年处理100万吨煤选煤厂设计-文献综述.doc

1、文献综述课题名称 年处理100万吨煤选煤厂设计指导教师系专业班级学生姓名学号开题日期要求：一、说明材料来源情况；二、对课题的研究历史、研究现状等进行准确的分析与归纳并作出简要评述；三、表达自己的观点与主张，阐述该课题的发展动向和趋势；四、字数要求3000字以上，可另附纸。摘要：本文对煤的选矿方法及工艺进行了系统的介绍，并介绍了目前各选厂常用的方法及其设备的选择，简单介绍了选煤废渣的利用，着重讨论了选煤工艺流程及确定因素，并讨论了选煤技术的发展趋势。 前言 煤为不可再生的资源。煤是古代植物埋藏在地下经历了复杂的生物化学和物理化学变化逐渐形成的固体可燃性矿物，一种固体可燃有机岩，主要由植物遗体经生

2、物化学作用，埋藏后再经得知作用转变而成，俗称煤炭。中国是世界上最早利用煤的国家。 煤炭是地球上蕴藏量最丰富，分布地域最广的化石燃料。据世界能源委员会的评估，世界煤炭可采资源量达484104亿t标准煤，占世界化石燃料可采资源量的668%。据1997世界能源统计评论统计，至1996年底，世界煤炭探明的可采储量为1.03161104亿t，储采比为224年，其中七位储量最大的国家依次为美国、中国、澳大利亚、印度、德国、南非和波兰。煤炭是我国的第一能源，1996年全国煤炭产量已达1375亿t。目前，我国煤炭在一次能源生产和消费结构中占75%左右，这种局面在相当长时间内不会有大的改变。我国煤炭储量丰富，占

3、化石资源探明储量的90%，因此，煤炭在我国国民经济中的地位是举足重的【1】。一、 煤的概述1.1煤的组成与分布 煤主要由碳、氢、氧、氮、硫和磷等元素组成，碳、氢、氧三者总和约占有机质的95%以上，是非常重要的能源，也是冶金、化学工业的重要原料，有褐煤、烟煤、无烟煤、半无烟煤这几种分类。著名作家朱自清也曾以煤为标题写过一首诗，赋予其独特的象征意义。截至2011年，中国是世界上煤炭产量最大的国家，煤炭产量32.4亿吨，占世界比例高达48.3%；其次是美国，占世界产量比例为6.3%；印度和印尼则分别排名第四五，占世界产量比例分别是5.8%和5.0%。1.2 煤的分类煤有褐煤、烟煤、无烟煤、半无烟煤等

4、几种。云南常用的是褐煤、烟煤、无烟煤三种。煤的种类不同，其成分组成与质量不同，发热量也不相同。单位重量燃料燃烧时放出的热量称为发热量，人为规定以每公斤发热量7000千卡的煤作为标准煤，并以此标准折算耗煤量。1.褐煤：多为块状，呈黑褐色，光泽暗，质地疏松；含挥发分40%左右，燃点低，容易着火，燃烧时上火快，火焰大，冒黑烟；含碳量与发热量较低（因产地煤级不同，发热量差异很大），燃烧时间短，需经常加煤。2烟煤：一般为粒状、小块状，也有粉状的，多呈黑色而有光泽，质地细致，含挥发分30%以上，燃点不太高，较易点燃；含碳量与发热量较高，燃烧时上火快，火焰长，有大量黑烟，燃烧时间较长；大多数烟煤有粘性，燃烧

5、时易结渣。3无烟煤：有粉状和小块状两种，呈黑色有金属光泽而发亮。杂质少，质地紧密，固定碳含量高，可达80%以上；挥发份含量低，在10%以下，燃点高，不易着火；但发热量高，刚燃烧时上火慢，火上来后比较大，火力强，火焰短，冒烟少，燃烧时间长，粘结性弱，燃烧时不易结渣。应掺入适量煤土烧用，以减轻火力强度。4. 泥煤：碳化程度最浅，含碳量少，水分多，所以需要露天风干后使用；泥煤的灰分很容易熔化，发热量低，挥发分含量很多，因此极易着火燃烧。1.3煤的工艺性质煤的工艺性质是工业评价合理用煤的依据，主要包括粘结性、结焦性、发热量、化学反应性、热稳定性、焦油产率和可选性等。粘结性是指煤在高温干馏中产生胶质体，

6、使煤粒相互粘结成块的性能。粘结性是评价炼焦用煤的主要指标。结焦性是指在炼焦炉中能炼出适合高炉用的有足够强度的冶金焦炭的性质。发热量是指单位质量的煤在完全燃烧时所产生的热量。煤的发热量是煤质的重要指标，是计算热平衡、耗煤量、热效率等的依据【2】。二、选煤工艺2.1选煤方法分类 选煤是通过各种方法把原煤中的矿物质去除,并加工成质量均匀、用途不同的各种品煤煤炭加工技术。大力发展选煤技术首先要选择合理的选煤方法,因为原煤中含有的矿物质及有害成分随产地及采煤煤层不同而不同,各地区、各煤层适合不同的选煤方法。 按选煤方法的不同,选煤可以分为物理选煤、物理化学选煤、化学选煤及微生物选煤等。 (1)物理选煤。

7、根据物料的某种物理性质(如粒度、密度、形状、硬度、颜色、光泽、磁性及电性等)的差别,采用物理的方法来实现对原煤的加工处理。在实际应用中物理选煤主要是指重力选煤,同时还包括电磁选煤及古老的拣选等。重力选煤主要有跳汰选煤、重介质选煤、空气重介质流化厂干法选煤、风力选煤、斜槽和摇床选煤等。 (2)浮游选煤。它依据矿物质的物理化学性质的差别进行分选的方法。浮选包括泡沫浮选、浮选柱、油团浮选、表层浮选和选择性絮凝等。由于实际上常用的是泡沫浮选分选细粒的物料,所以通常所说的浮选主要是指泡沫浮选【3】。 (3)化学选煤。借助化学反应使煤中的有用成分富集或除去杂质和有害成分的工艺过程。化学选煤主要有氢氟酸法、

8、烧熔碱法、氧化法和溶剂萃取法等。 （4）微生物选煤。它是利用某些自养性和异养性微生物,直接或间接地利其代谢产物从煤中溶浸硫达到脱硫的目的。在现有阶段有发展前途的有以下三种：堆积浸滤法、空气搅拌浸出法和表面氧化法【4】。2.2选煤技术与设备2.2.1跳汰选煤 跳汰是各种密度、粒度及形状的物料在不断变化的流体中作用下的运动过程,是最复杂的重选分选过程,迄今为止关于跳汰分层机理的观点都只能反映跳汰的某个侧面,不能全面地描述在跳汰过程中矿粒按密度分层的物理实质。跳汰分层机理假说可以概括为两种:静力学观点和动力学观点。跳汰设备按压缩空气室和跳汰机的相对位置可以将无活塞式跳汰机分为两类:筛侧空气室跳汰机和

9、筛下空气室跳汰机。其中我国常用的是筛侧空气室跳汰机,目前我国生产的筛侧跳汰机主要由LTG型、LTW型、BM型和CTW型。2.2.2重介质选煤重介质选煤是用密度介于煤与矸石之间的重液和悬浮液作为分选介质的选煤方法。重液由于价格昂贵,回收复杂、困难,在工业上没有应用,目前普遍采用磁铁矿粉与水配制的悬浮液作为选煤的分选介质。重介质选煤具有分选效率高、分选密度调节范围宽、适应性强、分选粒度宽等优点。主要用于排矸、分选难选和极难选煤。重介质选煤设备主要有分选大于6mm或13mm的块煤斜轮重介质分选机和立轮重介质分选机以及分选末煤的重介质旋流器。其中立轮重介质分选机的类型较多,国内外应用也比较广泛。常用的

10、有德国的太司卡型、波兰的DISA型等。我国自行设计制造的JL型立轮分选机。重介质旋流器可以分为两类:一类是以荷兰D.S.M重介质旋流器为代表的圆锥形重介质旋流器;另一类是以美国D.W.P为代表的圆筒形重介质旋流器。2.2.3浮选选煤 煤的表面是非极性的,矿物质表面主要是极性的,因此煤表面显现出极强的疏水性,而矿物质表面有极强的亲水性。由于矿浆中煤粒和矿物质的不同湿润性,当煤粒和气泡发生碰撞时,气泡易于排开其表面薄且容易破裂的水化膜,使煤粒粘附到气泡的表面;而矿物质颗粒表面的水化膜很难破裂,气泡很难把其粘附到气泡上,所以就留在矿浆中。为了提高煤可浮性、扩大煤与矿物质湿润性的差别、提高浮选效果,在

11、浮选过程中一般要加入一些药剂,按药剂的作用可分为捕收剂、起泡剂和调整剂。浮选机按充气方式可以分为机械搅拌式浮选机和非机械搅拌式浮选机。我国选煤厂应用最广泛的是XJM型机械搅拌式浮选机【4】。2.3、选煤厂选煤工艺流程的确定 1、采用不分级混合跳汰系统。设主、再选以适应难选煤的洗选，洗易选煤时，再选可改为主选。分级脱水系统采用振动筛加捞坑和离心机系统。 2、采用直接浮选工艺。 3、浮选尾煤回收选用折带过滤机，滤液返回浓缩池或排至煤泥沉淀池【5】。2.3.1合理的产品定位是前提 近年来,煤炭市场红火,产品紧俏,但竞争也日趋加剧,选煤厂作为市场的上游企业,更应以市场为导向,注重市场调研。不同的用户对

12、煤质的要求是不一样的。比如动力煤,有的用户对粒度、块煤限下率要求较严,有的用户对产品灰分和发热量要求比较苛刻,因此,选煤厂的设计建设要注意市场调研和市场预测。在此基础上若生产系统具备灵活性,就能够根据市场的要求及时调整产品结构,生产适销对路的产品,做到市场需要什么产品,在不进行大的改造的情况下就能生产什么产品,拓宽用户要求范围,增强煤炭产品的市场适用性,用有限的资源创造出更多的效益。2.3.2依据煤质资料确定选煤方法是核心 合理选择选煤方法,最根本最基础的工作就是对入选原煤煤质的分析。煤质分析得是否透彻,原煤特性把握得是否准确,直接关系到整个设计的合理性,是衡量一个设计好坏的重要标准。众所周知

13、,中国煤田、矿区的煤质千差万别,甚至同一矿井不同煤层,其煤质也有明显变化和区别。有的选煤厂在设计时,在煤质资料的获取和分析方面深度不够,很多情况是用矿区相近煤层的资料代替或煤质资料代表性差,这就很容易造成设计和实际生产有所差异。因此,一定要尽力提高煤质资料的完整性、准确性和代表性,在条件许可时设计部门可根据工艺要求亲自做浮沉及泥化沉降等试验,避免设计的盲目【6】。2.3.3合理简洁的工艺流程是设计的必然要求 目前先进选煤厂的发展方向,无疑是继续向着系统简化、设备大型化、高度自动化方向发展。一个选煤厂工艺流程设计的合理性、简洁性体现着设计者水平的高低。一个选煤厂入选原煤有其特点,工艺流程设计上也

14、应该有其特点。选煤方法确定后很多环节还需要综合各种因素进行细化,如原煤的排矸环节、煤泥的分级分选环节、煤泥水处理环节等。这些生产环节往往直接影响一个厂的管理状况、经济效益,也直接体现出选煤厂的工艺特点和设计者的设计功底。因此,对于一些细小的工艺环节一定要充分重视,切忌一成不变地套用。即使选煤厂建成投产后,对于部分工艺环节的改造也是不可避免的。这时作为设计者应充分与现场工作技术人员交流探讨,吸取优秀建议,积累经验知识,进一步优化设计。三、选煤废渣的利用3.1土木工程 选煤废渣的主要利用途径是土木工程，选煤废渣可以作为充材料而加以利用。由于选煤废渣的种类、堆积的方法以及拟建工程的类型不同，土壤达到

15、稳定的时间也不向。为了获得较好的土壤稳定性，例如对于路基来说，它要求将选煤废渣的混合物加以适当处理以便子更好的填充和压实【7】。3.2废矿井的镇充 合理利用选煤废渣的另一个主要途径是利用它们作为废矿井的填充物。利用煤矿选煤废渣作为填充物，要根据其粒度组成，一具有下列粒径的全部种类的选煤废渣均可在这些方面加以利用：80mm以下，可采用气喷式填充法；4omm以下，可采用水力加沙填充法。四、选煤技术发展趋势 近年来,我国原煤入选量持续、快速增长,重介质选煤比例大幅提升,选煤技术得到迅速发展,掌握了国际上先进的选煤方法,基本满足了选煤工业的生产需要,自行研制的设备已能满足400万t以下不同厂型、不同煤质洗选工艺的要求。今后将大力提高动力煤入选比例,继续提高重介质选煤所占比重,加强一些大型设备及自动化检测装置的可靠性,加强极细粒煤分选、脱硫、脱水设备的研究,努力提高选煤厂自动化水平,进一步开发、完善干法及节水型分选技术【8】。 在今后很长一段时间内， 煤炭将仍然是人们所依赖的一次能源。结合国内外选煤厂建设情况来说， 未来选煤厂的设计将向工艺多样化、 系统灵活化、 配置个性化、 检修便利化、厂房低层化、 控制自动化、 指标可靠化、 总体最优化、 投资最小化等方向发展。 总之， 通过广大选煤工作者的努力， 我国的选煤行