粗煤泥分选机在选煤厂的应用研究

粗煤泥分选机在选煤厂的应用研究主讲人：李政勇摘要、关键词概述及背景TBS干扰床分选机简介TBS干扰床分选机的应用效果经济效益分析结语介绍内容TBS干扰床分选机在城郊选煤厂的应用研究摘要：介绍了TBS干扰床分选机的工作原理及其特点，针对城郊选煤厂原煤中煤泥含量大的问题，论述了采用TBS干扰床分选机对城郊选煤厂粗煤泥分选及其效果，TBS干扰床分选机对0.25-1mm的煤泥具有良好的分选效果，全厂的介耗和油耗也因使用TBS干扰床分选机得到明显降低。TBS干扰床分选机工作性能稳定，完全能够满足工业生产中对精煤产品灰分的要求。TBS的使用提高了精煤产率和全厂的综合回收率，给全厂带来了巨大的经济效益。在节约用电的同时，也为周边环境的改善做出了贡献。关键词：TBS干扰床分选机粗煤泥产率经济效益概述及背景城郊选煤厂隶属于河南永城煤电股份有限公司，是一座原设计年生产能力为240万吨，经改造后生产能力达到500万吨的矿井型选煤厂。煤田内各可开采煤层均以无烟煤为主和少量的贫瘦煤。选煤厂原煤经分级脱泥后，采用块煤斜轮重介分选，末煤旋流器重介分选，粗煤泥TBS分选，煤泥直接浮选的联合选煤方法，浮选尾矿浓缩后压滤回收，浮选精煤采用加压过滤机脱水。城郊选煤厂主要产品为洗中块、洗小块、洗小粒子、末精煤、末原煤、煤泥、矸石。其中洗中块灰分控制在13.5%~15.5%内，洗小块灰分控制在12%~14%内，末精煤灰分控制在9.7%~11%内，洗中块水分在2.2%~2.3%左右，洗小块水分在2.7%~2.9%左右，末精煤水分控制在7%~8.8%。主要用于动力用煤，部分地销、部分外运。末原煤供附近火力发电厂使用，矸石地销给当地居民或用于其它道路建设。TBS干扰床分选机在城郊选煤厂的应用研究一、TBS干扰床分选机简介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、盘南煤炭开发有限责任公司选煤厂,沈阳红菱选煤厂、西马选煤厂,徐州张双楼选煤厂、三河尖选煤厂，河北邢台葛全矿选煤厂，河南神火煤电公司梁北选煤厂，河南永城煤业集团城郊选煤厂，兖州矿业集团济二矿选煤厂等近年来都已采用,使用效果比较理想。澳大利亚第四代干扰床分选机的应用实践表明,该机分选密度小于1.50g/cm,产品灰分可降至10%以下。干扰床分选机的成功应用给粗煤泥分选领域带来了一次技术性革命,给选煤工艺的发展注入了新鲜血液。TBS干扰床分选机在城郊选煤厂的应用研究1.TBS干扰床分选机的分选原理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,并通过底部的排料口排出。排料阀门由干扰床层内的密度传感器发出的信号控制。TBS干扰床分选机在城郊选煤厂的应用研究2.TBS干扰床分选机的工作过程随着物料的连续给入,细而轻的物料不断溢流至溢流收集槽,高密度的物料通过由PID闭环控制器控制的排料阀门排出。密度传感器浸入到紊流层中相应高度,对槽体内的床层密度进行不间断的监测。当床层的密度达到或超出设定值,控制器即送出1个4～20mA的信号到气动执行机构,气动执行机构开始动作,并打开底流排料阀排料,直至床层密度降低至设定值,排料阀门关闭。通过PID控制器控制排料阀开启,使槽体内干扰床层保持稳定的设定密度。气动执行机构的行程大约为40mm,在此范围内自由、平稳地运动,排料阀在气动执行机构的作用下同时动作。TBS干扰床分选机的结构图如图1。TBS干扰床分选机在城郊选煤厂的应用研究TBS干扰床分选机在城郊选煤厂的应用研究二、TBS干扰床分选机的应用效果TBS干扰床分选机在城郊选煤厂的应用研究城郊煤矿煤质为极易选煤，入洗脱除的煤泥经过0.25mm水力旋流器浓缩分级后+0.25mm部分进入TBS分选机分选，而这一部分的浓度在50%左右，完全符合TBS入料浓度在40%~60%的要求。1.TBS干扰床分选机的分选效果与物料粒度的关系2009年5月，城郊选煤厂对TBS干扰床分选机进行了试验，并将TBS入料、溢流和底流产物制成小筛分样，检测各试样中粒度组成及灰分，得到试验结果见表1，并直观反映在图2中。TBS干扰床分选机在城郊选煤厂的应用研究表1TBS入料、溢流以及底流中各粒级的产率及灰分粒度/mmTBS入料TBS溢流TBS底流产率/％灰分/％产率/％灰分/％产率/％灰分/％＋16.5820.119.577.8216.4656.571～0.537.2718.4855.289.0543.0370.310.5～0.2533.8513.2622.8710.2332.9477.110.25～0.12513.6329.919.4717.696.4177.410.125～0.0753.8744.211.7623.50.7274.750.075～0.0454.2438.730.6617.470.468.17-0.0450.5629.690.418.80.0367.51合计100100100TBS干扰床分选机在城郊选煤厂的应用研究图2TBS入料、溢流及底流中各粒级产率和灰分分布图通过实验发现:①从TBS的入料可以看出，粒度在320目以下的只占0.56%，说明该煤含泥量较低，很适合TBS干扰床分选机分选；②TBS对0.25-1mm的煤泥具有良好的分选效果，粒度在0.25-1mm之间的物料，一方面精煤灰分较低，为9.40%，另一方面所占产率高达78.15%，成为TBS溢流产品中的主导粒级;③溢流产品中，物料越细，其产率越低，同时，物料的灰分越高，这说明TBS干扰床分选机对过细的物料分选效果不明显；④在TBS干扰床分选机的底流中，随着物料粒度的减小，其物料的灰分呈现先增后减的趋势，这同时也说明TBS干扰床分选机对于过细物料的分选效果并不是十分理想。TBS干扰床分选机在城郊选煤厂的应用研究TBS干扰床分选机在城郊选煤厂的应用研究2.TBS干扰床分选机可提高全厂的综合回收率城郊选煤厂于2009年5月份开始使用TBS干扰床分选机，表2和图3为城郊选煤厂2009年1-11月中各月综合回收率的走向关系图。表22009年城郊选煤厂1-11月份各月综合回收率一月二月三月四月五月六月86.60%85.02%86.45%87.50%86.13%86.67%七月八月九月十月十一月89.96%90.36%90.07%94.75%94.89%图3城郊选煤厂2009年1-11月份综合回收率走向图TBS干扰床分选机在城郊选煤厂的应用研究从图3中可以看到：城郊选煤厂五月份TBS使用后煤炭综合回收率明显提高，从五月份的86.13%到七月份的89.96再到十一月份的94.89%回收率呈直线飙升。六月份的86.67%比五月份的提高不明显，是由于TBS调试不是很到位，而后面调试到位后回收率有了明显的提高，说明TBS应用后在提高选煤厂综合回收率甚至在提高粗煤泥回收率方面有明显效果。TBS干扰床分选机在城郊选煤厂的应用研究3.TBS干扰床分选机工作性能研究为研究TBS干扰床分选机对粗煤泥回收的应用效果，我们进行了TBS干扰床分选机的连续性单机试验，从而根据所得溢流和底流产物的灰分以及在一段持续时间内的稳定性来判断TBS干扰床分选机的使用效果，试验结果如表3和图4所示。表3TBS干扰床分选机分选密度：1.41g/cm3采样123456789101112底流产物灰分/%74.955.657.960.968.673.567.863.271.576.976.176.4溢流产物灰分/%9.167.918.999.768.1110.39.189.358.979.49.7510.6采样131415161718192021222324底流产物灰分/%76.960.566.953.570.478.251.86669.476.974.477.8溢流产物灰分/%8.8610.19.549.3310.48.868.998.4410.77.048.018.87TBS干扰床分选机在城郊选煤厂的应用研究TBS干扰床分选机在城郊选煤厂的应用研究图4TBS干扰床分选机底流、溢流产物的灰分变化情况3从图4中可以看出，当分选密度控制在1.41g/cm时，TBS干扰床分选机的底流产物具有较高的灰分，其灰分值大部分都在65%-75%之间浮动；同时，TBS干扰床分选机的溢流产物的灰分比较平稳，都在10%以下，个别值超过了10%但仍然在11%以下，完全能够满足工业生产中对精煤产品灰分的要求。3TBS干扰床分选机在城郊选煤厂的应用研究4.TBS的应用对全厂介耗和油耗的影响为了深入研究TBS干扰床粗煤泥分选工艺对全厂介质消耗和药剂消耗的积极影响，我们收集了2008和2009年1-10月份的资料进行分析，如表4、表5和图5、图6所示。表42008以及2009年1-10月份中各月吨煤介耗年份一月二月三月四月五月六月七月八月九月十月十一月十二月平均20083.8831.632.271.842.612.432.912.021.1421.452.2720091.721.651.741.51.520.930.941.031.121.061.32TBS干扰床分选机在城郊选煤厂的应用研究图52008年以及2009年1-10月份各月吨煤介耗变化情况由表4和图5中可以看出：从2008年1月份到2009年4月份，城郊选煤厂的吨煤介耗始终居高不下，5月份，城郊选煤厂使用了TBS粗煤泥分选系统，而当月，介质消耗并没有明显的改善，其原因是TBS分选系统为调试运转正常所致，在以后的几个月的使用过程中，我们可以看到，介质消耗有了明显改善，稳定在吨煤介质消耗量1.0kg左右，介质年平均消耗量也有2.27kg/t以上降到了1.32kg/t,由曲线的走向来看，随着TBS粗煤泥分选系统的继续运行，这个数字还将会更低；TBS干扰床分选机在城郊选煤厂的应用研究表52008以及2009年1-10月份中各月吨煤油耗年份一月二月三月四月五月六月七月八月九月十月十一月十二月平均20080.780.750.830.850.860.670.560.570.880.870.480.510.7220090.720.310.430.60.30.280.330.350.290.280.39图62008年以及2009年1-10月份各月吨煤油耗由表5和图6中可以看出：从2008年与2009年油耗对比来看，2009年较2008年的吨煤油耗总体都有所降低，但我们仍可以看出，自2009年5月分TBS干扰床分选机使用以后，吨煤油耗有了明显的降低，最高不超过0.4kg/t。TBS干扰床分选机在城郊选煤厂的应用研究3.经济效益分析（1）精煤产率明显提高,经济效益显著。2009年比2008年精煤产率提高4.24%,5到8月份比1到4月份精煤产量提高21.2万t,效益：21.2万吨×（840-470）=7844万元（2）TBS投产运行后，介质从08年的2.27kg/t下降到09年的1.23kg/t，下降了1kg左右，现在生产能力为500万吨/年，重介质价格按1200元/吨计算，每年节约重介质成本：500万吨×1.04kg/1000×1300元/吨=676（万元）（3）浮选油节约：（0.72-0.39）×10×6000元/t×55万t=108.9万元（4）TBS使用后，洗煤系统小时处理量由