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国内外高频振动筛在洗选煤工艺中的应用

2021年08月12日 山西机械设备网

国内外高频振动筛在洗选煤工艺中的应用

1.国内外高频筛在选煤工艺中的应用:

高频振动筛在选煤厂的应用是选煤行业在粗煤泥回收技术上的一大进步。目前,在国内高频振动筛因其投资和运行成本较低,使得国内中小型选煤厂和简易选煤厂都有能力采用高频振动筛对粗煤泥进行回收,粗煤泥的回收不仅能够提高产品价值,更有利于煤泥水处理,以便于实现洗水闭路循环,改善选煤厂的环境,有利于环境保护。选煤厂采用高频振动筛回收煤泥,具有明显的经济效益和社会效益。近年来 , 粗煤泥分选成为选煤工艺发展的一个重要分支 , 越来越受到选煤同行们的关注。目前 , 常用的粗煤泥分选设备螺旋分选机、煤泥重介质旋流器+高频筛、TBS(干扰床分选机)、RC (逆流机 )等。螺旋分选机的优点是: 无运动部件 , 维修工作量小 , 运行费用低; 占地面积小 , 易于布置 ,可用双头甚至三头螺旋提高单台设备的处理能力。缺点是: 分选精度低; 分选密度高 (有效分选密度在 116kg/L以上 , 低于该值 , 会影响分选效果 ) ; 产品质量易波动。煤泥重介质旋流器从现场生产实践看,采用此工艺后,精煤产率的提高相当有限,而且还暴露出诸多无法克服的问题,,分选密度难以控制、稳定性差等。有所不同。RC结构较 TBS复杂,体积庞大,冲洗、检修不方便,且两者造价高。庞庄洗煤厂成建于1975年,现如今,设备老化严重,生产效率低,随着矿井原煤产量的萎缩和张小楼洗煤厂的建设,庞庄洗煤厂已到迟暮之年,但是,近年来精煤销售市场形势较好,洗煤厂精煤计划产量较高,洗煤生产的压力非常大,同时入洗原煤的粒度较细,末精煤及煤泥含量较大,由于末精煤较易被污染,灰份偏高,灰份一直维持在14~16%,集团公司要求庞庄洗煤厂的精煤指标在>8.5%,因此部分末精煤必须分离出去进入洗混煤,才能保证精煤质量,致使产品价值降低,精煤回收率较低,基本维持在40~47%,因此,庞庄井原煤效益远远没有达到最大化。庞庄井洗煤厂只有一台板式XMZ750和一台XM500压滤机,每月处理煤泥能力在1.2 万吨左右,煤泥水负担较重,因此,如何降低末精煤灰份,提高精煤回收率,减少煤泥量,提高产品价值是庞庄洗煤厂技术人员需要解决的课题。2.项目目的和意义经过现场勘察与分析,同时,我们结合庞庄井洗煤厂现在的实际情况,目前由于庞庄井洗煤厂已经老化非常严重,并且不可预测的因素太多,主要有井下原煤状况和邻近的华美电厂改扩建工程项目的影响,庞庄井是否在近期内要拆除不可预测,因此进行大规模的改造和扩建已经不可能,集团公司已经于2010年就停止了庞庄井洗煤厂每年的维检计划,所以购置新型的设备,大规模的工艺改造无法实施,因此我们充分利用现有设备(高频筛)的基础上,自主创新,降低成本,有效地解决生产过程中存在的问题,在保证精煤灰分的同时大幅提高精煤产率。通过技术改造,精煤产率得到了大幅度的提高,从而使我矿的效益得到了大幅提高,创造了更好的经济效益。此次工艺技术改造,工艺结构简单灵活,便于操作,性能可靠,设计合理,成本低廉是一种较为理想的实用技术,为高频筛在其它洗煤厂的应用提供了理论上的支持。3.项目方案的确定和实施情况3.1项目方案的确定庞庄洗煤厂成建于1975年,生产线长,设备老化,属于典型的老式跳汰洗煤厂。由于近年来精煤销售市场形势较好,庞庄洗煤厂2010年共完成精煤产量86万吨,2011年庞庄洗煤厂计划精煤产量109万吨,力争115万吨,是近几年来最高的计划精煤产量。近几年庞庄井洗煤厂年精煤生产量基本维持在25~30万吨左右,年要完成2011年的计划精煤产量,洗煤生产的压力非常大。庞庄井入洗原煤粒度较细,末精煤及煤泥含量较大,由于末精煤较易被煤泥污染,致使末精煤灰份偏高,灰份一直维持在14~16%,集团公司要求庞庄洗煤厂的精煤指标在>8.5%,精煤指标完成难度较大,煤泥污染末精煤的问题一直得不到解决,因此部分末精煤必须分离出精煤,进入洗混煤,降低了产品价值,2011年之前,煤泥量较大,精煤回收率较低,基本维持在40%左右,洗煤厂创收能力没有得到充分发挥。另外,由于庞庄井洗煤厂只有一台板式XMZ750压滤机,每月处理煤泥能力在1.2 万吨左右,煤泥水负担较重,煤泥水系统已经满负荷运转,因此,如何分离出末精煤中的煤泥,降低末精煤灰份,提高精煤回收率,减少煤泥量,充分利用现有设备设施,提高产品价值是庞庄洗煤厂技术人员必须解决的课题。3.1.1系统中精煤回收率低的主要原因有几个方面: 综合精煤 (粒度) 产率 (%) 灰分 (%) >3mm 48.28 8.19 3~0.5mm 34.48 8.52 -0.5mm 17.24 15.62 表1改造前综合精煤筛分浮沉表由上表可以看出,①末精煤含量较多,灰分偏高。②入洗原煤质量较差。③设备老化严重,分选效率降低,工艺存在缺陷。如果末精煤全部掺入综合精煤中,必将造成综合精煤灰分超标。3.1.2提高精煤产率的方案由于集团公司已经停止洗煤厂维检计划,大规模工艺改造已经行不通,庞庄洗煤厂技术人员经过现场研究与分析决定, 结合现在实际情况,确定将末精煤脱泥脱水筛上加装一个喷水装置,同时将筛孔尺寸由0.5mm放宽到2mm,同时在筛下水管路上安装一部高频筛,筛缝为0.2mm,通过增加的这两个环节,来降低末精煤灰分,提高精煤回收率,并把筛下水中的部分煤泥直接通过高频筛回收至洗混煤中,提高产品价值。3.2项目实施情况3.2.1高频脱水筛工作原理高频振动筛采用自同步液体润滑振动器激振,在激振力作用下, 筛机作高频和高振动强度往复运动。按作用不同, 沿筛面全长分预脱水区、滤层形成区和过滤脱水区三个工作区域, 如图1所示。图1 高频振动筛工作区域划分图3.2.2 预脱水区通过给料箱进入该区的矿浆沿着弧形筛面切线给入, 在离心力作用下矿浆紧贴筛面运动, 在筛机振动力和离心力作用下, 靠近筛面的水和部分小于筛缝的细颗粒被筛缝切割而透筛, 而较粗颗粒被隔在筛面上, 并沿筛面弧线运动, 在此过程中, 可脱除绝大部分的水, 为滤层形成作好准备。3.2.3 滤层形成区由于筛面的特殊结构, 矿浆在弧形和直段筛面的过渡处的速度突然变慢, 形成特殊“水池”, 来自预脱水区糊状物进入“水池”后, 在合适的振动参数作用下, 较粗颗粒快速沉降而接近筛面, 形成一层薄滤层, 它在过滤脱水区起阻挡细颗粒透筛的作用。3.2.4 过滤脱水区由于矿浆的连续给入和筛机的振动输送作用,“水池”里的滤层及其上部糊状物被一起送进过滤脱水区, 由于筛面负倾角和物料沉降脱水作用, 沿排料端方向筛上物料沿筛面运动速度依次递减, 形成物料层内部间的挤压, 物料层表面的薄游离水层返流回“水池”, 而物料层下部水透过过滤层和筛缝而透筛。3.3 项目工艺选型原则目前, 我国选煤行业应用比较广泛的高频振动筛有国外引进和国产两种产品,国外产品一般质量较好, 但价格较高;国产系列产品应用更加广泛,国产系列产品以GZ系列和GPS系列居多,我们通过分析最终采用了国产价格较低的GZT1431高频脱水筛。入料浓度对工艺效果有较大影响, 正常入料浓度应在40%以上, 以保证快速形成过滤层,提高筛上产品回收率, 推荐的入料浓度在50%以上。为了达到入料浓度需求, 国内多数洗煤厂在设计中通常采取下列两种办法: 一是洗选过程产生的煤泥水进煤泥浓缩机, 浓缩机底流再入浓缩旋流器二次浓缩, 浓缩旋流器底流进入高频振动筛脱水。二是洗选过程产生的煤泥水用泵送到浓缩旋流器, 浓缩旋流器底流经过振动弧形筛预先脱水, 弧形筛筛上物再入高频振动筛脱水。仅仅采用浓缩旋流器或振动弧形筛一次浓缩, 保证不了高频振动筛的入料浓度要求。2011年元月张小楼井重介洗煤厂已经建立并投入使用,因此,庞庄井洗煤厂没有必要进行大规模改造,我们根据自身情况的不同,在末精煤筛下水管路中直接添加一台高频脱水筛,由于末精煤筛下水本身浓度较高,并通过末精煤脱泥脱水筛上的喷水对末精煤进行降灰处理,能够满足高频筛要求,我们通过最简单的改造,满足了庞庄洗煤厂生产的需要,降低了末精煤灰份,提高了精煤回收率,同时还减少了煤泥量,并把一部分煤泥回收进入洗混煤,提高了庞庄煤矿的产品价值。3.3实施中出现的问题及采取措施在系统实施过程中,出现了高频筛不出料,物料随着高频筛筛下水回到24米浓缩池,主要是由于高频筛筛板尺寸存在问题,加上条型筛板本身存在缺陷,扁平状物料即使超粒同样可以透过筛板进入24米浓缩池,因此我们在高频筛筛板上加装一块孔目为80目的滤布,加装后物料产出正常,故障排除。 综合精煤 (粒度) 产率 (%) 灰分 (%) >3mm 52.15 7.89 3~0.5mm 36.81 8.23 -0.5mm 11.04 10.5 表2改造后综合精煤筛分浮沉表由上表可以看出末精煤灰分得到了有效地控制,综合精煤达到矿下达的指标,精煤产率得到了大幅地提高,改造取得了良好地效果。4.技术经济指标和性能情况主要研究、试验内容:如何实现末精煤的降灰及煤泥量的减少,以及原为效益的最大化。通过在末精煤脱泥脱水筛上加装喷水装置,并在筛下水管路上安装一部高频筛,且在高频上加装一层80孔网的滤布,通过增加喷水对末精煤进行再次冲洗,实现降灰的目的,从而实现提高精煤回收率,筛下水中的粗煤泥直接通过增加的高频振动筛回收至洗混煤中,达到提高产品价值的目的。主要技术经济指标。1、有效筛面面积。2、振动频率。3、预脱水。4、滤层形成。5、过滤脱水。项目完成后,系统满足了庞庄洗煤厂生产的需要,降低了末精煤灰份,提高了精煤回收率,同时还减少了煤泥量,并把一部分煤泥回收进入洗混煤,提高了庞庄煤矿的产品价值。5.技术原理工作原理:通过对末精煤筛筛板的改造,及喷水装置的使用,首先对末精煤进行加强透筛处理和喷水降灰处理,透筛后的物料随着筛下水进入高频筛,高频振动筛采用自同步液体润滑振动器激振,在激振力作用下, 筛机作高频和高振动强度往复运动。按作用不同, 沿筛面全长分预脱水区、滤层形成区和过滤脱水区三个工作区域,脱水后的物料进入洗混煤产品,降灰后的末精煤全部进入精煤产品,使精煤产率得到了大大地提高。6.社会效益分析及推广应用前景 技术水平:该技术是根据调研目前国内普遍使用粗煤泥回收技术的现状及高频筛在选煤厂的应用,并结合我厂的实际情况,通过对末精煤筛筛板的改造,及喷水装置的使用,对末精煤的降灰处理取得了很好地效果,同时高频筛在系统中的应用有效地降低了系统中煤泥过多的问题,减轻了煤泥水处理的负担,提高了产品价值,有效地做到了提质提效,使我矿原煤效益最大化。经济社会效益:本系统与2011年6月完成后,充分提高了精煤质量与产率,保证了我矿精煤市场的销售,同时部分煤泥直接进入洗混,即减轻了煤泥水处理的压力,又提高了产品价值。

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