当前位置: 首页 > >

煤泥重介质旋流器生产应用探讨

发布时间:

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 煤泥重介质旋流器生产应用探讨 作者:李壮 来源:《农家科技下旬刊》2014 年第 04 期 摘 要:简要论述了煤泥重介质旋流器分选的理论基础、分选原理,介绍了煤泥重介质旋 流器选煤技术的应用和发展现状,指出了目前我国煤泥重介质旋流器应用中所出现的问题及其 发展方向。 关键词:煤泥;煤泥重介质旋流器;分选效果;存在问题 一、选煤厂煤泥分选概况 选煤厂目前处理煤泥的常规方法是:+0.5mm 粒级的物料用跳汰选或重介选;-0.5mm 粒级 用浮选。高效、简单、经济的煤泥分选设备及工艺尤其是以脱硫、降灰为宗旨的细粒和极细粒 煤(煤泥)高性能分选设备的研制是目前选煤技术研究的重点。美、英、德、澳、日、中等国 已经开发和正在开发和这类设备有以下六类:强化重力设备;微细介质旋流器;微泡和离心浮 选设备;异形波跳汰机;美国杨氏充填式跳汰机;选择性油团选[1]。 这类新工艺设备除少数项目外大多还处在研发阶段,还未达到大规模工业应用的程度。现 阶段在我国的选煤厂设计中,比较现实的、有效的煤泥分选设备,主要有以下三种:螺旋分选 机;煤泥重介质旋流器,各类浮选机和微泡浮选柱。 一般来说,浮选入料上限为 0.5mm,而实际有效分选上限只有 0.3mm,若生产中出现跑 粗,则会造成粗粒低精煤损失严重,尤其对无烟煤、氧化煤、含硫煤的分选效果更不理想,并 且基建投资高、耗电量、耗药量大;螺旋分选机虽然无动力、无传动部件、维修量小,但是其 分选精度较低,对煤质的适应性差,对入料的数量、质量要求比较严格,而且其分选密度偏 高,一般只宜用来排除高灰泥质和细粒黄铁矿;煤泥重介质分选煤泥以其分选效率高(分选的 可能性偏差 Ep=0.041~0.078)、对煤质适应性强、可实现低密度分选、操作方便和易于实现 自动控制等优点,深受世界各产煤大国的重视。*几年来,在国家拨出专款立项开展重点科技 攻关的扶持下,通过科研人员的努力和生产现场的大力协助,在简化重介质选煤工艺系统、设 备大型化、耐磨材料应用及生产过程自动控制等方面进行了技术创新,取得了突破性的成就, 为广泛推广应用重介质旋流器提供了坚实的技术支撑。 二、重介质旋流器分选煤泥的理论基础 煤与矸石在重介质旋流器内的分离主要取决于离心力和密度场的双重作用。矿粒在旋流器 密度场中,受到的离心力和在离心力作用下的下沉速度分别为[2]: 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 式中:F 为离心力,N;VC 为下沉速度,m/s;K1、K2 为系数;H 为重介质旋流器的入料 压力,m;d 为矿粒直径,m;μ 为粘滞系数,Pa· s;δ 为矿粒密度,kg/m3;Δ 为悬浮液密度, kg/m3;g 为重力加速度,m/s2。 公式(1)、(2)说明:矿粒在重介质旋流器中所受离心力的大小和下沉速度与重介质旋 流器的直径 D 成反比,与重介质旋流器的入料压力 H 成正比,还与分选悬浮液的流变特性 (由粘滞系数 μ 反映)有关。当悬浮液密度大于矿粒密度时,矿粒向旋流器的中心移动,在内 旋流作用下从溢流口排出;当悬浮液的密度小于矿粒密度时,矿粒奔向器壁,在外旋流和作用 下从底流口排出;部分中间密度矿粒则在旋流器的“分离锥面”附*形成动*衡,作一定时间的 循环旋转运动后,从溢流口或底流口排出。 三、煤泥重介旋流器分选原理 重介质旋流器的选煤过程如图 1 所示。物料和悬浮液以一定压力沿切线方向给入旋流器, 形成强大的旋流。其中一股沿着旋流器内壁形成一个向下的外螺旋流,另一股是围绕旋流器轴 心形成一个向上的内螺旋流,由于内旋流具有负压而吸入空气,从旋流器轴向形成空气柱。入 料中的轻产物随着内螺旋流向上,从溢流口排出;重产物随外螺旋流向下,从底流口排出。 图 1 重介质旋流器分选原理 重介质选煤是利用阿基米德原理在离心力场中完成的。在离心力场中,物料所受的离心力 式中 m-颗粒质量,g;Vt-颗粒的切向速度,cm/s;r-颗粒的旋转半径, cm。 颗粒在悬浮液中半径为 r 处受的合力 F 为 式中 V-颗粒的体积,cm3;δ-颗粒的密度,g/cm3;ρ-悬浮液的密度,g/cm3; 由式(4)表明,当时 δ>ρ,F 为正值,颗粒被甩向外螺旋流;当 δ 旋流器的有效分选下限主要取决于细粒物料能否获得必需的离心因数。离心因数的定义式 为: 式中: I-离心因数;F1、ac-矿粒所受的离心力及离心加速度;F2、g-矿粒所受的重力及重 力加速度。 由式(5)可知,离心因数和增加,关键在于提高矿粒所受到的离心力。而离心力与矿粒 粒度和旋流器直径之间的关系如式(6) 式中 d-矿粒粒径,cm; D-旋流器直径,cm;H-旋流器入料压头,Mpa;K-与切向速度有 关的系数。 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 从式(6)中可以看出:1)离心力与矿粒粒径的三次方成正比。矿粒粒度对其所受到的离 心力影响极大。在其他条件不变的情况下,当矿粒直径从 1mm 减少到 0.5mm 时,矿粒所受的 离心力将减少 8 倍。这说明要改善细料物料的分选效果,需要保持足够大的离心力。2)离心 力与旋流器入料压力成正比。在其他条件不变的情况下,入料压力越大,矿粒所受的离心力也 就越大。3)离心力与旋流器的直径成反比。对一定粒度的矿粒而言,旋流器直径越大,在同 种条件上,对矿粒所产生的离心力越小,所以用于分选煤泥的旋流器其直径必然要比较小才能 保证矿粒获得足够地离心力。 因此,如果要改善细粒物料的分选效果可以通过减小旋流器的直径或适度加大入料的压 力。 四、煤泥重介在实践中的应用 *几年来煤泥重介旋流器配合大直径重介质旋流器分选煤泥的工艺在很多选煤厂被广泛采 用。 采用煤泥重介工艺其目的是:对于不脱泥重介质分选工艺,弥补大直径重介质旋流器分选 下限粗,无法对煤泥进行有效分选的问题;解决煤泥分流问题,有效地回收粗煤泥,使精煤灰 分更容易控制;对于有浮选系统的选煤



友情链接: 时尚网 总结汇报 幼儿教育 小学教育 初中学习资料网