的解决了粗煤泥分选问题。 它是利用旋流器兼有的分级浓缩作用原理，在精煤溢流悬浮液中的煤泥随其自然分离的细介质一起送至煤泥重介旋流器穆棱市中策万通选煤有限公司 选煤厂可行性研究报告 第五章 工程设计 煤炭工业石家庄设计研究院 16 中得到有效分选。 这种模式巧妙地解决了选前脱泥无法采用煤泥重介质旋流器分选的难题。 ⑭为了满足悬浮液流变特性和稳定性双重要求，在《选煤设计手册》中规定了重介质悬浮液的固体体积浓度一般应在 1535%之间，以此为依据可以算出不同密度的悬浮液中煤泥含量的最大允许值，如表 511所示： 无压给料三产品旋流器通常都是一种低密度悬浮液系统下选出三种合格产品的，既使用在动力煤排矸系统时 ，其工作介质密度也在 ，悬浮液中固相煤泥含量大，所以没有必要脱泥入选。 表 511 悬浮液中固相的煤泥含量最大允许值 悬浮液密度 /(kg L1) 煤泥含量 /% 60 50 40 30 20 10 5 重介质旋流器有压给料和无压给料方式的选择 ⑪无压 给 料比有压 给 料分选精度相当或更高，见表 512。 这是因为无压给料三产品重介质旋流器的一段采用了圆筒型，圆筒型内重悬浮液的速度场和密度场比常用的圆筒 — 圆锥型 (DSM 型 )更均 匀 (见图 1)；无压给料重介质旋流器的入选原煤给入粘度最低的旋流器内旋流，轻产物很难进入外旋流，因而精煤损失小，数量效率高；而 有压 给 料 重介质旋流器的入选原煤给入粘度最高的旋流器外旋流，轻产物 (特别是细粒度 )很难进入内旋流，因而精煤损失大，数量效率低。 ⑫无压给料无需泵送，有利于减少矸石泥化和次生煤泥量，而有压给料则恰恰相反。 ⑬无压给料相对入料上限较高，因为它不受泵送流道限制。 ⑭无压给料工艺环节简单，有利于合理布局。 ⑮ 无压给料旋流器的工作介质 —— 重悬浮液密度容易测准，不受原料煤穆棱市中策万通选煤有限公司 选煤厂可行性研究报告 第五章 工程设计 煤炭工业石家庄设计研究院 17 性质变化的干扰，利于自动测控。 ⑯无压给料重介旋流器与有压给料相比，存在的弱点是：①由于多了一个口，参数复杂，旋流器本身及配套工艺系统设计技术难度大；② 入选原煤给入旋流器内螺旋，若设计不当，矸石易污染精煤。 贵州月亮田选煤厂先用有压给料三产品重介质旋流器选煤工艺后又改用无压给料三产品重介质旋流器选煤工艺的经验很有说服力。 他们不仅没有感到“大分流、大补水”，密度控制“困难”问题，而且做到了分选精度提高，精煤产率增加了 %，矸石灰分由 %增至 %。 由于系统简化，节省了厂房体积，结果在原设计 45 万 t/年能力的主厂房内基 本完成了 90 万 t/年能力的再改造工程。 表 512 有压与无压入料重介质旋流器分选效果表 厂名 南桐 老屋基 临涣 西曲 火铺 入料方式 有压两产品 无压三产品 无压三产品 无压三产品 无压三产品 旋流器规格 φ 600(一段 ) φ 550(二段 ) φ 1400/1000 φ 1200/850 φ 1000/700 φ 1300/920 入料粒度 /mm 30～ 0 80～ 0 50～ 0 50～ 0 50～ 0 一段 δ p1 ～ ～ Epm1 ～ ～ 二段 δ p2 ～ ～ Epm2 ～ 数量效率 η e/% (平均 ) 注：表中后 4 个选煤厂均采用选前不脱泥入选。 穆棱市中策万通选煤有限公司 选煤厂可行性研究报告 第五章 工程设计 煤炭工业石家庄设计研究院 18 130012501350140014501500160017001800190020xx12501300135013751400142514501500 (a) (b) a—— 有压入料圆锥形旋流器，悬浮液入料密度 =； b—— 无压入料圆筒形旋流器，悬浮液入料密度 =图 1 两种旋流器中悬浮液密度场密度分布示意图 大直径旋流器或小直径旋流器组的选择 我们主张采用单台大直径旋流器而不主张采用两台或两台以上的小直径旋流器组。 采用大直径重介质旋流器的理由如下： ⑪可减少设备台数、减少占地面积和厂房体积、简化工艺布置、实现工艺环节单机化、便于自动化控制。 ⑫可提高入料上限、减少堵塞事故、有利于长期稳定正常生产。 ⑬分选精度不受旋流器大小影响。 已进行技 术测试的 1400/1000A型无压给料三产品重介质旋流器，其可能偏差 E1值达到 ～ 、 E2=～，已 成功用于老屋基等多座选煤厂。 ⑭分选下限与旋流器大小无关。 因为粒度相同的煤粒在不同直径旋流器内只要离心强度相同，分选效果即相同，只要压力随直径适当增长即可，百余座选煤厂的生产实践均有验证。 ⑮可避免小直径旋流器组并联使用中产生的压力、流量和粒度分配不匀穆棱市中策万通选煤有限公司 选煤厂可行性研究报告 第五章 工程设计 煤炭工业石家庄设计研究院 19 以及各台旋流器磨损程度不同而带来的整体分选效果降低的问题。 澳大利亚用一台φ 1000mm大直径两产品有压给料重介质旋流器 代替两台φ 710mm小直径旋流器试验结果表明，可能偏差 E值前者优于后者，其精煤产率比后者高出1个百分点左右。 在我国淮北临涣选煤厂、西山东曲选 煤厂也均有验证。 两产品和三产品重介质旋流器的选择 ⑪要求生产三种产品时的选择 当分选炼焦煤时，因精煤灰分要求较低，大多数情况下必须分选出精煤、中煤和矸石，才能保证精煤和矸石的灰分同时满足要求，采用无压给料三产品重介质旋流器明显地优于采用两段两产品重介质旋流器。 ① 用一种低密度悬浮液系统一次生产出合格精煤、中煤和矸石，生产流程和工艺布置大大简化、设 备和管路减少、改变磨损程度和电耗降低，因而投资、加工成本低。 ② 采用改变二段底流口粗调和二段溢流管插入深度微调相结合的方法可有效地调节二段分选密度，完全能够满足排弃纯矸石的要求。 ③ 有的人试图将两个两产品旋流器中的第二个采用定压漏斗入料方式，这样虽然减少了一套泵和管路的磨损，但是高低密度悬浮液系统并存的实质并无改变，反而带来了增加厂房高度和体积的弊端。 ④ 有人担心，原煤中中煤与矸石含量超过 1/2 时，三产品旋流器的处理能力将大大降低，这种担心是片面的。 因为矸石密度大、体积小，且旋 流器的结构参数可变。 多年生产实践证明：原煤中矸石含量 55%时，对处理量无明显影响。 ⑫ 要求生产两种产品时的选择 一般来讲，动力煤的分选只需将矸石排除掉即能满足市场对商品煤的质量要求，如果排矸的分选密度不是太高 ()，这时采用两产品重介质旋流器分选较合适。 例如澳大利亚在我国所建的模块式选煤厂，循环悬浮液穆棱市中策万通选煤有限公司 选煤厂可行性研究报告 第五章 工程设计 煤炭工业石家庄设计研究院 20 密度一般约。 这种情况仅仅适合轻产物含量高且内在灰分低、中间密度含量少、煤泥量少的大同侏罗纪原煤。 如果分选密度高于 ，则建议采用无压给料三产品重介质旋流器，因为 ： ① 分选密度高时，固体容积浓度大，悬浮液粘度高，对细粒物料分选精度影响大，从而分选精度降低，可能偏差值大，经验公式表示如下： E = δ p „„„„„„„„ (1) 式中： E—— 分选可能偏差， kg/L； δ p—— 分选密度， kg/L。 ② 为了保证高密度悬浮液非磁性物含量不超限，选前要脱泥，使工艺流程和工艺布置复杂化。 ③ 循环介质密度过高，难以维持，对设备、管道磨损大，介质泵电耗增大，脱介困难、介耗高，生产成本增大。 ④ 采用无压给料三 产品重介质旋流器则可以实现用低密度循环介质完成高密度排矸任务，避免了上述 3条弊端。 ⑤ 采用无压给料三产品旋流器适应市场对产品需求的能力强，两产品旋流器则很难做到。 前者可通过对两段旋流器的合理搭配，大大增加调节产品灰分幅度，满足市场多元化的需求，并能排弃纯矸石，减少煤炭资源的损失。 结语 通过上述 4 个方面的比较，不难得出如下结论： 除在个别情况 (大同侏罗纪原煤 )下可以使用两产品重介质旋流器外，采用无压给料三产品重介质旋流器不脱泥不分级选煤技术是最佳选择，它具有四大技术优势： 精： 分选精度 高； 简： 结构简单、无运动部件、易制造；工艺简化；目前已有大小 12种规格的 无压给料 三产品重介质旋流器，在原煤处理能力≤ 650t/h的选煤厂实现穆棱市中策万通选煤有限公司 选煤厂可行性研究报告 第五章 工程设计 煤炭工业石家庄设计研究院 21 主 选设备选用一台重介旋流器的理想； 牢： 使用寿命相对最长； 广： 适用范围广。 不仅适用于炼焦煤，而且适用于动力煤分选，对市场需求变化的适应能力很强。 从而可以达到四大效果： 多： 精煤产率高，产量多； 快： 建设速度快，技术推广速度快； 好： 经济效益好； 省： 投资、加工费用省。 根据以上的分析比较， 根据选煤厂设计规范、原煤的变化趋势和目前选煤技术的发展状况，以及充分利用宝贵 的煤炭资源，保证技术的先进性、前瞻性，系统的可靠性， 选煤厂 应采用不脱泥、不分级重介质选煤工艺，主选设备应采用单台大直径无压给料三产品重 介旋流器。 原则流程图见图 51。 穆棱市中策万通选煤有限公司 选煤厂可行性研究报告 第五章 工程设计 煤炭工业石家庄设计研究院 22 图 51 原则流程图 穆棱市中策万通选煤有限公司 选煤厂可行性研究报告 第五章 工程设计 煤炭工业石家庄设计研究院 23 该工艺流程简介如下： 原煤 受煤及 准备 外来煤 卸至原煤储煤场储存，原煤储煤场原煤经受煤坑下给料机给入胶带输送机运至原煤准备车间，除铁后先经分级筛 50mm 分级， +50mm 原煤经手选后破碎，与分级筛下 500mm原煤混合，运至主厂房分选。 分选、脱介 、脱水作业 500mm 原煤经润湿后直接给入大直径无压给料三产品重介旋流器进行分选，以单一低密度悬浮液一次性分选出精煤、中煤产品和矸石。 精煤产品脱介脱水分级后，块精煤直接作为最终产品 ， 末精煤经离心机二次脱水作为最终产品 ,块末精煤 混合后由 胶带输送机 运至精煤 储煤场地 ；中煤产品脱介脱水分级后直接作为最终产品 由胶带输送机运至中煤储煤场地；矸石经过脱介脱水后，通过胶带输送机运至矸石 堆放场地。 煤泥重介分选 精煤脱介弧形筛下的合格介质部分分流至煤泥合格介质桶，用泵打至煤泥重介旋流器进行分选，选出轻产物和重产物，轻产 物进入精煤稀介质系统，重产物进入 尾 煤稀介质系统。 介质回收 合格介质用泵打至无压给料三产品重介旋流器作为分选介质。 精煤、 尾煤稀介系统彼此独立， 两 部分稀介质分别进入各自的磁选机，选出的磁选精矿返回合格介质桶。 厂内跑、冒、滴、漏的介质收集后，由扫地泵打入中煤稀介系统进行回收处理。 介质补加 补加介质采用合格磁铁矿粉，不设分级和磨矿作业。 补加的磁铁矿粉直接进入原煤合格。