TBS干扰床分选机在城郊选煤厂的应用

李政勇 陶有俊 景雷刚 刘 谦 王莉莉

(1.中国矿业大学化工学院,江苏省徐州市,221116; 2.河南煤化永城煤电股份有限公司,河南省永城市,476600)

★煤炭科技·加工转化——兖矿集团煤化公司协办 ★

TBS干扰床分选机在城郊选煤厂的应用

李政勇 陶有俊 景雷刚 刘 谦 王莉莉

(1.中国矿业大学化工学院,江苏省徐州市,221116; 2.河南煤化永城煤电股份有限公司,河南省永城市,476600)

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,采用TBS干扰床分选机对城郊选煤厂粗煤泥进行了分选,提高了精煤产率,给选煤厂带来了巨大的经济效益。

TBS干扰床分选机 粗煤泥 产率 经济效益

AbstractThis paper introduces the working principle and features of TBS teeter bed separator.To address the problem of high content of slime in the infeed coal in Chengjiao Coal Prep, TBS teeter bed separator is used in the separation of the coarse slime in this coal prep.In this way,clean coal yield is increased and the coal prep’s overall economic returns improved.

Key wordsTBS teeter bed separator,coarse slime,yield,economic returns

城郊选煤厂隶属于河南永城煤电股份有限公司,原设计年生产能力240万t,经改造后生产能力达到500万t,属于矿井型选煤厂。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工艺。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、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7.0%～8.8%。产品主要为动力用煤,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。

1 TBS干扰床分选机简介

1.1 TBS干扰床分选机应用现状

TBS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 0.15 mm,分选上限为2～3 mm。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4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,河北邢台葛泉矿选煤厂,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4代干扰床分选机的应用实践表明,该机分选密度小于1.50 g/cm2,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,为选煤工艺的发展注入了新鲜血液。

1.2 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,由于颗粒的密度不同,干扰沉降速度存在差异,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密度传感器发出的信号控制。TBS干扰床分选机的结构如图1所示。

图1 TBS干扰床分选机结构图

2 TBS干扰床分选机的应用效果

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。

2.1 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干扰床分选机的入料、溢流和底流产物进行了筛分试验,试验结果见表1,并直观反映在图2中。

图2 TBS入料、溢流及底流中各粒级产率和灰分分布图

通过试验发现:TBS干扰床分选机的入料中,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,并对0.25～1 mm的煤泥具有良好的分选效果。粒度在0.25～1 mm之间的物料,一方面精煤灰分较低,为9.40%,另一方面,产率可高达78.15%,成为TBS溢流产品中的主导粒级;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物料分选效果不明显;在TBS干扰床分选机的底流中,随着物料粒度的降低,其物料的灰分呈现先增后减的趋势,这同时也说明 TBS干扰床分选机对过细物料的分选效果并不是十分理想。

表1 TBS入料、溢流以及底流中各粒级的产率及灰分

2.2 TBS干扰床分选机对全厂综合回收率的影响

城郊选煤厂2009年5月开始使用TBS干扰床分选机,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。

从图3可以看到:城郊选煤厂2009年5月使用 TBS后煤炭综合回收率明显提高,从5月的86.13%到7月的89.96%再到11月的94.89%,回收率呈直线飙升。6月综合回收率86.67%与5月比,提高不明显。这是由于 TBS调试不是很到位,而后面调试到位后回收率有了明显提高,说明应用TBS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。

图3 城郊选煤厂2009年1～11月份综合回收率走向图

2.3 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,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,试验结果如图4所示。

图4 TBS干扰床分选机底流、溢流产物的灰分变化情况

从图 4可以看出,当分选密度控制在1.41 g/cm2时,TBS干扰床分选机的底流产物灰分较高,在65%～75%之间浮动;同时,TBS干扰床分选机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。

2.4 TBS的使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,收集了2008年和2009年1～10月的资料进行分析,如图5和图6所示。

由图5可以看出:从2008年1月到2009年4月,城郊选煤厂的吨煤介耗始终居高不下,2009年5月,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期,在以后的几个月介质消耗有了明显改善,稳定在吨煤介质消耗量1.0 kg左右,介质年平均消耗量也由2.27 kg/t以上降到了1.32 kg/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。

图5 2008年以及2009年1～10月各月吨煤介耗变化情况

由图6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,但仍可以看出,自2009年5月 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0.4 kg/t。

图6 2008年以及2009年1～10月各月吨煤油耗变化情况

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%,5～8月比1～4月精煤产量提高21.2万t,经济效益7844万元。

(2)应用TBS干扰床分选机后,选煤重介质消耗从2008年的2.27 kg/t下降到2009年的1.32 kg/t,下降了1 kg左右,现在生产能力为500万t/a,重介质价格按1200元/t计算,每年节约重介质成本676万元。

(3)浮选油节约108.9万元。

(4)使用 TBS后,洗煤系统小时处理量由680 t提高到760 t,全年节省开机时间774 h。

根据选煤电力负荷统计和实际计量统计,该系统每小时耗电2380 kWh,电费每度按0.7元计算:则节省电费128.9万元。

共增加经济效益:7844+676+108.9+128.9 =8757.8万元。

因此,TBS干扰床分选机在城郊选煤厂应用后,每年可增加经济效益8757.8万元,达到了增产增效的目的。同时,TBS干扰床分选机还解决了粉末煤比例高和煤泥含量大的原煤分选技术难题,实现了产品结构调整和升级,提高了优质煤的产率和利用价值。粗煤泥的充分回收,减少了污染物的排放量。

[1]卫中宽.TBS引领选煤工艺的跨越式发展 [J].洗选加工,2007(12)

[2]王宏等.TBS干扰床分选机在粗煤泥分选中的应用研究.煤炭工程,2009(3)

[3]张志文.TBS干扰床及其在粗煤泥分选中的应用.中国煤炭,2006(12)

[4]刘文礼,陈子彤等.干扰床分选机分选粗煤泥的规律研究 [J].选煤技术,2007(4)

[5]路磊涛.TBS在梁北选煤厂的应用研究.煤,2008(8) [6]陈宣辰,谢广元等.粗煤泥精选工艺及其设备比较[J].洁净煤技术,2009(3)

(责任编辑 康淑云)

On the application of TBS interference bed separator in Chengjiao Coal Prep

Li Zhengyong1,Tao Youjun1,Jing Leigang2,Liu Qian1,Wang Lili1
(1.School of Chemical Engineering,China University of Mining and Technology,Xuzhou,Jiangsu province 221116,China; 2.Henan coal and chemical Group Yongcheng Coal&Electricity Co Ltd,Yongcheng,Henan province 476600,China)

李政勇 (1986-),男,中国矿业大学化工学院矿物加工工程专业2009级硕士研究生,主要从事粗煤泥分选及脱硫等方面的研究。

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