2022年选煤厂工艺设计与管理考试复习资料 .pdf
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1、1、选煤厂设计的目的是有计划地解决新建或扩建工程的建筑、设备安装和进行生产时所需要的原材料供应、劳动力配备等一系列重大问题,并给出和保证投产后可能达到的最佳技术经济指标。2、根据处理原煤性质和用途不同,可分为炼焦煤选煤厂、动力煤选煤厂或炼焦煤和动力煤兼选的选煤厂以及只要求粒度分级的筛选厂。根据处于采矿、 冶炼、化工等工业场地地理位置(即选煤厂建厂地点 )和原煤来源的不同, 可分为矿井选煤厂、群矿选煤厂、矿区选煤厂、中心选煤厂和用户选煤厂五种类型。(1)矿井选煤厂矿井选煤厂是单独服务于某一矿井、厂址位于该矿工业场地内、 只选该矿所产毛 (原)煤的选煤厂。它的处理能力、年工作日数、日工作班数等工作
2、制度一般应与矿井相同。选煤厂的一些附属设施如机修、供暖、供电以及行政管理和职工生活福利设施应尽可能与矿井共用。在考虑大型选煤厂的建设时,应首先考虑建设此类型的选煤厂。(2)群矿选煤厂群矿选煤厂是同时服务于产量较小的几个矿井。一般处理几个矿井的煤质相近的毛煤和原煤。其厂址设在几个矿井中产量最大的一个矿井的地面工业场地上。附属设施与公共福利设施尽可能与该矿井共用。(3)矿区选煤厂矿区选煤厂是同时服务于几个矿井,入选矿区内几个矿井原煤的大型选煤厂,它与上述两种选煤厂不同之处在于厂址位于本矿范围内与几个矿井有联系的单独的工业场地上,通常设在位于几个矿井所产原煤的运输流向的交点上;入选若干矿井的来煤;有
3、独立的辅助车间、生活福利设施及铁路运输线。(4)中心选煤厂中心选煤厂的厂址设在矿区范围外独立的工业场地上,入选多个矿区的来煤,其他特点与矿区选煤厂相同 : (5)用户选煤厂用户选煤厂是附属某一个用煤企业的一个厂(车间),其行政管理、辅助役施、生活福利等均由所属统一管理。一般附属于钢铁公司、煤气公司及焦化厂、厂址设在这些企业的工业场地上。该类型的选煤厂一般入选多种牌号的外来煤。炼焦精煤的灰分一般控制在10.00%以下,最高不应超过12.50%。3、基本建没程序,是指建设项目从设想、选择、评估、决策、设计,施工到竣工验收、投入生产、后评价等整个建设过程中各项工作必须遵循的先后次序。4、 “三同时”
4、管理制度是指新建、改建、扩建项目和技术改造项目以及区域性开发建设项目的污染防治设施必须与主体工程同时设计、同时施工、同时投产的制度。5、投资机会研究,其投资和成本的估算,允许误差可达30%;初步可行性研究,其投资和成本精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 16 页的估算误差约为 20%;详细可行性研究通常也叫最终可行性研究(简称可行性研究 ),其允许误差在10%以内,它是投资决策前的一个关键步骤。其目的是为投资决策提供依据。5、可行性研究报告附图有:工艺总平面布置图 (比例 1:500 或 1:1000);工艺原则流程图 (比
5、例不限 );主要车间工艺布置图 (比例 1:100);供配电原则系统图;铁路装卸站、专用线布置图(1:2000 或 1:1000);工业场地总平面布置图 (比例 1:1000);交通位置图6、工业分析和元素分析煤的工业分析是指用指定的方法测定煤炭分析基下的水分、灰分、挥发分和固定碳。按照煤炭分类国家标准,中国煤炭分类用挥发分Vdaf结合粘结性指数G 值、胶质层最大厚度Y 值等指标。应用基低位发热量是评价动力煤质量的主要指标,也是动力煤商品计价的依据。煤中的灰分、硫分是主要的有“害”杂质,硫分不仅对炼焦工业有害,对其他各种工业和民用以及环境都有很大的危害性。因此,灰分和硫分是评价煤质的重要指标。
6、7、煤的物理性质(1)煤的密度真密度。真密度是在2 0时煤的单位体积 (不含煤的内外表面空隙 )的质量 (kg/L 或 g/mL)。以符号 表示。在设计中,真密度 (通常称为密度 )可用于体积和质量的换算,也可表征煤炭质量。视密度。视密度是在20 时煤的单位体积 (包括煤的孔隙 )的质量 (kg/L 或 g/mL)。视密度可用于煤的埋藏量和破碎、燃烧等过程计算。在分选过程中。如果煤中存在天然焦时,其真密度数值较大,但因其孔隙多,视密度较小,很容易混入精煤产物中。堆密度。堆密度是指一定体积自由堆积(包括煤块间隙 )的煤堆质量。以t/m3为单位,用 表示。在煤仓设计、煤堆质量的估算和运输量的计算时
7、都用这项指标。(2)脆度煤的脆度表征煤被粉碎的难易程度,煤的脆度与岩相组成和煤化程度有关。丝炭最脆。镜煤、亮煤居中。暗煤最韧。由于丝炭较脆,故粉煤中丝炭居多。煤的脆性影响产品粒度、工艺环节的选择等。(3)煤和矸石的泥化性精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 16 页煤和矸石的泥化是指矸石或煤浸水后碎散成细泥的现象。(4)安息角 (静止角) 安息角是指将煤等松散物自然堆成一个锥体,锥体与底面的夹角就是煤的安息角,以 表示。(5)摩擦角将煤堆放在一块平板 (多为钢板 )上,使平板逐渐倾斜,直到煤开始向下滑动,这时平板的倾斜角就是煤
8、的摩擦角,以表示。8、煤的化学性质煤的化学性质指煤的氧化、风化、自燃、氢化等性质。变质程度愈低的煤类愈容易风化和自燃。最容易风化和自燃的是褐煤,对于褐煤只能采取短期储存; 气煤及 1/3 焦煤存放应当小于3040 昼夜,肥煤、焦煤、瘦煤存放要小于6090 昼夜。存放时间在夏季,挥发分较高的煤类取小值。煤的风化是指逐渐氧化,使煤失去光泽,碎裂成小块或粉末,煤的粘结性下降,干馏时焦油产率降低 .氢气减少,一氧化碳、二氧化碳增加,烃类物减少,热值降低,着火点下降。9、煤的筛分资料分析将50 mm 粒级的煤采用手选的方法分开并进行分析试验,得到煤、夹矸煤、矸石和硫铁矿的含量、灰分和硫分。夹矸煤含量和结
9、构特征可以作为选择入选粒度上限的参考因素。夹矸煤的结构特征是指煤炭中有机质与矿物质所存在的连接状态,通过测定有机质条带的厚度及其所占比例,结合夹矸煤含量考虑分选上限。矸石含量可以用来评定原煤的含矸量等级。煤质好的动力煤可以考虑手选后直接作为商品煤出售。动力煤含矸量高时,应当考虑机械选矸方法。分选炼焦煤时,对于50 mm 粒级、一般设置检查性手选拣矸。当含矸量高时,也应考虑采用机械选矸方法。各粒级含量分析:如果各粒级的质量百分数相近,说明原煤的粒度分布均匀;如果大粒级含量粒多,且灰分较低,则说明煤质较硬。对于13mm以下末煤含量大的原煤,特别是3mm 以下粉煤含量大的易碎原煤,在确定分选方法时应
10、当谨慎对待。各粒级质量分析:如果各粒级的灰分与原煤总灰分相近,说明煤质均匀;如果灰分随着粒度减小而减小,包括一0.5mm 粒级灰分也低,表明煤质脆易碎。表34 各粒级灰分随粒度减小而减小,说明细粒级中含煤较多,煤质较脆,相反,如果随着粒度减小灰分增高,说明矸石易碎而煤质较硬。如果一0.5mm 粒级灰分比原煤或相邻近粗粒级灰分均高,说明矸石存在泥化现象。当部分粒级灰分已符合用户质量要求,可以考虑将这部分粒级直接筛分出来作为商品煤出售,这样可以降低分选负荷,减少煤泥量,提高经济效益。煤质较好的情况下,动力煤选煤厂小于13mm 粒级可以不入选,筛选厂直接使用筛分资料得出各种产品的理论产率和质量指标。
11、10、煤的可选性煤的可选性是一个概略的定性概念,它表示按要求的质量指标从原煤中分选出精煤产品的难易程度。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 16 页在选煤方法一定的情况下,影响煤的可选性难易程度的主要因素是密度组成(煤炭固有特性 )和对产品的质量要求 (外在因素 )。浮沉试验结果 (密度组成 )就是可选性的全部信息。从密度组成来看,低密度级含量 (产率)多,中间密度级含量少,表明可选性好,反之,可选性差。11、选煤方法的确定选择选煤工艺流程应以原料煤性质、用户对产品的要求、最大产率和最高经济效益等因素为依据,正确确定一个简单
12、、较高效率、合理可行并且能够满足技术经济要求的工艺流程。选择选煤工艺流程应遵循以下基本原则:根据原料煤性质采用相适应的具有先进技术和生产可靠的分选方法;根据用户的要求能分选出不同质量规格的产品;在满足产品质量要求的前提下获得最大精煤产率,同时力求最高的经济效益和社会效益。12、常用选煤方法要制定合理的选煤流程,应选择合适的选煤方法。目前采用的选煤方法有跳汰、重介、浮选等。(1)、跳汰选煤法跳汰选煤法工艺流程简单、生产能力大、维护管理方便、生产成本低、分选极易选和易选性煤可以获得较高的数量效率,一般在90%以上。在处理中等可选性煤时,也能达到较好的工艺指标, 因此在选煤厂设计中普遍采用。 此外跳
13、汰选煤法的适应性强, 分选粒级宽。分选上限可达 50100 mm,分选下限为 0.3 0.5mm,既可以分级入选,也可以不分级入选。跳汰选煤法的分选效率受给料性质影响较大。在细粒物料多、可选性差的条件下,分选效率会显著下降。(2)、重介质选煤法在煤炭分选中,重介质选煤法是重力选煤方法中重要的方法之一。重介质选煤适宜分选难选和极难选煤。它的分选粒级宽。目前。 在重力场中分选时,块煤重介质分选粒度上限一般为300 mm,最大可达 1000 mm。下限为 36 mm。如果在离心力场中 (如重介质旋流器内 )分选。分选粒度下限为 0.150.2 mm,甚至更小些。给料的粒度上限,主要由重介质旋流器的入
14、料管直径决定,目前末煤用重介质旋流器分选粒度上限为1325 mm, 大直径无压给料重介质旋流器的入料粒度上限可达5080 mm。重介质分选可实现稳定的低密度分选,并且分选精度高,因此能够生产出高质量的精煤并得到较好的分选指标。重介质分选易于实现自动控制,人为操作因素小,块煤分选机分选效率可达95%,重介质旋流器约达90%左石。块煤重介质分选机无论是作为选矸还是作为主要分选设备,在我国都得到很大的发展。但是块煤重介质分选机在排矸分选密度大于1. 80 g/cm3时,重介质悬浮液难以配制,这时可以考虑采用单段跳汰机。(3)、煤泥浮选法浮选既是一种煤泥分选方法,也是选煤厂洗水净化的有效方法。(4)、
15、摇床选煤法摇床能够处理13mm 以下的易选末煤和煤泥,它的优点是结构简单、易操作、分选效果好,精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 16 页生产成本低,分选下限可达200 网目,由于摇床对细粒煤分选效果好,对于硫铁矿含量高的高硫煤脱硫具有较好的脱硫效果,因此,在我国煤炭含硫量较高的西南地区选煤厂中得到一些应用。(5)、螺旋分选机选煤法(6)、螺旋滚筒分选机(8)、干选法(7)、水介质旋流器选煤法(9)、槽选法13、入选粒度上限煤炭入选粒度上限由三方面因素相互制约确定,即用户要求、入选原料煤的性质和分选设备本身能够允许的入料粒度
16、上限。14、 、选矸方法机械选矸主要有动筛跳汰机选矸法、重介质分选机选矸法、选择性破碎机选矸法、干法 (风选)排矸、其他选矸方法 (斜槽)。15、入选方式混合与分组、分组问题原煤来自几个矿井或几个煤层时,由于煤的牌号不同或可选性相差悬殊,或是其低密度成分中的硫分相差较大时,就需要考虑混合入选或分组入选的问题。分组入选:是指将分采,分运的不同原煤,从入厂到产品出厂都分系统处理。此时,选煤厂要建完全独立的不同系统。流程复杂,投资大。系统:所谓系统 (或组数 )是指原煤从进入选煤厂开始,直到产品处理完毕的主要煤流线。包括受煤、筛分、破碎、入选、产品脱水直到装仓等作业环节。双系统即两个完整而独立的系统
17、。两个以上的独立系统称为多系统。如果煤的牌号不同,则煤泥水处理系统还要分开。(1)采用重介质流程或重介质一跳汰联合流程时,根据工艺要求需分级入选,应设置分级作业。如块煤重介质分选机分选工艺,入选粒度上限50 mm,入选下限 13(10) mm,此时采用分级入选较为合适。因为受悬浮液粘度影响。不同粒度颗粒分层速度不同,细粒的分选需要较长时间。因此提高入选下限有利于改善分选效率。 如果入选上限 50mm, 在产品对块煤粒度没有要求的情况下,可以直接采用重介质旋流器分选,现代大型重介质旋流器入料粒度上限可达80 mm。而采用大型无压重介质三产品旋流器分选也是混合入选的很好选择。(2)采用混合跳汰入选
18、时。其分选密度一般随粒度的减小而递增, 即在跳汰机的操作条件相同的情况下。原煤中大粒级的分选密度低,小粒级的分选密度高。原煤中不同粒度物料的基元灰分与密度 之间的近似关系如图3-1 所示。如果按照最大产率原则(等精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 16 页原则)所确定的各粒级分选密度与这种密度变化规律吻合或近似,则可以混合入选。有观点认为。在基元灰分 相等时,细粒级密度略高,但在混合入选的条件下,不同粒度级的分选密度差异要比原煤等 对应的密度差大得多,因此认为混合入选不能保证最大产率。16、在湿法选煤过程中,大量的水与0.5
19、mm 原生煤泥和分选过程中产生的0.5mm 的次生煤泥混合在一起形成煤泥水。在煤泥水作业处理的设计上要解决以下四个问题。 合理确定煤泥水准备作业流程,避免细泥循环积聚,保证洗水经常稳定在低浓度范围内。 确定合适的浮选工艺指标,妥善处理浮选尾煤,保证浮选尾煤全部在厂内进行机械回收。 选煤厂洗水平衡是实现洗水闭路循环的关键因素之一。 煤泥水处理设备能力要适当,并留有余地,但也不能过于富裕17、技术经济比较方法技术经济比较是选择合理选煤方法、分选作业原则流程以及化工和动力煤入选下限的必要环节。在具体选择选煤方法、原则流程或化工和动力煤入选下限时,必须估算各种不同选煤方法和原则流程方案或不同入选下限的
20、技术指标、并作技术经济比较,然后选定流程方案。在满足用户要求的质量指标下,分别计算不同工艺流程的产品产率、产值和年利润,同时用统计资料计算基建投资、加工费用等综合指标,进行测算和分析比较。然后选择最大产率和最高经济效益的最佳方案。技术经济比较一般分为技术比较和经济比较两部分。18、煤质资料的综合 (略)P8195 19、跳汰流程计算 (略) 20、从产品平衡表可知,全部的煤泥是原生煤泥、次生煤泥和浮沉煤泥之和。为了计算简便,假定全部进入精煤溢流。另外一种考虑,是少量煤泥被中煤和矸石带走,而大部分煤泥进入精煤溢流。 如果没有实际资料,可按下面经验数据进行煤泥分配,即全部煤泥的85分配到精煤中,
21、10分配到中煤中, 5分配到矸石中。这种分配方法适用于煤泥含量较大,且灰分较高时。中煤中煤泥的灰分与中煤相同,矸石中煤泥的灰分应比矸石灰分低,通过加权平均方法,推算精煤中的煤泥灰分一定比原生煤泥灰分低。21、 因设计时缺乏精煤粒度组成的筛分资料,故-d用原煤筛分的资料代替,或从浮沉试验综合表中查出 1.4 g/cm3或1.5 g/cm3的密度物的产率和 d mm 的数量百分数代替。为了叙述方便,开始计算时暂不考虑循环负荷,而且认为全部l30.5 mm 粒级都被捞出,成为提升物,在提升物中0.5 mm 的煤泥有 30%50%,也就是捞坑的分级效率为50%70%左右。离心液所含固体量由 0.5mm
22、 及少量 +0.5mm 粗煤泥组成,一般选用占入料量的510,即107(510)% 。离心液中 +0.5mm 的粗煤泥灰分,计算时可取A130.5+(22.5)%。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 16 页当采用直线振动筛回收粗煤泥时,条缝筛隙可选择0.3mm 或 0.5 mm。筛孔大一些,脱水脱泥效果好,回收粗煤泥量相对少一些,煤泥回收率30%40%。22、介质流程计算的目的是为控制生产过程,使其处于正常分选状态,并为设备选型、介质补充提供依据。根据选定的指标和效率,确定有关悬浮液的数量和质量指标,如悬浮液体积V(m3/
23、h)、悬浮液中固体量G(t/h)、磁性物含量 Gf(t/h)、非磁性物含量 Gc(t/h)、水量 W(m3/h),并用数、质量平衡或体积平衡原理计算浓介质的补加量Vx、补加水量 Vw及分流量 Vp(m3/h)。23、工作悬浮液的计算重介质分选作业工作悬浮液的数量等于入选原煤所带入的煤泥水 (折合成悬浮液量 )和循环悬浮液量之和,即VV0+V1 式中 V工作悬浮液体积, m3/h;V0入选原煤带入的悬浮液(煤泥水 )的体积,m3/h;V1循环悬浮液的体积, m3/h。工作悬浮液的密度取决于分选密度。对于块煤重介质分选机,如果不存在强烈的上升或下降液流的影响。可以认为工作悬浮液的密度等同于分选密度
24、;对于重介质旋流器,工作悬浮液的密度低于分选密度。24、脱介作业 (见图 48)一般分两次脱介。第一次脱介,块煤产品脱介采用条缝筛,脱介量为入料悬浮液量的80%90%;而重介质旋流器预先脱介多采用弧形筛,精煤脱介量为入料悬浮液量的70%80%,中煤为 60%70%。用通式表示为 V4(0.60.9)V2.3,V5V2.3V4。第二次脱介多采用脱介振动筛。前1/3 段脱出浓介质,后 2/3 段脱介时加喷水脱出稀介质,一般为两道喷水,第一道用循环水,第二道用清水,两者用水量为2:1。脱除介质量的计算方法有两种,即经验指标法和经验公式法。25、设置磁选作业的目的是使循环悬浮液中非磁性物(即煤泥 )的
25、含量稳定,将入料带入的煤泥量,按相同的速度连续不断地清除、达到净化悬浮液的目的,一般净化悬浮液量占工作悬浮液最的比例不大于10%20%。在正常的工作状态下磁选效率一般可达 99.8%,故磁性物在磁选精矿中的重量 Gf16Gf17 。26、不均衡系数的确定原则在选煤厂的生产中,原煤的数量和质量具有不均衡性,随时都可能产生波动。为了保证选煤厂均衡生产,在确定设备的型号和台数时,要将数、质量流程所计算的各作业环节的处理量乘上精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 16 页相应的不均衡系数,作为选择设备的依据。不均衡系数的选取按规定如下
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