衛先生提問時間:2022-02-25 13:43:22已解決 √我要咨詢
選煤及選煤工藝流程
原煤在生成過程中混入了各種礦物雜質,在開采和運輸過程中不可避免地又混入頂板和底板的巖石及其他雜質(木材、金屬及水泥構件等)。隨著采煤機械化程度的提高和地質條件的變化,原煤質量將越來越差,表現在混入原煤的矸石增加、灰分提高、末煤及粉煤含量增加、水分增高。為了降低原煤中的雜質,同時把煤炭按質量、規格分成各種產品,就要對煤炭進行機械加工,以適應不同用戶對煤炭質量的要求,有效地、合理地利用煤炭資源,減少燃煤對大氣的污染,保證國民經濟的可持續發展。選煤廠是煤炭工業的重要部門。 一、選煤的主要目的
(1)除去原煤中的雜質,降低灰分和硫分,提高煤炭質量,適應用戶的需要;
(2)把煤炭分成不同質量、規格的產品,適應用戶需要,以便有效合理地利用煤炭,節約用煤10%~15%;
(3)煤炭經過洗選,矸石可以就地廢棄,可以減少無效運輸10%~20%,同時為綜合利用煤矸石創造條件;
(4)煤炭洗選可以除去大部分的灰分和50%~70%的黃鐵礦硫,減少燃煤對大氣的污染。它是潔凈煤技術的前提。
二、我國煤炭主要用戶對煤炭質量的要求
(1)電廠用煤
不同設備的火力發電廠所燃用的煤種和質量規格也不同。層狀鍋爐用塊煤,新建的電廠均采用粉煤進行噴吹,一般采用粒度小于25mm或13mm的末煤。也有一些燃用水煤漿。一般來說,只要揮發分大于6.5%的煤漿(無煙煤、煙煤、褐煤)都可以作為發電用煤。
大型燃用煙煤的電廠,對煤質的要求可分為兩大類:一類是要求用“中高揮發分煤”,其揮發分為28%~35%;另一類是采用“低揮發分的貧瘦煤:,其揮發分為12%~18%。要求低位發熱量在21MJ/kg(5000kcal/kg)以上,有的要求更高,23 MJ/kg(5500 kcal/kg)或25.3 MJ/kg(6000 kcal/kg)以上。
用褐煤的電廠通常要求低位發熱量在12 MJ/kg(2870 kcal/kg)以上。用無煙煤的電廠通常要求低位發熱量在21 MJ/kg(5000 kcal/kg)以上。
發電用煤對灰分的要求一般不超過25%,從環保的角度考慮應該采用選后的動力煤,以減少爐渣、煙塵和二氧化硫的排放。煙煤的全水分一般不應高于12%,褐煤的水分不應高于40%。硫分一般不應超過1%,超過1%的燃煤電廠,國家要求采用脫硫裝置,減少二氧化硫的排放。灰的熔化溫度不低于1150℃,較大的高于1350℃.哈氏可磨性指標要求在50以上。
我國電廠用煤平均發熱量為21.0 MJ/kg,灰分為25%左右,硫分約為1.0%。 (2)冶金焦炭用煤
用于生產冶金焦炭的精煤灰分必須低于12.5%,硫分一般低于1.5%。冶金部門提供的資料表明,精煤灰分每降低1%,焦炭灰分可降低1.35%;而焦炭灰分降低1%,,煉鐵焦比可降低2%,高爐利用系數可提高3%,同時可以降低,石灰石的耗量,提高生鐵的質量。因此, 要求盡量降低精煤的灰分,以提高焦炭的質量,增加經濟效益。煉焦用精煤對硫份的要求十分嚴格,它使鋼鐵變脆,通常每提高硫分0.1%相當于灰分提高1%。水分對焦爐壽命有不良影響,而且延長結焦時間,消耗熱量。冬季在寒冷地區水分使精煤凍結,對運輸造成影響,所以水分要盡量降低。
(3)工業鍋爐用煤
工業鍋爐多為層床燃燒,有鏈條爐、往復爐及振動爐,煤粉燃燒爐較少。層床燃燒爐宜采用6~15mm的塊煤,其中小于3mm不得超過30%。煙煤的揮發分大于20%,全水分不超過10%,灰分不超過30%,全硫不超過1.0%。蒸發量大的鏈條爐要求煤的低位發熱量高,為21~23 MJ/kg(5000~5500 kcal/kg),蒸發量小的爐要求低位發熱量18.8MJ/kg(4500 kcal/kg)即可。
一般工業鍋爐可用無煙煤、煙煤、貧煤和褐煤。 (4)合成氨造氣用煤
合成氨造氣適用煤炭有煙煤和無煙煤兩大類,粒度在13~100mm之間,如中塊、大塊、混中塊及小塊。它對灰分、水分、硫分、發熱量、揮發分、機械強度、熱穩定性、化學活性、黏結性等均有要求。塊煤灰分應不高于24%,較大的低于18%;硫分應不高于2.0%,較大的低于1%;水分一般低于12%;灰熔融性不應低于1150℃;塊煤的機械強度和熱穩定性均應大于60%;低位發熱量應大于21 MJ/kg,膠質層厚度應小于12mm。
(5)蒸汽機車用煤
蒸汽機車因為爐膛小、煙囪短,爐箅子孔隙大,一般要求粒度13~50mm的氣煤、長焰煤或弱黏煤,灰分小于25%;硫分小于2.5%,揮發分16%左右,發熱量大于25.10MJ/kg,灰熔融溫度大于1200℃。
(6)高爐噴吹用煤
采用高爐噴吹可以節省焦炭用量,既保護稀缺的煉焦煤資源,又具有很好的經濟效益,1t高爐噴吹煤可以代替0.75~0.8t焦炭。其用量不斷增長,過去一直采用無煙粉煤,近年來也采用揮發分較低的貧瘦煤,甚至氣煤,一般采用無煙煤和煙煤的混合噴吹煤,其比例約為7:3或6:4.
一般要求灰分低于12%,且越低越好;硫分要求低于1%,較大的在0.5%以下;全水分越低越好,一般應低于10%;磷的含量應低于0.02%;粒度應小于13mm(或25mm)的末煤,煤的可磨性要好,哈氏可磨性指數一般應大于45,固定碳要大于75%,煤灰中的SiO2/CaO的比值越小越好。
(7)液化用煤
煤的液化分為直接液化和間接液化。這兩種液化方法對煤炭質量的要求各不相同。 1.直接液化對煤質的基本要求
(1)煤中的灰分要低,一般小于5%。 (2)煤的可磨性要好。
(3)煤中的氫含量越高越好,氧的含量越低越好。 (4)煤中的硫分和氮等雜原子含量越低越好。 (5)煤巖的組成也是液化的一項主要指標。
煤的間接液化是將煤氣化,生成的原料氣,再在一定壓力和溫度下加催化劑,合成液體油,因此對煤質的要求相對要低些。
2.間接液化對煤質的要求 (1)煤的灰分要低于15%。
(2)煤的可磨性要好,水分要低。
(3)對于水煤漿制氣的工藝,要求煤的成漿性能要好。
(4)煤的灰熔融性要求。固定床氣化要求煤的灰熔融性軟化溫度越高越好,一般不小于1250℃;流化床氣化要求小于1300℃。
(8)建材用煤
建材用煤主要用于水泥生產、制磚、生產玻璃和陶瓷。 水泥回轉窯一般要求揮發分稍高的煙煤,發熱量要求21 MJ/kg((5000 kcal/kg)以上,硫分應不高于1.5%,粒度為-13mm為宜,哈氏可磨性指數越高越好。水泥立窯要求用無煙煤粒度13~100mm之間,灰分要求小于25%,低位發熱量在23.0 MJ/kg,固定碳大于60%,熱穩定性要好。
玻璃及陶瓷要求用低硫、低灰的塊煙煤。
(9)民用煤
一般采用無煙塊煤,或者用無煙末煤成型的煤球和蜂窩煤。從環保角度及安全考慮,其硫分應盡量低。 三、選煤方法
選煤方法種類很多,可概括分為兩大類:干法選煤和濕法選煤。選煤過程在空氣中進行的,叫做干法選煤。選煤過程在水、重液或懸浮液中進行的,叫做濕法選煤。
選煤方法還可以分為重力選煤、浮游選煤和特殊選煤等。
重力選煤主要是依據煤和矸石的密度差別而實現煤和矸石分選的方法。煤的密度通常在1.2~1.8g/cm3之間,而矸石的密度在1.8g/cm3以上,在選煤機內借助重力把不同密度的煤和矸石分開。重力選煤又可分為跳汰選、重介質選、溜槽選、斜槽選和搖床選等。
浮游選煤簡稱浮選,主要是依據煤和矸石表面潤濕性的差別,分選細粒(小于0.5mm)煤的選煤方法。
特殊選煤主要是利用煤與矸石的導電率、磁導率、摩擦因素、射線穿透能力等的不同,把煤和矸石分開。包括靜電選、磁選、摩擦選、放射性同位選和X射線選等。
此外,還有手選,即人工揀矸,它是根據塊煤與矸石在顏色、光澤及外形上的差別由人工揀除。對煤與矸石硬度差別較大的塊煤,可以采用滾筒碎選機進行選擇性破碎,以實現煤與矸石的分離。
我國選煤廠中采用最廣泛的選煤方法是跳汰選,其次是重介質選和浮選,其他方法均用得較少。
選煤的主要產品是精煤,副產品有中煤、混煤、煤泥等。選后的矸石和尾煤為廢棄物,由于它含有一些夾矸煤等可燃物,也可作為制磚、燒水泥的原料,進行綜合利用。
選煤廠是對煤進行分選,生產不同質量、規格產品的加工廠。按精煤使用的目的不同,選煤廠可分為煉焦煤選煤廠和動力煤選煤廠。煉焦煤選煤廠的工藝過程比較復雜,生產的精煤灰分低、質量高,主要供給焦化廠生產焦炭。動力煤選煤廠的工藝過程一般比較簡單,生產的精煤主要作為動力燃料,大部分動力煤選煤廠只選塊煤,末煤和粉煤不入選。 四、選煤廠的類型
選煤廠是對煤進行分選,生產不同質量、規格產品的加工廠。按照選煤廠的位置及其與煤礦的關系,選煤廠可分為5種類型:
(1) 礦井選煤廠
礦井選煤廠是廠址位于煤礦工業場地內,只選該礦所產毛煤或原煤的選煤廠。這里所說的毛煤是指煤礦生產出來未經任何加工處理的煤;原煤則是從毛煤中選出規定粒度的矸石(包括黃鐵礦等雜物)以后的煤。
(2) 群礦選煤廠
群礦選煤廠是廠址位于某一煤礦的工業場地內,可同時選該礦及附近煤礦所產毛(原)煤的選煤廠。
(3) 礦區選煤廠
礦區選煤廠是指在煤礦礦區范圍內,廠址設在單獨的工業場地上,入選外來煤的選煤廠。
(4) 中心選煤廠
中心選煤廠是指廠址設在礦區范圍外獨立的工業場地上,入選外來煤的選煤廠。
(5) 用戶選煤廠
用戶選煤廠是指廠址設在用戶(如焦化廠等)工業場地上的選煤廠。 我國現有選煤廠大部分是礦井選煤廠。
現代化的選煤廠的生產過程是一個由許多作業所組成的連續機械加工過程。工藝就是一個流程,在這個流程上從入煤到出煤過程中對應著不同的設備,舉個例子給你看,比較直觀的
選煤工藝根據不煤質,工藝比較復雜,但主要根據主洗設備來區分,例如:使用重介旋流器(三產品或兩產品,適用于50-100mm以下粒度),立輪、斜輪和淺槽(適用于塊煤),跳汰(利用水氣來選煤),浮選(煤泥回收),動篩等等,,,
一般工藝主要分為以下幾部分:原煤篩分破碎,原煤洗選出產品和矸石,產品脫介脫水回收,介質回收,煤泥浮選回收,煤泥濃縮回收,煤泥脫水,,,
現今國內比較流行的工藝為:焦煤(三產品旋流器),電煤或動力煤(跳汰,淺槽,兩產品旋流器)。
以三產品重介旋流器工藝為例:原煤分級破碎達到50-80mm以下,進入三產品洗選出精,中和矸石三種產品。各產物經過脫介脫水成為產品。篩下煤泥水一般先分級,粗顆粒直接脫水回收或進入煤泥分選設備。精細顆粒進入浮選出精、尾煤泥,中矸煤泥一般直接回收或進入濃縮回收。煤泥經過脫水處理回收。
詳細工藝比較復雜,主要考慮到分選效率和分選精度,以及回收的數量效率。主體工藝可以上網或在論文上查看選煤廠工藝流程圖,基本差別不大。
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選煤就是將礦井開采出的原始狀態的煤料,進行手選(視煤的物理、化學性質而定)破碎、篩分,分成各粒度級別后按粒度級別進行洗選,以去除煤中雜質,降低灰分,限度地利用煤炭資源,降低煤炭燃燒、制造產品時對環境的污染,達到低碳、環保的能源利用原則。
選煤機就是將煤料分選出不同指標要求的多種最終產品的設備。
選煤的主要方法有:重力選煤法、旋流選煤法、浮選和化學選煤法等;重力選煤又分為重介質選、跳汰選、搖床選、風力選等;旋流選煤又分為兩產品和三產品兩種;浮選按設備處理能力分為大、中、小型幾類,按葉輪方式又分為兩種。
常規的選煤機有重介質立輪分選機(主要用于洗選力度較大的煤料)、跳汰選煤機(主要洗選0.5——50mm之間粒度的原煤)、搖床分選粒度更細的原煤,風選和旋流器選的入料粒度和跳汰選的粒度要求近似,浮選和化學選煤法用于洗選0.5mm以下的粉煤。
選煤的最終產品:精煤灰分值在10%左右,按級別劃分,主要用于煉焦和煤化工;中煤灰分值在30——50%以下,主要作為動力煤和民用煤;煤矸石灰分一般在70%以上,在上世紀曾廢棄,現已開發出多種用途,可用于發電、建筑等,還可用于礦井回填。解釋:原煤在生成、開采及運輸過程中不可避免地混入雜質;且隨著開采的深入,原煤的質量越來越差。為了降低原煤中的雜質,有效合理的利用煤炭資源,同時以把煤炭按質量、規格分成各種產品,就要對煤炭進行機械加工,這些機械通稱為煤炭洗選設備。洗煤機只是洗選設備的一種。
洗煤機分為跳汰、浮選、重介質選煤、洗選等, 洗煤機包括原煤排矸機、矸石提煤機、多功能洗煤機。通常所說的洗煤機指跳汰機,利用密度不同的原理,用風以及水對煤層進行分層,排出矸石及雜質,回收符合要求的精煤。選煤就是將原煤(從井下采出的煤)中的矸石(石頭)分選出去,提高煤炭質量。選煤機自然就是分選出石頭的設備,分選設備有跳汰機、重介旋流器、重介淺槽等。用來分選原煤雜質的機器叫選煤機。
選煤基本都是成套設備。由具體工藝流程決定具體的機器!
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