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    筛网沉降离心机在美国选煤厂粉煤脱水中的应用

    互联网2008年3月18日 16:59 点击:3336

    美国是世界上的产煤大国,其产量和消费量仅次于中国,列世界第二位。美国有200多座选煤厂,根据入洗原煤煤质和最终产品质量要求,粉煤处理工艺主要有三种典型流程:一段水力旋流器与螺旋分选机流程,两段水力旋流器与螺旋分选机流程和一段水力旋流器与浮选流程。这三种流程生产的精煤粒度组成分别为:1 00~0 149mm,1 00mm~325目和1 00~0mm[1]。由于美国选煤厂对产品水分要求比较高,所以多数选煤厂,尤其是新建或改造的选煤厂,粉煤脱水都采用了筛网沉降离心机。筛网沉降离心机以其独特的结构、先进的性能和完备的保护、控制功能成为美国最主要的粉煤脱水设?#28014;?br />
        1 筛网沉降离心机的构造和工作原理

        图1是筛网沉降离心机结构示意图。整机由入料、主机、传动、保护、润滑、冲洗和排料等部分组成。

        该机的脱水包括沉降脱水和过滤脱水两过程。矿浆由入料管给入旋转的转筒中部,受离心力作用,矿浆开始沉降,固体颗粒沉降到转筒内壁,液体越过溢流堰形成主滤液。转筒内装有与转筒旋转?#36739;?#30456;同、但速度略低的螺旋推进器。固体颗粒在螺旋推进器的带动下,向前移动,通过转筒内的坡形段,进入筛网段。此为沉降过程。进入筛网段的固体颗粒在离心力作用下,其中剩余的液体通过筛网被排出,形成离心液,固体颗粒在螺旋推进器的作用?#24405;?#32493;向前移动,至排料口排除。此为过滤过程。最先进入筛网段的物料,排除部?#20013;?#20110;筛网开孔尺寸的颗粒后,在筛网内壁形成过滤“介质”,阻止随后进入的物料中小颗粒被排出,这也是筛网沉降离心机采用大开孔筛网却能够实?#20013;?#31890;级回收的原因。 

        筛网沉降离心机的脱水兼有沉降离心机和筛网过滤离心机的特点。在沉降段排出大部分液体,形成主滤液,这部分滤液浓度低、粒度细;筛网段进一步脱水,形成筛网液,这部分液体量少、浓度高、粒度大。因此,筛网沉降离心机同其他的粉煤脱水设备(如真?#23637;?#28388;机、加?#26500;?#28388;机、板框压滤机、沉降离心机等)相比,处理能力大,产品水分低,但固体回收?#23460;?#27604;较低。

        2 筛网沉降离心机在美国的研究与应用

        2 1 加工制造

        DMI公司是美国最大的筛网沉降离心机制造商,在美国市场占有90%的份额。目前该公司生产6?#20013;?#21495;的筛网沉降离心机。最大的机型转筒?#26412;?#36798;到1118mm,长3352mm,其加强型在处理1 0~0 105mm精煤时单台处理能力可以达到71~89t/h,?#35789;?#32454;粒煤泥含量(-0 149mm)在20%~25%时,处理能力?#37096;?#36798;到53~58t/h,产品水分可?#21592;?#35777;在15%以下。表1列出了DMI公司生产的筛网沉降离心机的处理能力。

        DMI公司的筛网沉降离心机由美国实验材料标准A36碳化?#31181;?#36896;,在沉降段、排料口、入料管等部位镶?#24515;?#30952;陶瓷,增加抗磨性。设备附带筛网冲洗?#20302;场?#40831;轮润滑?#20302;场?#36807;载保护等辅助功能。与选煤厂控制?#20302;?#37197;套,还可实现集中启停机、自动调整入料量、过载自动放料等。

        2 2 应用场合与工艺

        筛网沉降离心机在美国选煤厂主要?#37995;?#32454;粒精煤脱水设备,入料粒度上限2 00mm。根据美国的粉煤分选工艺,筛网沉降离心机的入料主要有三种:水力旋流器的溢流与螺旋分选机的精煤,粒度?#27573;? 00~0 149mm;第二段水力旋流器的溢流与螺旋分选机的精煤(或者第一段、第二段水力旋流器的溢流与螺旋分选机混合的精煤),粒度?#27573;?00~325目(1 0mm~325目);水力旋流器的溢流、螺旋分选机的精煤与浮选精煤,粒度?#27573;? 00~0mm。由于筛网段的存在和强大的离心力作用,无论哪种入料,应用筛网沉降离心机脱水后,产品水分都比较理想。

        为了提高固体回收率,美国选煤厂对两种滤液采用不同方式分别处理:因主滤液流量大、浓度低、粒度细,直接进入?#37096;笙低?而筛网液因流量小、浓度高、粒度大,多数情况下返回上一工艺?#26041;?#24490;环处理。图2是美国典型的炼焦煤选煤厂粉煤处理工艺流程图。从图中可以看出,这种流程采用水力旋流器和螺旋分选机分选1 0~0 149mm的粉煤,其精煤与浮选精煤(0 149~0mm)混合在一起进入筛网沉降离心机脱水,离心机的主滤液直接进入了?#37096;?筛网液则返回水力分级旋流器循环处理。

         由于筛网沉降离心机脱水过程中在筛网段形成“滤层”,对细粒煤也有一定的回收作用,因此真正损失到?#37096;?#30340;固体颗粒只有沉降段的细颗粒。这种筛网液循环处理工艺大大提高了固体回收率。按照这一原则,筛网沉降离心机的固体回收率可以用表2近似计算。

                      

        2 3 添加药剂提高回收率

         筛网沉降离心机的不足之处在于固体颗粒回收率相对较低,尤其是-200目和325目的极细颗粒容易损失在滤液中。为了提高细颗粒回收率,除调整、改善设备本身的结构、参数(溢流堰高度、筛网尺寸、转速、工艺流程等)外,美国近年开展了多方面的研究,其中添加药剂是效果比较明显的措施之一。   

        一种是常规添加方式,即将药剂加入到矿浆中,矿浆与药剂混合后进入离心机。根据美国能源部能源实验室Wu-WeyWen?#28909;?#30340;实验研究结果[2],在处理超细浮选精煤时(-0 105mm占45%,浓度17%),添加5%的沥青类乳胶药剂后,固体回收率由87 4%提高到了97 6%,固体在主滤液中的损失由5 1%下降到1 4%,在离心液中的损失由7 5%下降到1 0%。

        另一种添加方式是由美国弗吉尼亚技术学院R T Burcheet?#28909;薣3]提出的,通过改进沉降离心机的给料管,将专用的药剂直接添加到离心机内部,依靠离心机的旋转实现药剂与矿浆的混合。这种药剂及添加方式在Moss第三选煤厂的DMI914×1828型离心机上的实验结果表明,主滤液中的固体含量由3 54%分别下降到了0 33%和0 25%,产品水分略有增高,由12 84%分别上升到13 03%和14 13%。实验同时说明,这种专用药剂和添加方式,效果优于在矿浆中加入普通絮凝剂。

        3 筛网沉降离心机应用前景

        筛网沉降离心机是目前除火力干燥以外最有效的粉煤脱水设?#28014;?#20013;国煤炭工业在20世纪90年代末期先后多次引进了美国的筛网沉降离心机,但只有兖矿集团兴隆庄矿选煤厂使用的效果较理想[4],主要原因是筛网沉降离心机的固体回收?#24335;?#20302;,不利于资源回收和洗水闭?#36153;?#29615;。近年,随着美国赛吉满公司进入中国市场,筛网沉降离心机?#31181;?#26032;得到重视,从2004年开始,赛吉满公司在开滦集团东欢坨矿,淮南集?#25490;?#19968;、潘三矿选煤厂和湘水、红陵等地方选煤厂设计中采用了美国DMI筛网沉降离心机,用于粉煤脱水。与此同时,国内厂家(唐山森普)?#37096;技?#24037;制造筛网沉降离心机,唐山国华、?#26412;?#21326;宇等设计单位?#37096;?#22987;在设计中采用筛网沉降离心机。根据中国资源现状和环保政策要求及选煤工艺特点,赛吉满公司和国内设计单位,研究设计了一?#20013;?#30340;组合,即筛网沉降离心机与压滤机配合使用。前者作为+200目(或+325目)煤泥的脱水设备,产品水分低,处理能力大,后者作为最终把关设备,保证资源回收和洗水闭?#36153;?#29615;。这?#20013;?#22411;工艺发挥了两种设备的优点,提高了?#20302;?#30340;效率,尤其是在降低粉煤产品水分方面显示了很大优势。通过?#27426;?#19982;国外进行技术交流、合作和设备引进,再加上国内加工制造水?#38477;?#25552;高,会有越来越多的中国选煤厂使用筛网沉降离心机作为原生煤泥、浮选精煤和尾煤脱水设?#28014;?/p>

    (来源: 互联网 )


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