专题-煤用重介质旋流器的发展历史与现状.doc

1、煤用重介质旋流器的发展历史与现状摘要：介绍了煤用重介质旋流器的发展历史与现状，讲述了最初的DSM重介质旋流器到现在的三产品重介质旋流器的演变过程，主要是基本结构形式和性能的变化，其中包括外形、直径、入料方式、产品数量、处理能力、分选效率等等。随着我经济技术的发展，以及对环境问题的重视，重介质旋流器将得到进一步的推广和发展。关键字：重介质旋流器 历史 发展 直径 处理能力0 前言随着我国经济的快速发展，工业规模不断扩大，整个社会对能源的需求越来越大，尤其是煤炭资源。同时，工业技术越来越先进，对煤炭的质量要求也随之增高。所以在煤炭工业中洗选的地位越来越重要，采用先进的选煤工艺，提高精煤回收率是缓解

2、我国能源压力的一条重要途径。在选煤技术中，重介质选煤工艺并不是最早使用的，但因其极高的分选效率,自从其问世以来，便得到迅速推广，在世界各国被广泛的采用。另外，重介质选煤工艺能够以低密度选出超低灰分精煤，这也是它相对于其它工艺的优势之一。大型、高效、简化的重介质选煤工艺和设备将是未来选煤技术发展的方向。当前，重介质选煤技术的核心设备是重介质旋流器，故选煤技术发展的关键就在重介质旋流器。到目前为止，两产品重介质旋流器和三产品重介质旋流器都已经系列话，随着大直径旋流器的出现，使其入料粒度上限可达80100毫米，最大单机处理量可达到每小时750吨。同时，相关配套使用的渣浆泵、脱介筛、磁选机以及耐磨材质

3、都已得到系列化，并逐渐成熟。因此，掌握重介质旋流器选煤技术的发展历史和现状，对于这项技术的未来发展具有十分重要的意义。1 重介质旋流器的发展历史1、1 国外重介质旋流器发展历史1945年荷兰国营煤矿提出了用重介质旋流器分选末煤的方法，并研制了DSM重介质旋流器。这种利用离心力强化重力分选过程的高效选煤设备逐渐被人们多认识，并在全世界的到推广应用，并已成为发达国家的主导选煤方法，重介质选煤所占的比例越来越高，美国为56%，澳大利亚和南非均已经达到90%以上，其中尤以重介质旋流器选煤发展最为迅速。重介质旋流器自问世以来经过不断改进与发展，其基本结构形式和性能发生了很大的变化，除了传统型旋流器外，还

4、出现了平底型和切线排料型旋流器等。研究表明，平底型旋流器的处理能力比传统型旋流器高16%，如果平底型旋流器采用切线排料，则入料量和底流排料量比传统型旋流器分别高21%和75%。圆筒形重介质旋流器在近20年里得到了较大的发展，出现了有压入料的涡赛尔旋流器和无压入料的戴纳型重介质旋流器（DWP）。20世纪80年代，英国煤炭公司研制开发了LARCODEMS圆筒形重介质旋流器，分选1000.5mm级原煤，最大直径D为1200mm。LARCODEMS圆筒形重介质旋流器分选密度为1.530kg/L，可能偏差E为0.020，处理能力为350t/h。目前张总重介质旋流器在南非、澳大利亚等国大量推广使用。随着选

5、煤厂生产能力的提高，采用的重介质旋流器直径也随之加大，20世纪50年代各国采用的重介质旋流器直径通常为350500mm，到70年代扩大到710800mm。80年代后，自第一台直径1000mm重介质旋流器在澳大利亚应用后，现在已有1150mm和1350mm直径旋流器在应用，单台处理量最高达到600t/h。随着圆筒形重介质旋流器的出现，苏联于20世纪70年代开始了三产品重介质旋流器的研究。1974年第一台T-630/500型三产品重介质旋流器开始工业应用。1978年又发展成T-710/500型，分选130.5mm末煤；1984年改进为T-710/500-I型，主要是将前者的入料管、过渡管的切线形式

6、改为螺旋线。1990年俄罗斯固体燃料精选研究设计院研制了TY900/630型三产品重介质旋流器，并得到推广应用。旋流器一、二段分选密度差为0.4500.565g/cm3，适于煤炭的有效分选。1、2 我国重介质旋流器发展历史我国于1965年开始进行重介质旋流器分选末煤的研究，至今大致经历了三个阶段，第一阶段（20世纪60年代），完全靠自己的力量研制出有压给料筒-锥量产品重介质旋流器及其配套设备，成功实现了重介质旋流器有效分选130.5mm级末煤工业化。第二阶段（20世纪70-80年代），借鉴苏联技术，研究设计出有压给料三产品重介质旋流器和配套设备，采用脱泥入选，以一种重介质悬浮液选出精煤、中煤和

7、矸石三种产品。该旋流器的研制成功，对于推动我国重介质选煤技术的发展起到了重要的作用。第三阶段（20世纪90年代以后），研制成功了无压给料不脱泥入选的新型三产品重介质旋流器及其配套工艺和设备。特点是可采用较粗磁铁矿粉，有低密度重介质悬浮液分选不脱泥原煤，原煤不经泵直接进入旋流器，不发生过粉碎问题，精煤与中煤、矸石段的磁选尾矿分别处理，最大限度地回收已分选的粗煤泥，减少煤泥水处理和浮选的压力。由于该系统简化了重介质选煤工艺，为我国普及重介质旋流器选煤创造力条件。2 重介质旋流器的现状近些年来，重介质旋流器发展较快，工艺技术日趋成熟，应用得到广泛接受。重介质旋流器的主要在以下四个方面发展：1、大直径

8、；2、无压给料，以减少次生煤泥量；3、 三产品，简化分选工艺；4、长寿命，降低维护费用 。各国在重介质旋流器创新和应用方面侧重有所不同。澳大利亚侧重于应用二产品大直径DSM型旋流器，以提高处理能力来简化分选系统，降低旋流器入料分配不均以及磨损程度不同造成的分选效率损失。目前，已完成设计的旋流器的最大直径达到1500mm，处理能力达到500700th，实际应用的旋流器最大直径则达到了1500mm，处理能力550th。南非的情况与澳大利亚基本相似， 目前实际应用的最大直径的旋流器为1 300mm。而美国则不主张一直加大旋流器直径， 目前生产的重介质旋流器最大直径仅为1 000mm，处理能力为370

9、th。英国侧重发展二产品圆筒形重介质旋流器(无压入料)，该国生产的LARCODEMS旋流器最大直径为1 350mm，处理能力为450th，主要针对重产物较多的场合，即使重产物高达80 ，也能有效分选，这是其他形式重介质旋流器(有压人料)难以实现的。目前，我国的二产品重介质旋流器分有压给料和无压给料两种，最大直径为1 500mm，处理能力为600750th，主要投入在内蒙古、陕西、山西等地区的选煤厂。当前国内主流的二产品重介旋流器直径在6601 000mm之间。三产品重介旋流器在前苏联首先研制成功，但在中国得到发展。我国在三产品重介质旋流器的研制和应用方面均居世界前列，尤其是大直径无压给料三产品

10、旋流器站在了世界最高处。直径最大的有压给料三产品重介旋流器在大同四台选煤厂为1400/1000mm ，设计处理能力430th，而直径最大的无压给料三产品重介质旋流器在陕西火石砠选煤厂为1 5001100mm ，设计处理能力550600th。大直径三产品重介质旋流器的优点是简化了重介质分选工艺系统，从而促进了重介质选煤工艺的推广应用。紧接着，先排矸多产品重介质旋流器、一段锥形无压给料三产品重介质旋流器在炭科学研究总院唐山研究院研制成功，并取得了骄人的使用效果和显著的经济效益，同时获得了国家知识产权局授予的专利证书。得益于耐磨材料的发展和应用，重介质旋流器的使用寿命得到了明显提高。目前，国产旋流器

11、使用寿命可以达到一年，国外旋流器使用寿命甚至达到了二年以上。在研究方面，随着大容量计算机的应用推广及计算机流体动力学（CDF）的发展，对与旋流器内流体流动的数值计算模型和分离理论进行大量模拟得以实现。旋流器内液、固两相流三维速度分布及压力分布的理论值可以利用计算机模拟的方法得到，分析各种参数对分选效果的影响。此外，各种优化的结构形式及参数（如溢流管形式、人料（介）口形式等）都可通过CDF获得。旋流器的结构参数、工艺参数的定量计算可以通过使用Fluent软件（CDF的一种）得到，同时还能进行流场模拟，模拟的旋流器工作过程了解关键部位对分选的影响，从而优化物料分选过程。3 总结 近年来，我国环境问

12、题日渐突出，尤其是雾霾天气受到全民关注。国家高层也注意到工业生产给人民生活带来的巨大影响，因此降低污染必将得到空前的重视。而我国的空气污染主要来源于煤炭的使用，故煤炭的清洁利用要不断推进发展。煤炭洗选是煤炭洁净化和深加工利用的前提和基础，可以显著提高燃烧效率，大大减少污染物的排放。为加快选煤技术的发展，我国从落实科学发展观、构建社会主义和谐社会的高度和贯彻节能减排的战略思想出发，要求原煤入选率从43%提高到50%，重介质选煤的比例也将不断提高，高效重介质选煤技术作为中国选煤主导技术的地位将会牢固确立，重介质选煤工艺也将得到不断改进和完善。参 考 文 献1 陈建中. 选矿机械M. 2012. 徐

13、州:中国矿业大学出版社, 2012.2 王家俊. 重介质旋流器分选效果的研究 J. 煤质技术, 2011(3).3 张波. 重介质旋流器的研究现状和发展J. 科技情报开发与经济, 2010(34).4 郭秀军. 最近五年国内外选煤设备现状及发展趋势J. 选煤技术, 2011(4).5 王利芳. 三产品与主再选两产品重介质旋流器工艺效果比较J. 煤炭加工与综合利用, 2012(4).6 栗超. 基于新入料形式的圆筒形重介质旋流器流场的研究 J. 煤炭工程, 2013(4).7 杜焕铜. 影响重介质旋流器分选效果的因素分析 J. 选煤技术, 2012(6).8 申克忠. 重介质旋流器选煤相关问题的探讨 J. 选煤技术, 2012(6).